注电考试教材-第61讲信息与计算机基础(七)

第六节操作系统基础一.Windows发展1983年Microsoft（微软）推出PC机上的Windows操作系统；2001年1月微软正式宣告Windows9x内核系列操作系统终止，推出WindowsNT内核系统操作系统。目前，Windows2000操作系统为一个产品家族，它包括Windows2000Professional（个人办公及家庭用）、Windows2000Server（小型电子商务、应用服务器用）、Windows2000AdvanceServer（企业应用）、Windows2000DatacenterServer（大型企业数据处理、联机交易用）四个版本的操作系统，它是一个多任务的操作系统，支持FATFAT32NTFS等多种文件系统格式，并支持虚拟存储管理。2•操作系统的管理功能通常，操作系统由进程与处理器管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理五大管理功能组成。（l）进程和处理器管理进程，可以说是一段运行的程序，是现代分时系统的一个工作单元。 进程可分为操作系统进程和用户进程两类，这两类进程都是并发执行，CPU则在这些进程之间转换进行，并且进程运行需要各种资源的支撑。进程具有的特征是：动态性；②并发性；③独立性；④异步性。而程序则不具备这些特征。线程，或称为轻量级进程，是被系统独立调度和 CPU的基本运行单位。它不拥有系统资源，只拥有一点运行中必不可少的资源。引入线程，是为了使多个程序并发执行，以改善系统资源的利用率和系统的吞吐量；线程则是为了减少程序并发执行时所付出的开销。如许多在PC机上的软件包都是多线程的，这是因为多线程编程具有四大优点：①响应；②资源共享；③经济；④利用应用多处理器结构。线程的实现方式有两种：①用户线程，即不依赖于内核；②内核线程。 注意，用户线程的创建和管理的速度比内核线程快。处理器的功能是执行程序中的各条指令的基本操作，即取指令、分析指令（译码） 、执行指令等操作，并通过计算机的主要传输线路传输到其他设备。操作系统的处理器管理主要是解决对处理器的资源分配策略、资源分配实施、资源回收等问题。正因如此，使其提供的作业处理方式也就不同，如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。可见，进程与处理器调度是负责把CPU的运行时间合理地分配给各个程序，以使处理器的软硬件资源得以充分的利用。在Windows中，对于进程管理，进程是拥有应用程序所有资源的对象，而线程是进程中一个独立的执行路径。一个进程的线程越多，该进程获得的 CPU时间就越多，进程的运行时间就越快。同时，线程运行时共享其对应进程所拥有的资源，但线程并不拥有其他资源。(2)存储管理存储管理主要解决对存储器的分配、保护以及扩充问题。在 Windows中，一个存储器段可以小至一个字节，也可大至4G字节；一个页的大小则规定为4K字节。操作系统的存储管理技术主要有：①分段存储管理；②分页存储管理；③分段分页存储管理；④虚拟存储管理。在分页存储管理中，为了能在内存储器中找到每个页面所对应的物理块，系统为每个进程建立一张页面映射表，简称页表。该页表记录了每一页在内存中所对应的物理块，以实现从进程的逻辑页号到内存的物理块号的地址映射。 在虚拟存储管理中，实际是在一个较小的物理内存储器空间上运行一个较大的用户程序。 它利用大容量的外存储器来扩充内存储器的容量，形成逻辑上的虚拟存储空间。即虚拟内存在硬盘上。(3)设备管理操作系统的设备管理是指计算机系统中对除 CPU和内存储器以外的所有输人/输出设备的管理。它主要是对这些设备提供相应的设备驱动程序、初始化程序和设备控制程序等 。外设，是指计算机系统配置的显示器、键盘、鼠标、硬盘驱动器、光盘驱动器等设备。外设可以从不同的角度进行分类，如按设备的从属关系分为：系统设备、用户设备；按分配方式分为：独享设备、共享设备、虚拟设备；按使用特性分为存储设备、输人/输出设备。Windows的设备管理的特点是：①支持即插即用功能；②具有动态设备驱动程序机制；③采用缓冲技术；④可通过控制面板调整系统设置。 在Windows中，对硬件、软件的管理都可利用注册表来进行，注册表是WindowsXP中的核心数据库。(4)文件管理Windows中的文件名采用的是“文件名•扩展名”的形式，并支持长文文件名，即文件名最多可使用256个字符。扩展各有利于识别文件的类型，例如：bat表示批处理文件；obj表示目标文件；zip表示压缩文件；bmp表示图像文件。文件按不同的角度有不同的分类：①按性质和用途分为：系统文件、库文件和用户文件；按文件的保护方式分为：只读文件、读写文件、可执行文件和无保护文件；按文件的存取方式分为：顺序文件和随机文件；按文件的逻辑结构分为：流式文件和记录式文件；按文件的物理结构分为：顺序文件、链接文件、索引文件、索引顺序文件和Hash文件;按信息的保护期限分为：临时文件、永久文件和档案文件。上述文件的逻辑结构是根据用户使用文件的目的而组织起来的文件结构。操作系统将外存储器上的所有文件的目录结构组织，这方便用户对文件的快捷访问，以保证当多个用户访问外存储器上的文件时的安全性和正确性。 Windows支持FATFAT32NTFS文件系统。其中NTFS是一个用于网络的文件系统，它支持远程存储、文件系统加密、稀疏文件、卷装配点、磁盘限额等诸多存储功能。WindowsXpg供的文件管理工具是：“我的电脑”和“资源管理器”。（5）作业管理作业，是指用户请求计算机系统去完成一个独立任务所做工作的集合。作业管理是负责对作业进行组织并控制作业的运行和进行作业调度。操作系统提供了两类接口与用户发生联系：①作业一级的接口；②程序一级的接口，称为系统调用。例：数字签名是最普遍、技术最成熟、操作性最强的电子签名技术，当前已得到实际应用的是（D）A电子商务、电子政务；B票务管理、股票交易C股票交易、电子政务；D电子商务、票务管理在