计算机导论（第2版）（微课视频版）课件 第4章 操作系统

操作系统和文件管理目录2第一节操作系统基础知识第二节文件基础知识第三节文件管理第一节操作系统基础知识操作系统的功能、分类和加载实用程序和驱动程序操作系统基础知识操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机最基本的系统软件，它直接运行在计算机的“裸机”上，是系统中所有活动的总控制器，任何其他的软件都需要有操作系统的支持才能运行。5什么是操作系统？操作系统的功能操作系统的功能可以分为控制计算机资源和提供用户界面两大类。操作系统控制着计算机的：处理器资源内存资源存储器资源外围设备资源6操作系统提供用户界面处理器资源内存资源存储器资源外围设备资源处理器资源微处理器的每个计算周期都是一种计算资源。计算机运行时会有很多进程竞争计算资源，操作系统负责协调控制。7现代操作系统可以使用多任务、多线程、多重处理等技术来保证处理器资源得到充分利用。内存为程序提供运行空间，微处理器需要处理的数据和指令都存放在内存中，操作系统为每个程序在内存中分配合适的空间。如果程序需要更大的内存空间，可向操作系统再次申请；如果内存资源不足，有些程序会运行很慢甚至无法运行；如果内存泄漏，会逐渐耗尽所有内存，此时需要终止相应程序或重启计算机。8内存资源存储器资源存储器类似于一个档案馆，存储用户的所有文件，操作系统对文件进行管理，记录文件的文件名、存放地点、文件大小等信息。操作系统还可对多而繁杂的文件进行“整理归类”以获取更多的存储空间。当用户要放入新的文件时，操作系统还会为其提供合适的存放地点。9外围设备资源外围设备资源介绍与计算机连接的设备都可视为输入或输出资源。操作系统通过与该设备配套的驱动程序进行与设备的通信，以保障设备的正常使用。计算机的操作系统会确保输入输出是以有序的形式处理的，并可在计算机忙于其他任务时使用“缓冲区”来收集和存放数据。查看连接到计算机的所有设备10操作系统功能提供用户界面：早期的操作系统使用的是命令行界面，它通常不支持鼠标，用户需要通过键盘输入指令（这通常需要用户提前熟记），操作系统接到指令后予以执行。现代的操作系统使用简便易用的图形用户界面，通过对屏幕上显示的图像进行操作，用户可以方便地使用计算机。11Windows系统提供的命令行界面操作系统功能尽管现代操作系统的种类多种多样，但其图形用户界面的组成元素是大体相同的：桌面图标窗口任务栏菜单栏工具栏按钮对话框12桌面图标任务栏操作系统分类操作系统按其应用领域来划分，可分为桌面操作系统、移动操作系统、服务器操作系统等。桌面操作系统是为桌面计算机或笔记本电脑设计的个人用操作系统。它能够实现个人对计算机的几乎所有的需求。移动操作系统是为手持设备如智能手机、平板电脑设计的，移动操作系统更加关注于操作便捷性和应用扩展性。服务器操作系统一般安装在Web服务器、数据库服务器、应用服务器等大型计算机上，具有很高的稳定性和安全性13常见桌面操作系统MicrosoftWindowsMACOS14常见桌面操作系统DOSChromeOS15常见桌面操作系统UNIX和Linux16UNIX和LinuxUNIX是1969年由AT&T公司的贝尔实验室开发的。UNIX一般用于大型计算机中。Linux是一款免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，是在1991年由芬兰学生LinusTorvalds开发的。Linux是开源系统，其代码允许被修改，因此目前有许多种类的Linux发行版本，它们都包括了一个Linux内核和其他的程序、工具及图形界面。最流行的Linux发行版本有Ubuntu、Fedora、Debian、Mint、CentOS等。常见移动操作系统iOSAndroidOS17常见移动操作系统WindowsPhoneBlackBerryOS18常见桌面操作系统提供用户界面：早期的操作系统使用的是命令行界面，它通常不支持鼠标，用户需要通过键盘输入指令（这通常需要用户提前熟记），操作系统接到指令后予以执行。现代的操作系统使用简便易用的图形用户界面，通过对屏幕上显示的图像进行操作，用户可以方便地使用计算机。19Windows系统提供的命令行界面虚拟机虚拟机（VirtualMachine）可以通过软件模拟出具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。它可以利用一台计算机资源模拟出多台计算机，虚拟出来的每台计算机都可运行与之平台相兼容的软件。流行的虚拟机软件有VMwareWorkstation和ParallelDesktop。20操作系统的加载对于大多数计算机而言，操作系统存储在硬盘上。在计算机开机时，需要从硬盘上加载操作系统到内存中，并进行相应的处理，计算机才可以正常工作。这个从计算机开机到计算机准备完毕的过程，称为引导过程，或引导计算机。在引导过程中，操作系统的内核（即提供核心服务的部分）会被加载到内存。