计算机导论-6-操作系统

计算机导论第6讲操作系统定义、分类及功能 操作系统的定义 操作系统的分类 操作系统的功能文件系统的基本概念典型操作系统介绍

DOS、Windows

UNIX、Linux

MacOS操作系统1、操作系统的定义

操作系统（OS，OperatingSystem）：控制和管理计算机硬件、软件资源，方便用户使用计算机的程序的集合。操作系统的任务：（1）有效管理计算机系统各种资源。（计算机系统的“总管家”）（2）方便用户使用计算机。 操作界面——如GUI（图形用户接口，GraphicalUserInterface） 编程接口——API（应用编程接口，ApplicationProgrammingInterface）定义、分类及功能1、操作系统的定义

操作系统在计算机系统中的地位：（1）操作系统已是现代计算机系统不可缺少的部分。

（2）商业软件也只能在操作系统下运行。（3）操作系统的性能在很大程度上决定了计算机系统的性能。定义、分类及功能计算机硬件操作系统其他系统软件、支撑软件应用软件用户操作系统设计者系统软件编程人员应用软件编程人员2、操作系统的分类

批处理系统（BatchProcessingSystem）：按作业（job）性质分批，成批提交给计算机系统处理。

CPU利用率高、交互性极差。分时系统（TimeSharingSystem）将时间分为若干个时间片（slot）轮流分配给多个联机作业使用。分时系统的特点：（1）多路性：宏观上看，多用户（user）同时工作，共享系统资源（resource）。（2）独立性：各用户彼此独立操作，互不干扰，就像个人独占主机。（3）及时性：用户的请求（request）能在很短时间内获得响应（response）。（4）交互性：用户通过终端与系统进行交互（interaction）。定义、分类及功能2、操作系统的分类

实时系统（Real-TimeSystem）：能在规定时间内及时响应外部事件的请求，同时完成对该事件的处理。

主要特点：及时响应、高可靠性。网络操作系统（NOS，NetworkOperatingSystem）：实现网络通信和网络资源共享。特别强调：网络管理。分布式操作系统（DistributedOperatingSystem）：在网络操作系统基础上，特别突出并行处理、协同计算。⊙目前实际使用的操作系统往往兼有批处理、分时、实时特点。定义、分类及功能几类操作系统的对比定义、分类及功能批处理操作系统对用户的服务有点像批发商店，顾客购置一大批商品，当然不能着急，允许等一段时间办完分时操作系统有点像零售商店，交互性很强，交易时间不能太长，以顾客能忍受的时间为限实时操作系统有点像24小时“全天候服务”的饭店或商店，顾客随时想吃饭或购物都能及时得到满足网络操作系统像“电视购物”或网上“电子商务”购物，只要知道电话号码或“网址”，就能得到服务分布式操作系统有点像新兴的社区服务公司或咨询公司，客户只要提出服务要求。例如，顾客要购买某一商品，而不必知道在哪里能买到，而由社区服务公司去安排查询后告诉顾客或帮顾客办到3、微机的操作系统单用户单任务 一个用户执行一个程序

典型代表：CP/M、MS-DOS单用户多任务 一个用户可以执行多个程序

典型代表：Windows2000,WindowsXP多用户多任务 多个用户可以分别执行多个程序 典型代表：微机版UNIX和Linux定义、分类及功能外壳（Shell）4、操作系统的功能内核（kernel）：随系统的运行而驻留内存的系统功能程序。操作系统的功能定义、分类及功能裸机处理机管理存储管理文件管理设备管理人机接口4、操作系统的功能作业与进程作业（job）： 用户在一次计算过程或在一次事务处理过程中，要求计算机系统 所做工作的集合（一次任务——task）。程序（program）： 指令序列（静态概念）。进程（process）： 指程序在数据对象上的一次执行过程（动态概念）。定义、分类及功能4、操作系统的功能功能1：处理机管理（processormanagement）（1）如何把CPU分配给系统的众多进程？（2）管理层次：作业调度（jobscheduling） 进程调度（processscheduling）（3）作业调度：确定系统中哪些作业将获得CPU。（4）进程调度：确定系统中哪个作业中的哪个进程将获得CPU。定义、分类及功能等待的事件已发生等待某事件发生时间片用完进程被调度程序选中就绪状态等待状态运行状态4、操作系统的功能功能2：存储管理（memorymanagement）

（1）内存分配（memoryallocation）：给系统内的各个进程分配和回收内存空间。

（2）内存保护（memoryprotection）：保证各进程只能在属于自己的内存空间中运行，彼此互不冲突且不被其他进程破坏。

（3）地址映射（addressmapping）：逻辑地址（logicaladdress）到物理地址（physicaladdress）的映射。

（4）内存扩充（memoryexpanding）：利用虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量。定义、分类及功能4、操作系统的功能功能3：文件管理（filemanagement）

