Linux操作系统ppt课件

1、操作系统基础,3.1 操作系统概述 3.2 操作系统的主要功能 3.3 Windows2000操作系统,第3章操作系统基础,3.1 操作系统概述,3.1.1 操作系统的发展 自1946年第一台电子计算机诞生以来，它的每一代进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，操作系统（简称OS）也逐渐形成和发展起来。 1）早期的操作系统 从20世纪70年代中期开始出现了计算机操作系统。1976年，美国DIGITAL RESEARCH软件公司研制出8位的CP/M操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管理，以实现硬

2、盘文件或其他设备文件的自动存取。此后出现的一些8位操作系统多采用CP/M结构。,3.1 操作系统概述,3.1.1 操作系统的发展 2）DOS操作系统 计算机操作系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单用户、单任务的操作系统，继CP/M操作系统之后，还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁盘操作系统。 其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其兼容机上运行的操作系统，它起源于SCP86-DOS，是1980年基于8086微处理器而设计的单用户操作系统。后来，微软公司获得了该操作系统的专利权，配备在IBM-PC机上，并命名为PC-DOS。1981年，微软

3、的MS-DOS 1.0版与IBM的PC面世，这是第一个实际应用的16位操作系统。微型计算机进入一个新的纪元。从1981年问世以来，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版到7.0版，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化，因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。,3.1 操作系统概述,3）操作系统新时代 计算机操作系统发展的第二个阶段是多用户多道作业和分时系统。其典型代表有UNIX、XENIX、OS/2以及Windows操作系统。 分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是UNIX的三大特点。 OS/2采用图形界面，它本身是

4、一个32位系统，不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件，也可以运行16位DOS和Windows软件。它将多任务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。 Windows是美国Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统软件，它使PC机开始进入了图形用户界面时代。Windows 1.x版是一个具有多窗口及多任务功能的版本，但由于当时的硬件平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows 1.x版本并未十分流行。1987年底，Microsoft公司又推出了Windows 2.x版，它具有窗口重叠功能，窗口大小也可以调整，并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存，从而

5、提高了整台计算机的性能，此外它还提供了众多的应用程序。,3.1 操作系统概述,3）操作系统新时代 1990年，Microsoft公司推出了Windows 3.0，它的功能进一步加强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的Windows应用软件，因此成为386、486微机新的操作系统标准。1995年，Microsoft公司推出了Windows 95。在此之前的Windows都是由DOS引导的，它们还不是一个完全独立的系统，而Windows 95是一个完全独立的系统，并在很多方面做了进一步的改进，还集成了网络功能和即插即用功能，是一个全新的32位操作系统。1998年，Microsoft公司推出了

6、Windows 95的改进版Windows 98，Windows 98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows 95里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。 从微软1985年推出Windows 1.0以来，Windows系统从最初运行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XP，几乎成为了操作系统的代名词。,3.1 操作系统概述,4）Linux操作系统 Linux是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与UNIX和Windo

7、ws相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发，其源程序在Internet网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能，再发回到网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。,3.1 操作系统概述,3.1.2 操作系统的分类 随着计算机技术和软件技术的发展，已经形成了各种类型的操作系统，以满足不同的用户需求。根据操作系统使用环境和对作业处理方式来考虑，操作系统的基本类型有：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、通用操作系统、个人计

8、算机操作系统等等。,3.1 操作系统概述,1）批处理操作系统 在批处理操作系统下，操作人员将用户提交的作业成批地装入计算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好并存入磁盘的某个区域，然后按照某种调度策略依次将作业调入内存进行处理。每批中的作业将由操作系统负责作业间的自动调度。根据作业执行的方式，又可分为单道批处理系统和多道批处理系统。 单道批处理系统是早期的批处理系统，由监督程序转化而来，每次只向计算机提交一个作业，逐个执行其中的作业，完成后再提交下一批。由于作业顺序处理，所以计算机系统资源利用率不高。多道批处理系统是按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行。