在计算机运行时，内核会一直保留在内存中，而操作系统的其他部分只在需要的时候才被加载到内存。21操作系统的加载引导过程基本步骤：引导过程完成后，用户可正常使用计算机。22启动引导程序通电开机自检识别外围设备加载操作系统检查配置文件，定制操作系统实用程序系统软件除了操作系统外，还包括实用程序。实用程序专门处理以计算机为中心的任务，可以帮助用户对计算机硬件、软件、数据或操作系统进行分析、配置、优化或维护。操作系统一般自带有一套实用程序。在Windows中，实用程序大多包含在“控制面板”中。常用的实用程序如：杀毒软件备份软件剪贴板管理器压缩软件磁盘检查与磁盘清理磁盘分区文件管理网络设置截屏软件卸载音量设置、键盘设置、电源监控23实用程序系统软件除了操作系统外，还包括实用程序。实用程序专门处理以计算机为中心的任务，可以帮助用户对计算机硬件、软件、数据或操作系统进行分析、配置、优化或维护。操作系统一般自带有一套实用程序。在Windows中，实用程序大多包含在“控制面板”中。常用的实用程序如：杀毒软件备份软件剪贴板管理器压缩软件磁盘检查与磁盘清理磁盘分区文件管理网络设置截屏软件卸载音量设置、键盘设置、电源监控24驱动程序可以通过Windows的“设备管理器”进行管理。驱动程序负责在操作系统和外部设备间建立通信，是操作系统和外部设备间的接口。驱动程序至关重要，如果没有合适的驱动程序，操作系统便无法识别对应的外部设备；如果驱动程序没有正常安装或受到了损坏，对应的外部设备也无法正常工作。操作系统安装时会安装一些自带的驱动程序，以保证硬盘、显示器、光驱、键盘、鼠标等基本硬件的正常运行，但其他硬件，如显卡、声卡、扫描仪、摄像头、网卡等，或是功能较多的鼠标、键盘等，就需要另外安装对应的驱动程序。25第二节文件基础知识文件名和扩展名文件目录和文件夹文件格式26文件的名称文件的名称包括文件名和扩展名。文件名可以帮助用户区分不同的文件，而扩展名代表着文件的格式。扩展名通常由一个“.”与文件名分开，放在文件名的后面。如“工作报告.txt”中，工作报告是文件名，txt是扩展名，代表这是一个文本文件。文件名需要符合文件命名规范。不同的操作系统有不同的文件命名规范。Lab4:文件名pptx:扩展名文件命名规范文件目录和文件夹文件目录是计算机对文件建立的索引，操作系统可以通过文件目录找到磁盘上对应的文件。文件目录是一个多级树形结构，可以分为根目录和子目录，子目录通常也称文件夹。在Windows中，每一个磁盘驱动器都有一个根目录，如C盘的根目录是“C:\”。根目录中可以包含若干文件和子目录，而子目录还可进一步包含若干下一级的文件和子目录。文件定位操作系统通过路径来定位一个文件。路径包含了从驱动器到文件夹到文件的定位路线，其中文件夹和文件名间用特定的分隔符区分。如路径“C:\Windows\System32\cmd.exe”中，“C:\”代表C盘的根目录，第一级文件夹是“Windows”，第二级文件夹是“System32”，文件名是“cmd”，扩展名是“exe”。C:\Windows\System32\cmd.exeC:\Windows\System32\cmd.exe文件格式文件格式代表了存储在文件中的数据的组织排列的方式。不同的数据类型（如音频和视频）采用了不同的文件格式，同一种数据类型也会有多种文件格式（如图像可以存储为BMP、PNG、JPEG等格式）。文件格式通常包括文件头和数据，还可能包括文件终止标记。文件头处于文件数据流的开头，包含了文件的一些诸如文件类型、文件大小、创建时间、修改时间的信息；数据是文件的主题内容；文件终止标记则代表着文件的结束。文件格式文件格式≠扩展名扩展名可以人为修改，而文件格式是固定不变的。扩展名被修改并不能改变文件格式，但可能导致文件不能被正常识别与打开。操作系统通过文件的扩展名来选取合适的程序打开文件，因此一个正确的扩展名十分重要。文件格式扩展名常见文件扩展名33第三节文件管理34文件管理隐喻文件管理隐喻是对计算机存储模型的形象化描述，也可称为逻辑存储模型。关于文件管理有两种隐喻：文件柜式。计算机的存储设备相当于文件柜的一个个抽屉。文件夹放在抽屉中，文件则放在文件夹中或放在文件夹的外面。树状结构。树代表了存储设备，树干相当于根目录，树枝相当于子目录。树枝还能分出更小的树枝代表多级子目录，树枝上的叶子代表文件。树状结构示例Windows资源管理器Windows资源管理器（WindowsExplorer）在windows资源管理器中可以方便地找到文件，并对其进行操作，如复制、粘贴、剪切、删除、移动、重命名、设置属性等，还可以同时处理几个文件。在Windows7之后的版本中，提供了“库”以使用户更方便地组织和访问同类的文件夹，库可以通过导航窗格快捷进入。库中存储的并不是整个文件夹，而只是一个文件夹的链接。库也可以直接存储单一的文件按，不过此时文件就真正地物理存放在库中。文件管理技巧使用合适的文件名显示文件的扩展名将文件分类存储到文件夹种使用文件夹的树形结构不要在根目录中存储文件定期备份37物理文件存储文件的物理存储模型描述了