任务1-了解计算机的组成和操作系统的基本知识

,计算机组成与操作系统,任务1了解计算机的组成和操作系统的基本知识,请在此输入您的标题,第一部分计算机的组成,想想我们平时用计算机做些什么呢,听音乐,做动画,看电影,处理图片,查资料,聊天,翻译,购物,既然计算机能做这么多的事情，那么它工作的基础是什么呢？,第四块,中央处理器,存储器,输入设备,输出设备,硬件,中央处理器CPU,Intel赛扬42.0G正面和背面图,AMDAthlonXP2800+处理器,CPU就是中央处理器，是负责运算和控制的控制中心，是电脑的关键部件，相当于人的大脑一样。,存储器是用来存储信息的。,内存也叫主存储器，由集成电路芯片组成，安装在计算机的主板上，分为只读存储器（）和随机存储器（）。,外存用于存放长期保存的程序和数据等信息。常用的外存有:软磁盘、光盘、U盘、硬磁盘。,硬盘,优盘,光盘,存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、千兆字节（GB）。换算关系：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB,输入设备：计算机用来获取信息，是用来人机交互的重要工具。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔。输出设备：用来输出计算机的计算结果。常见的输出设备有：显示器、打印机、投影、绘图仪。,打印机,绘图仪,扫描仪,系统软件,应用软件,软件,计算机软件:是计算机使用的程序、供程序用的数据以及相关文挡资料的集合。,系统软件:系统软件是一种综合管理计算机硬件和软件资源,为用户提供工作环境和开发工具的大型软件。操作系统就是常用的系统软件，如：DOS、Windows、Unix、Linux,应用软件是计算机用户为了解决某些具体问题而编制的软件。,常用的应用软件：音乐：酷狗、千千静听视频：暴风影音、百度影音杀毒：360安全卫士、360杀毒办公：WPS、MicrosoftOffice下载：迅雷、快车聊天：QQ、飞信浏览器：360浏览器、InternetExplorer图形图像：photoshop、美图秀秀,1硬件是软件的物资基础，没有硬件系统，软件就无法运行。2软件是硬件功能的完善和扩充，计算机的硬件只有与软件结合，才能发挥它的功能。3硬件和软件相互补充、相互渗透、相互促进。,计算机软件与硬件的相互关系,知识总结：,计算机,硬件,软件,中央处理器,存储器,输入设备,输出设备,系统软件,应用软件,CPU,硬盘内存,键盘鼠标,显示器打印机,WindowXP,WordQQ,知识总结,第二题1G=()MB=()KB=()B,第三题既能被修改又能读取的是_,只能读取不能修改的是_.,第四题显示器属于_设备，键盘属于_设备。,第一题计算机系统分为_和_两部分。,*课*堂*练*习*(1),下一页,答案,第二题1G=(210)MB=(220)KB=(230)B,第三题既能被修改又能读取的是RAM_,只能读取不能修改的是_ROM_,第四题显示器属于_输出_设备，键盘属于_输入_设备。,第一题计算机系统分为_硬件_和_软件_两部分。,*课*堂*练*习*(1),下一页,答案,第六题软件可以分为_和_两类。,第七题Windows操作系统属于_软件.,第八题暴风影音属于_软件。,第五题中央处理器属于计算机_（硬件软件）,*课*堂*练*习*(2),结束,答案,第六题软件可以分为_系统软件_和_应用软件_两类。,第七题Windows操作系统属于_系统_软件.,第八题暴风影音属于_应用_软件。,第五题中央处理器属于计算机_硬件_（硬件软件）,*课*堂*练*习*(2),结束,答案,课堂任务1,总价3000元，请大家组装一台电脑，以表格的形式列出购买的配件以及型号、单价等。时间：15分钟,请在此输入您的文本。,课堂任务2,请大家以小组为单位，绘制学习海报，内容是计算机的组成。