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文檔簡介
1、1主講教師:顏燁郵箱:yanye831109 QQ:16700432142 操作系統(operating system)簡稱OS,是控制和管理計算機硬件資源和軟件資源的程序集合,它是計算機系統中最基本、最重要的系統軟件,為應用軟件提供了開發和運行的環境。在計算機系統中,操作系統處于硬件和用戶之間,一方面,它管理著計算機的硬件資源,另一方面,它又為用戶提供了友好的操作界面,使用戶無須了解過多的硬件細節就能方便靈活地使用計算機。在現代計算機系統中,如果不安裝操作系統,很難想象怎樣使用計算機。 3教學目的:了解操作系統的發展;理解操作系統的功能與作用;掌握操作系統的基本概念;學會Windows XP
2、操作系統的基本操作;42.1 操作系統概述2.2 操作系統的主要功能模塊2.3 Windows XP操作系統2.4 其他操作系統介紹52.1.1 操作系統的概念 操作系統(operating system,OS)是管理計算機系統的全部硬件資源、控制程序運行、改善人機界面、合理組織計算機工作流程和為用戶使用計算機提供良好運行環境的一種系統軟件。它使計算機系統的所有資源最大限度地發揮作用,為用戶提供方便、有效、友善的服務界面。 從不同的角度,對操作系統有不同的看法:從資源管理的角度來看,操作系統是用來控制和管理計算機系統的硬件資源和軟件資源的管理軟件。 從用戶的觀點來看,操作系統是用戶和計算機硬件
3、之間的界面。從層次的觀點來看,操作系統是由若干層次、按照一定結構形式組成的有機體。 62.1.1 操作系統的概念操作系統的概念 從層次的觀點看操作系統本身,可將其分為系統層、管理層和應用從層次的觀點看操作系統本身,可將其分為系統層、管理層和應用層。層。系統層為內層,具有初級中斷處理、外部設備驅動、處理機調度,系統層為內層,具有初級中斷處理、外部設備驅動、處理機調度,以及實時進程控制和通信的功能。以及實時進程控制和通信的功能。 管理層包括存儲管理、管理層包括存儲管理、I/O管理、文件存取和作業調度等管理、文件存取和作業調度等 應用層處于最外層,是接收并解釋用戶命令的接口,允許用戶與操應用層處于最
4、外層,是接收并解釋用戶命令的接口,允許用戶與操作系統進行交互。有些操作系統的用戶界面只提供輸入命令行的形式,作系統進行交互。有些操作系統的用戶界面只提供輸入命令行的形式,而有些則可以通過菜單和圖標的方式來實現。而有些則可以通過菜單和圖標的方式來實現。 72.1.1 操作系統的概念 從層次的觀點看操作系統本身,可將其分為系統層、管理層和應用層。應用層(用戶接口)管理層(存儲管理、I/O管理、文件存取和作業調度等)系統層(中斷處理外部設備,驅動處理機調度等)硬件系統層圖2-1 操作系統的層次結構組成模塊82.1.2 操作系統的發展操作系統的發展計算機發展之初并沒有操作系統的概念,隨著時代的發展和硬
5、件的進步,計算機發展之初并沒有操作系統的概念,隨著時代的發展和硬件的進步,產生了為用戶管理計算機資源的操作系統,隨后,計算機走入千家萬戶,產生了為用戶管理計算機資源的操作系統,隨后,計算機走入千家萬戶,便有了面向企業或個人用戶的操作系統,直到今天的操作系統。便有了面向企業或個人用戶的操作系統,直到今天的操作系統。操作系統的發展過程大致經歷了人工操作階段、管理程序階段、操作系操作系統的發展過程大致經歷了人工操作階段、管理程序階段、操作系統的形成和操作系統的發展統的形成和操作系統的發展4個階段個階段 。1人工操作階段人工操作階段在人工操作的情況下,用戶一個挨一個地輪流使用計算機。每個用戶的在人工操
6、作的情況下,用戶一個挨一個地輪流使用計算機。每個用戶的使用過程大致如下:使用過程大致如下: 把手工編寫的程序(機器語言編寫的程序)穿成紙帶(或卡片)裝把手工編寫的程序(機器語言編寫的程序)穿成紙帶(或卡片)裝上輸入機;上輸入機; 經人工操作把程序和數據輸入計算機;經人工操作把程序和數據輸入計算機; 通過控制臺開關啟動程序運行;通過控制臺開關啟動程序運行; 待計算完畢,用戶拿走打印結果,并卸下紙帶(或卡片)。待計算完畢,用戶拿走打印結果,并卸下紙帶(或卡片)。92.1.2 操作系統的發展操作系統的發展2管理程序階段(批處理、執行系統)管理程序階段(批處理、執行系統)為了充分利用計算機的時間,減少