9、 批处理系统要解决的主要问题是作业的组织控制、用户程序的调入和连接、输入/输出的控制等。批处理系统适合于下列情况：用户对处理的时间要求不很严格；作业的处理过程比较规范；用户程序已经经过了较严格的调试；无需人工干预。,3.1 操作系统概述,2）分时操作系统 在分时操作系统中，允许多个用户同时联机地与系统进行交互通讯。用户可以在终端上向系统发出服务请求，等待机器的处理结果并决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的服务命令，将计算机的CPU处理时间分为时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务要求，即按照某个轮换次序给每个用户分配一段CPU时间，进行各自的处理，当某个用户的处理要求时间需要较长时，则

10、分成几个时间片来处理。这样， 分时系统中要考虑的主要问题是保证用户合理的响应时间，即不致使得用户等待每一个命令的处理结果时间过长。它适用于需要频繁交互的情形。通常的计算机系统中往往同时使用批处理方式和分时方式来为用户服务，即时间要求和交互要求不强的作业放入“后台” (批处理)，需频繁交互的作业在“前台”（分时）处理。 分时操作系统最大的特点是具有交互性，且实现了计算机系统的多用户多任务工作方式。现在流行的操作系统如UNIX，Linux，Windows NT等都是支持多用户多任务的分时操作系统。,3.1 操作系统概述,3）实时操作系统 实时操作系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域而发

11、展起来的，其实时性已经成为现代操作系统的特性之一。 通常，实时系统在一个特定的应用中是作为一种控制设备来使用的。通过模-数转换装置，将描述物理设备状态的某些物理量转换成数字信号传送给计算机，计算机分析接收来的数据、记录结果，并通过数-模转换装置向物理设备发送控制信号，来调整物理设备的状态。一般而言，一台计算机可以同时控制若干台设备。实时操作系统的一个主要特点在于有严格的时间限制，即每一个信息接收、分析处理和发送的过程必须在规定的时间范围内完成。这就要求系统的一切活动都必须在一个严格的计时程序的控制下运行，中断信号对系统具有支配作用，而不象批处理系统（时间限制弱）和分时系统（时间限制不严格）那样

12、在作业调度时较少地考虑时间上的要求。 在实时操作系统中主要考虑的因素有实时时钟管理、系统中断处理策略、处理机调度策略、系统过载保护、系统可靠性和安全性、系统冗余措施等等。,3.1 操作系统概述,4）网络操作系统 计算机网络是通过通信设施互联起来的计算机集合，它是能够实现信息交换、资源共享、可互操作和协处理的系统。网络操作系统是用于计算机网络的操作系统，它是根据网络协议开发的，能够实现网络管理、通信、资源共享、网络安全、网络应用和网络服务。 有的网络操作系统是在原有操作系统基础上开发的，只是逐步加入了网络支持功能，也有的网络操作系统从一开发出来就实现了对网络的支持。 如：Windows NT S

13、erver、Windows 2000 Server、 Windows 2000 Advanced Server、Windows 2000 Data Center Server、Windows Server 2003、Linux、Unix等。,3.1 操作系统概述,5）分布式操作系统 分布式系统是建立在网络之上的软件系统，具有模块性、并行性、自制性和通用性等特点，它们的主要区别在于软件，特别是操作系统。分布式操作系统的最大特征是它具有高度的整体性和透明性。 在分布式系统中，网络上的计算机对用户是透明的，用户不需要了解系统中软件和硬件的分布，发给操作系统的命令和操作，由操作系统来选择合适的计算机和

14、设备进行处理。 分布式系统的出现基于两个重要方面：高性能低价格微机的快速发展和普及、高速局域网的出现。这就容易实现通过高速网络把大量的CPU连接起来。 分布式操作系统与传统操作系统在各方面都有很大的不同，特别是在系统组织结构、系统的同步、进程（线程）和处理机的管理、文件系统等方面。尽管分布式操作系统已经出现，在许多方面也取得了一些进展，但离实用和普及还有一定的距离。,3.1 操作系统概述,6）通用操作系统 现在使用的操作系统中，大多数都已具备批处理、分时、实时和网络等特性，它们都可以称为通用操作系统。 7）个人计算机操作系统 个人计算机上运行的操作系统一直以Microsoft的操作系统为主，如