海报主要以画图+文字的方式展示时间：20分钟,请在此输入您的标题,第二部分操作系统的基本知识,操作系统,2020/5/20,第一章操作系统概论,29,DOSLINUXWINDOWSTURBO-CWORDUNIXTURBO-ASMVIPC/MOS/2FreeBSD,你知道下列哪些是操作系统吗?,2020/5/20,第一章操作系统概论,30,目前常见操作系统,微软：Windows系列（以前MS-DOS）UNIX：Solaris,AIX,HPUX,SVR4,BSD,自由软件：Linux,freeBSD,MinixIBM:AIX,zOS(OS/390),OS/2,OS/4000,PCDOS其他：MacOS,NetWare,2020/5/20,第一章操作系统概论,31,你用过的操作系统能做什么?,各种命令：dircopydelformat启动、结束用户程序系统调用：例如INT指令WINDOWS、UNIX等提供多任务或多用户环境操作系统为你完成所有“硬件相关、应用无关”的工作，以给你方便、效率、安全,2020/5/20,第一章操作系统概论,32,硬件相关、应用无关,涉及物理地址、设备接口寄存器、设备接口缓冲区代码量大，需硬件知识、需随硬件的变化而变化提供所有应用、用户共需的东西与应用无直接关系,2020/5/20,第一章操作系统概论,33,你知道操作系统不能做什么?,不做天气预报不做房屋设计不是编译程序总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题，也不负责编译源程序.,2020/5/20,第一章操作系统概论,34,操作系统如何工作,OS的第1个工作：启动和结束程序OS的第2个工作：用户程序对OS的调用OS的第3个工作：为常用操作提供程序OS的第4个工作：解决效率和安全问题,操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的第一次扩充。,1。操作系统的定义,2020/5/20,第一章操作系统概论,36,Development,2.操作系统的产生和发展,在第一代计算机上没有操作系统，对计算机的操作完全是人工操作方式，这种人工操作方式有两个缺点：用户完全独占计算机。也就是说，计算机的全部资源只供一个用户使用。计算机等待人工操作。当用户操作时计算机要等待，CPU空闲。,人工操作,监控系统,第二代计算机主要用于科学和工程计算，程序大多用FORTRAN语言书写，该语言适用于作数值运算，当时主机上用的控制程序称之为监控程序（Monitor），其功能相对比较简单，监控程序是操作系统的雏形。,脱机输入/输出技术,程序和数据的输入都不是在主机的控制之下，而是在一台专门作输入/输出的计算机的控制之下进行，或者说，输入/输出工作是在脱离主机的情况之下进行的，故称为脱机输入/输出（OffLineI/O），如图所示。,单道程序运行情况,多道程序运行情况,多道程序设计,2020/5/20,42,练习：在单CPU和两台I/O（I1,I2）设备的多道程序设计环境下，同时投入三个作业运行。它们的执行轨迹如下：Job1：I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3：CPU(30ms)、I1(20ms)如果CPU、I1和I2都能并行工作，优先级从高到低为Job1、Job2和Job3，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU。求：每个作业从投入到完成分别所需的时间。,Job1从投入到运行完成需80ms，Job2从投入到运行完成需90ms，Job3从投入到运行完成需90ms；,随着大规模集成电路（在每平方厘米的芯片上集成数千个晶体管）的发展，计算机向着微型化、网络化和智能化的方向发展。个人计算机的时代到来了。个人计算机连接成了网络。因此运行其上的网络操作系统和分布式操作系统就开始崛起。,多元化发展,3.操作系统的特征,2020/5/20,第一章操作系统概论,45,4.操作系统的功能,有哪些基本内容？知识点有哪些？对内是“管理员”，对外是“服务员”1OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。,2020/5/20,第一章操作系统引论,46,图1-1OS作为接口的示意图,2020/5/20,第一章操作系统引论,47,(1)命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令接口，以允许用户通过键盘输入有关命令来取得操作系统的服务，并控制用户程序的运行。(2)系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来实现与操作系统的通信，并取得它的服务。