7、空閑等待,縮短作業的準備和建立時為了充分利用計算機的時間,減少空閑等待,縮短作業的準備和建立時間,人們研究了駐留在內存中的管理程序。間,人們研究了駐留在內存中的管理程序。在管理程序的控制下,計算機可以自動控制和處理作業流。在管理程序的控制下,計算機可以自動控制和處理作業流。工作流程如下:操作員集中一批用戶提交的作業,由管理程序將這一批工作流程如下:操作員集中一批用戶提交的作業,由管理程序將這一批作業裝到輸入設備上,管理程序自動把第一個作業裝入內存,使其被計算作業裝到輸入設備上,管理程序自動把第一個作業裝入內存,使其被計算機處理。當該作業完成后,管理程序再調入第二個作業到內存。依次重復機處理。當
8、該作業完成后,管理程序再調入第二個作業到內存。依次重復上述過程,直到該批作業全部處理完畢。這是早期的批處理系統,也稱為上述過程,直到該批作業全部處理完畢。這是早期的批處理系統,也稱為執行程序,也稱為聯機批處理系統。執行程序,也稱為聯機批處理系統。 102.1.2 操作系統的發展操作系統的發展2管理程序階段(批處理、執行系統)管理程序階段(批處理、執行系統) 為了克服聯機批處理速度慢的缺點,在批處理系統中引入了脫機輸為了克服聯機批處理速度慢的缺點,在批處理系統中引入了脫機輸入入/輸出技術,從而形成了脫機批處理系統。脫機批處理系統由主機和衛星輸出技術,從而形成了脫機批處理系統。脫機批處理系統由主機
9、和衛星機組成,衛星機又稱外圍計算機,它不與主機直接連接,只與外部設備打機組成,衛星機又稱外圍計算機,它不與主機直接連接,只與外部設備打交道。作業通過衛星機輸入到磁帶上,當主機需要輸入作業時,就把輸入交道。作業通過衛星機輸入到磁帶上,當主機需要輸入作業時,就把輸入帶與主機連上。主機從輸入帶上把作業調入內存,并予以執行。作業完成帶與主機連上。主機從輸入帶上把作業調入內存,并予以執行。作業完成后,主機負責把結果記錄到輸出帶上,再由衛星機負責把輸出帶上的信息后,主機負責把結果記錄到輸出帶上,再由衛星機負責把輸出帶上的信息打印輸出。這樣,主機擺脫了慢速的輸入打印輸出。這樣,主機擺脫了慢速的輸入/輸出工作
10、,可以較充分地發揮它輸出工作,可以較充分地發揮它的高速計算能力。同時,由于主機和衛星機可以并行操作,因此脫機批處的高速計算能力。同時,由于主機和衛星機可以并行操作,因此脫機批處理系統與早期聯機批處理系統相比,大大提高了系統的處理能力。理系統與早期聯機批處理系統相比,大大提高了系統的處理能力。 批處理技術出現后,計算機技術由單道批處理發展到多道批處理。批處理技術出現后,計算機技術由單道批處理發展到多道批處理。到了多道批處理階段,便形成了操作系統,使得操作系統有了更一步的發到了多道批處理階段,便形成了操作系統,使得操作系統有了更一步的發展。展。112.1.2 操作系統的發展操作系統的發展3操作系統
11、的形成操作系統的形成 隨著第隨著第3代計算機性能的提高,機器速度更快,內存容量更大,特別代計算機性能的提高,機器速度更快,內存容量更大,特別是大容量高速磁盤存儲器的出現,為軟件的發展提供了有力支持。是大容量高速磁盤存儲器的出現,為軟件的發展提供了有力支持。 20世紀世紀60年代中期以后,年代中期以后,多道程序多道程序的引入,以及分時系統和實時系統的引入,以及分時系統和實時系統的出現,標志著操作系統的形成。的出現,標志著操作系統的形成。 操作系統形成后,最大的優點是實現了操作的自動化;同時,資源操作系統形成后,最大的優點是實現了操作的自動化;同時,資源管理由操作系統統一完成,提高了其管理水平;另
12、外,存儲管理功能也得管理由操作系統統一完成,提高了其管理水平;另外,存儲管理功能也得到加強,極大方便了用戶的使用。到加強,極大方便了用戶的使用。122.1.2 操作系統的發展操作系統的發展補充多道程序:補充多道程序:多道程序運行的特征是:多道程序運行的特征是: 1多道:即計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序。多道:即計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序。 2宏觀上并行:同時進入宏觀上并行:同時進入 系統的幾道程序都處于運行過程中,系統的幾道程序都處于運行過程中,即它們先后開始了各自的運行,但都未運行完畢。即它們先后開始了各自的運行,但都未運行完畢。 3微觀上串行:從微觀上看,內存中的多道程
13、序輪流地或分微觀上串行:從微觀上看,內存中的多道程序輪流地或分時地占有處理機。時地占有處理機。 132.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。 DOS Windows OS/2 UNIX Macintosh Minix Linux (2)并行操作系統的發展)并行操作系統的發展 (3)分布式操作系統的發展)分布式操作系統的發展142.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。 DOS :Disk Operating System又稱又稱DOS(簡