15、MS-DOS、Windows3.x、Windows95/98/2000/NT/XP等。Linux出现后，成为其强有力的竞争者。 个人计算机操作系统在Windows95出现以前，和个人计算机的硬件体系结构相配套，是非常简单的操作系统，其处理机管理、内存管理、文件管理、设备管理等都很简单。随着个人计算机硬件性能的提高，为操作系统快速发展创造了条件。现在，从个人计算机上发展起来的操作系统不再局限于个人计算机使用。,3.1 操作系统概述,3.1.3 操作系统的基本工作原理 操作系统的基本特征是“多任务并行和资源共享”。 操作系统通过分时服务的方式来完成不同用户提出来的服务要求。例如，当用户A利用CPU

16、进行计算时，用户B可以利用外设1进行输入，用户C可以利用外设2进行输出；当用户B输入完毕而A的计算告一段落准备输出时，系统又将CPU分配给B服务，处理输入信息，将外设3分配给用户A进行输出，这样就可以使各个用户并行工作。当然，也有可能同时有二个以上的用户同时竞争使用某项资源，这时操作系统将按一定的分配策略（例如根据优先级）将该资源分配给某个用户使用，而让其它用户等待。在同一个时间间隔内，每种资源（例如CPU）至多为一个用户服务。 操作系统是非常核心的系统软件。因此，操作系统是这样一个程序集合：它的主要功能是使用户可以充分地利用系统的资源，同时又提供各种友善的方式来帮助用户方便地使用资源。,3.

17、2 操作系统的主要功能,操作系统的主要功能是管理计算机系统中的各种资源，主要体现为4大管理：进程与处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理。 3.2.1 进程与处理机管理 进程是可与其他程序并发执行的程序的一次执行过程，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程有时也称为任务。 进程管理是操作系统中最重要、最复杂的管理，它描述和管理程序的动态执行过程。处理机（CPU）管理主要归结为进程管理。 为了提高CPU的利用率，采用了多道程序技术。当一个程序因等待某一事件而不能运行下去时，就把处理机占用权转交给另一个可运行程序，或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可运行程序时，后者应抢占CPU。为了

18、描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对处理机的分配调度策略、分配实施和回收等问题，以使CPU资源得到最充分的利用。,3.2 操作系统的主要功能,3.2.2 存储管理 存储管理是操作系统中用户与内存之间的接口，主要管理内存资源，其目的是为了合理利用内存空间并方便用户。 虽然RAM芯片的集成度不断提高、价格不断下降，但需求量大，内存整体价格仍然较昂贵，而且受CPU寻址能力的限制，内存的容量也有限。因此，当多个程序共享有限的内存资源时，要合理的为它们分配内存空间，同时，使用户存放在内存中的程序和数据彼此隔离、互不侵扰，又能保证在一定条件下共享，尤其当内存

19、不够用时，需要解决内存扩充问题，即将内存和外存结合起来管理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器。操作系统的这一部分功能与硬件存储器的组织结构密切相关。,3.2 操作系统的主要功能,3.2.3 文件管理 文件管理是操作系统中用户与外部存储设备之间的接口，是负责管理和存取文件信息的软件机构（称为文件管理模块）。 系统中的信息资源（如程序和数据）是以文件的形式存放在外存储器（如磁盘、光盘）上的，需要时再把它们装入内存。文件管理的任务是有效的支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，以使用户方便、安全的访问文件。操作系统一般都提供很强的文件系统。,3.2 操作系统的

20、主要功能,3.2.4 设备管理 设备管理是操作系统中用户与外部设备之间的接口，是对计算机系统中除了CPU和内存以外的所有输入、输出设备的管理。除了进行实际I/O操作的设备外，还包括诸如控制器、通道等支持设备。外部设备的种类繁多、功能差异很大。设备管理负责外部设备的分配、启动和故障处理，用户不必详细了解设备及接口的技术细节，就可以方便的对设备进行操作。为了提高设备的使用效率和整个系统的运行速度，可采用中断技术、通道技术、虚拟设备技术和缓冲技术，尽可能发挥设备和主机的并行工作能力。此外，设备管理应为用户提供一个良好的界面，使用户不必设计具体设备的物理特性即可方便灵活的使用这些设备。,3.2 操作系