(3)图形、窗口方式。这是当前使用最为方便、最为广泛的接口，它允许用户通过屏幕上的窗口和图标来实现与操作系统的通信，并取得它的服务。,2020/5/20,第一章操作系统引论,48,2OS作为计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中，归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地，OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理，即：处理机管理，用于分配和控制处理机；存储器管理，主要负责内存的分配与回收；I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；文件管理，负责文件的存取、共享和保护。可见，OS的确是计算机系统资源的管理者。,4.操作系统的功能,对处理机的分配和运行实施有效管理。在多道程序环境下，处理机的分配和运行以进程为单位，因此对处理机的管理即对进程的管理。,进程控制进程同步进程通信进程调度,进程管理,方便用户使用内存提高内存的利用率从逻辑上扩充内存,内存分配地址映射内存保护内存扩充,存储管理,设备管理,完成用户程序请求的I/O操作，为用户程序分配I/O设备提高外部设备的利用尽可能地提高输入/输出的速度方便用户使用外部设备,设备分配设备控制设备无关性,文件存储空间的管理目录管理文件的读、写管理文件的存取控制,文件管理,操作系统接口,联机命令接口脱机命令接口图形用户界面（命令接口的改版）,也称系统调用,5.操作系统类型,Developing,Developed,批处理系统,内存中仅放一道作业作业的完成顺序与进驻内存的顺序相关,内存中放多道作业作业的完成顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系,批处理系统的优缺点,分时系统,三种典型的实时系统:过程控制系统(生产过程控制);信息查询系统(情报检索)；事务处理系统(银行业务),实时系统,CP/M操作系统MS-DOS操作系统OS/2操作系统UNIX操作系统Linux操作系统Windows操作系统.,微机操作系统,2020/5/20,第一章操作系统概论,61,（1）新一代微机操作系统,新一代微机操作系统具有以下功能：GUI、多用户和多任务、虚拟存储管理、网络通信支持、数据库支持、多媒体支持、应用编程支持API具有以下特点：1）开放性2）通用性3）高性能4）采用微内核结构,2020/5/20,第一章操作系统概论,62,（2）并行操作系统,计算机的应用每前进一步都要求增加计算机的处理能力。为达到极高性能，除提高元器件速度外，必须改进计算机系统结构，这主要采用增加同一时间间隔内的操作数量，通过并行处理技术，研究并行计算机。,2020/5/20,第一章操作系统概论,63,（3）网络操作系统,A、计算机网络操作系统的模式a.客户/服务器模式（Client/Server）b.对等模式（Peer-to-Peer）B、网络操作系统应该具有的功能a.网络通信b.资源管理c.网络管理d.网络服务,2020/5/20,第一章操作系统概论,64,（4）分布式操作系统,在以往的系统中，其处理和控制功能都高度集中在一台主机上，所有的任务都由主机处理，这样的系统称为集中式处理系统。所谓分布式系统，是指由多个分散的处理单元经网络的连接而形成的系统。在分布式处理系统中，系统的处理和控制功能都分散在系统的各个处理单元上。系统中的所有任务可以动态地分配到各个处理单元中去。,2020/5/20,第一章操作系统概论,65,（5）嵌入式操作系统,嵌入式(计算机)系统的应用环境带来了对嵌入式系统软件(embeddedsoftware)的要求；嵌入式OS指运行在嵌入式(计算机)环境中，对整个系统及所有操作的各种部件、装置等资源进行统一协调、处理、指挥和控制的系统软件嵌入式OS具有通常操作系统的功能，包括：与硬件相关的底层软件、操作系统核心功能，功能强大的还提供图形界面、通信协议、小型浏览器等设施；,（5）嵌入式操作系统实例(1),VxWorks是美国WindRiver公司开发的嵌入式实时操作系统，可靠性高、性能卓越、界面友好，广泛地应