★对外存数据组织进行管理，是对计算机软件、数据资源的管理。（1）数据存储空间的分配、回收。（2）文件目录的结构和管理，实现文件的存储和检索等。（3）为用户提供方便灵活的文件操作以及实现文件的共享。（4）提供文件的安全、保密等措施。定义、分类及功能4、操作系统的功能功能4：设备管理（devicemanagement）

★对所有输入输出设备的管理，给系统内的各个进程分配和回收外设，完成输入输出操作。（1）对输入输出设备的分配、启动、完成和回收等。（2）协调处理机与设备操作间的速度差异。（3）屏蔽各种设备的物理特性。定义、分类及功能4、操作系统的功能功能5：人机接口（human-computerinterface）★用户接口(userinterface)+编程接口(programminginterface)（1）用户接口：用户直接或间接控制自己作业的界面。 联机用户接口：一组键盘操作命令。 脱机用户接口：为批处理作业用户提供的接口。 图形用户接口：采用图形化的操作界面。（2）编程接口：为应用软件或支撑软件在执行过程中访问系统各种资源提供的接口。定义、分类及功能1、文件（file）： 把程序和数据保存在外存中的组织形式。2、文件的逻辑构造 流式文件（streamfile）：字节数据序列。 记录式文件（recordfile）：元素序列，每个元素包含若干成员。3、文件的存取模式： 顺序方式、随机方式4、文件之间的关系 文件之间没有结构上的关系——孤立式结构。 文件之间语义上的联系由相关程序的运行逻辑来体现。文件系统的基本概念5、文件主要操作（1）打开、关闭（2）定位（3）读取、写入（4）新建、删除、改名、复制、移动（5）属性操作（只读、隐藏）6、文件名（filename）

（1）

“文件名”是文件的标识。（2）文件系统按“文件名”来完成文件的定义、访问、管理、控制等操作。（3）文件名的形式：主文件名.扩展名文件系统的基本概念7、常用文件扩展名(1)文本文件：.txt(2)源程序文件：.c、.cpp、.java、.prg、……(3)标记语言文档及相关：.htm、.html、.css、.xml、xsl、……(4)可执行程序类：.exe、.com、.dll、……(5)Office文档：.doc、.xls、.ppt、.pdf、……(6)图像：.jpeg、.jpg、.gif、.png、.bmp、.tif、.ico、……(7)视音频：.mp3、.wma、.avi、.rm、.rmvb、.mpg、.wav、……(8)压缩文件：.rar、.zip、.arj、.cab、……(9)脚本文档：.js、.vbs、.asp、.jsp、.php、.aspx、……文件系统的基本概念8、目录（directory）——文件夹（folder）

目录组织的树形结构示例文件系统的基本概念\abcb.txt123.ct.doc123.cbfb.xlsea.cppt.doc9、目录之间的关系根目录（DOS及Windows中表示为\）父目录与子目录10、路径（path）

★确定文件或目录在目录树中的位置，以便访问。

①绝对路径（absolutepath）：从根开始的路径表示形式。 例如（以上页幻灯片目录示意图为例）：

\a\b \a\b\t.doc \123.c \b\e\t.doc

②相对路径（relativepath）：从当前目录开始的路径表示形式。 例如（以上页幻灯片目录示意图为例，假设\b为当前目录）：

e\t.doc ..\123.c f ..\a\b.txt文件系统的基本概念1、DOS（磁盘操作系统，DiskOperatingSystem）单用户单任务，有MS-DOS、PC-DOS两类版本。

MS-DOS是比尔·盖茨花2.5万从蒂姆·佩特森QDOS购买改写的。

1981年8月DOS1.0--2000年9月MS-DOS8.0。拥有fdisk、format、dir、cd

、del、debug、copy、……等命令。典型操作系统介绍2、UNIX多用户多任务。1969年KenThompson、DennisRitchie和Douglas

Mcllroy在贝尔实验室开发。技术成熟、可靠性高、网络和数据库功能强、伸缩性突出和开放性好等特色，可满足各行各业的实际需要。加州大学Berkeley分校开发的BSD产品：FreeBSD、OpenBSD和

NetBSD；很多公司开发了自己的Unix，比如IBM的AIX、HP的HPUX、SUN的Solaris、SGI的IRIX。典型操作系统介绍3、Linux

1991年4月芬兰赫尔辛基大学的学生Linus

Torvalds想设计一个代替

Minix的操作系统。

自由软件，源码开放。与UNIX兼容。常见版本：FedoraCore、RedHatLinux、UbuntuLinux、RedFlagLinux、FreeBSD、veket、……典型操作系统介绍4、Windows单用户多任务。Microsoft主打产品。1985年诞生Windows1.0，1990年Windows3.0确定了垄断地位。

1993年WindowsNT，1995年Windows95，2000年Windows2000，2001年WindowsXP，2007年WindowsVista，2009年Windows7。界面非常友好，易学易用。典型操作系统介绍5、MacOS

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