21、统的主要功能,3.2.4 设备管理 此外，操作系统还提供一个友好的用户接口。一般操作系统提供两种方式的接口：命令方式和系统调用。命令方式下，系统提供一组控制操作命令（如UNIX和Linux中的Shell命令、DOS中的Command命令），供用户组织和控制自己作业的运行。系统调用接口是程序级的接口，它提供一组系统调用或函数供用户程序和其他系统程序调用，以完成某些特殊的系统功能。 在现代操作系统中，其内核就实现了对通信协议和网络设备的支持，具有网络管理功能。能实现对网络资源的管理、网络通信、资源共享、网络安全控制和网络服务，并向用户提供网络应用的开发接口。,3.2 操作系统的主要功能,主板上的北

22、桥芯片控制内部总线,主板上南桥芯片控制外部总线及设备接口,操作系统的设备管理程序对硬件的管理,3.2 操作系统的主要功能,主板上的北桥芯片控制内部总线,主板上南桥芯片控制外部总线及设备接口,3.1 操作系统概述 3.2 操作系统的主要功能 3.3 Windows2000操作系统,第3章操作系统基础,3.3 Windows2000操作系统,3.3.1 系统安装与配置 1）系统基本硬件需求 （1）安装Windows 2000 的计算机或服务器应该使用奔腾133MHz或更高的CPU（也可使用速度相当的其他兼容芯片，如AMD）。最多支持2个CPU。 （2）内存至少需要32MB，建议大于64MB，最多支

23、持4GB。 （3）考虑到Windows 2000 操作系统的复杂性，硬盘的空间应该超过2GB，并且要保证在安装完毕之后，还有685MB以上的剩余空间。 （4）通过光盘安装时，应该选择12速或更高的光盘驱动器，它将确保从光盘顺利、快速地读出安装程序。通过网络安装Windows 2000时，将需要100200MB的附加空间，这是因为与光盘安装相比，从网络安装需要增加一些附属的驱动文件。另外，还应该采用与Windows 2000兼容的网卡以及相应的电缆线，用于从存储安装文件的网络服务器传输数据。,3.3 Windows2000操作系统,2）安装准备 (1)兼容性检查 为了确保安装成功，除了满足上述基

24、本硬件需求外，在启动安装程序之前需要确保计算机硬件与Windows 2000 完全兼容。在Windows 2000安装程序Support文件夹的HCL.TXT文件内保存着与Windows 2000兼容的硬件列表，如果当前计算机的硬件不在列表的范围之内，那么就需要考虑更换计算机的硬件，否则即将进行的安装有可能遭到挫折。 (2)选择安装方式 安装方式包括全新安装和升级安装。升级安装意味着Windows 2000安装在现有的操作系统上。选择重新安装时，将删除计算机原有的操作系统，或者在没有安装操作系统的硬盘或分区上进行安装，需要用户备份需要保留的数据。如果当前使用的Windows NT Server

25、的版本低于3.5.1，则不能直接升级到Windows 2000 Professional，必须先升级到Windows NT 4.0才能升级到Windows 2000 Professional。,3.3 Windows2000操作系统,2）安装准备 (3)确定文件系统 Windows 2000的磁盘分区包括三种类型的文件系统：NTFS、FAT和FAT32。FAT和FAT 32非常相似，只是FAT 32更适合于较大容量的硬盘。NTFS文件系统比FAT和FAT32的功能更加强大。 Windows 2000包括一个新版本的NTFS，该文件系统在原有的安全特性之上又添加了新的特性，例如活动目录。安装程序可以很容易地从原有的文件系统转换为新版本的NTFS格式。另外，用户也可以在完成安装之后，使用Convert.exe程序把FAT或FAT32的分区转化为新版本的NTFS分区，并且确保用户的文件不受损害。 如果希望在Windows 2000和早