14、寫簡寫),中文全名,中文全名“磁盤操作系磁盤操作系統統”。自從自從DOS在在1981年問世以來,版本就不斷更新,從最初的年問世以來,版本就不斷更新,從最初的DOS1.0升級到了最新的升級到了最新的DOS8.0(Windows ME系統),純系統),純DOS 的最高版本為的最高版本為DOS6.22,這以后的新版本,這以后的新版本DOS都是由都是由Windows系系統所提供的,并不單獨存在。統所提供的,并不單獨存在。152.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。WINDOWS :162.1.2 操作系統的發展操作系統的發
15、展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。WINDOWS :172.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。WINDOWS :Microsoft Windows概述概述Microsoft公司從公司從1983年開始研制年開始研制Windows系統,最初的研制目系統,最初的研制目標是在標是在MS-DOS的基礎上提供一個多任務的圖形用戶界面的基礎上提供一個多任務的圖形用戶界面 。第一個版本的第一個版本的Windows 1.0于于1985年問世,它是一個具有圖形用年問世,它是一個具有圖形
16、用戶界面的系統軟件。戶界面的系統軟件。1987年推出了年推出了Windows 2.0版,最明顯的變化是采用了相互疊蓋版,最明顯的變化是采用了相互疊蓋的多窗口界面形式的多窗口界面形式 。但這一切都沒有引起人們的關注。但這一切都沒有引起人們的關注 。直到直到1990年推出年推出Windows 3.0是一個重要的里程碑是一個重要的里程碑,它以壓倒性的它以壓倒性的商業成功確定了商業成功確定了Windows系統在系統在PC領域的壟斷地位領域的壟斷地位 。182.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。WINDOWS :現今流行的
17、現今流行的 Windows 窗口界面的基本形式也是從窗口界面的基本形式也是從Windows 3.0開始基本確定的開始基本確定的 。1992年主要針對年主要針對Windows 3.0的缺點推出了的缺點推出了Windows 3.1,為程,為程序開發提供了功能強大的窗口控制能力,使序開發提供了功能強大的窗口控制能力,使Windows和在其環和在其環境下運行的應用程序具有了風格統一、操縱靈活、使用簡便的境下運行的應用程序具有了風格統一、操縱靈活、使用簡便的用戶界面。用戶界面。Windows3.1 在內存管理上也取得了突破性進展。它在內存管理上也取得了突破性進展。它使應用程序可以超過常規內存空間限制使應
18、用程序可以超過常規內存空間限制 ,不僅支持,不僅支持16MB內存尋內存尋址,而且在址,而且在80386及以上的硬件配置上通過虛擬存儲方式可以支及以上的硬件配置上通過虛擬存儲方式可以支持幾倍于實際物理存儲器大小的地址空間。持幾倍于實際物理存儲器大小的地址空間。Windows 3.1還提供還提供了一定程度的網絡支持、多媒體管理了一定程度的網絡支持、多媒體管理 、超文本形式的聯機幫助、超文本形式的聯機幫助設施等,對應用程序的開發有很大影響。設施等,對應用程序的開發有很大影響。192.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。W
19、INDOWS 1.0:Windows 1.0是微軟第一次對個人電腦操作平臺進行用戶圖形界是微軟第一次對個人電腦操作平臺進行用戶圖形界面的嘗試。面的嘗試。Windows 1.0基于基于MS-DOS操作系統。操作系統。Microsoft Windows 1.0是是Windows系列的第一個產品,于系列的第一個產品,于1985年開始發行。年開始發行。當時很多人認為當時很多人認為Microsoft Windows 1.0只是一個低劣的產品。只是一個低劣的產品。WINDOWS 1.0啟動界面啟動界面202.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微
20、機操作系統的發展。Windows 2.01987年年12月月9日,日,Windows 2.0發布,最初售價為發布,最初售價為100美元;是一美元;是一個基于個基于MS-DOS操作系統、看起來像操作系統、看起來像Mac OS的微軟的微軟 Windows圖圖形用戶界面的形用戶界面的Windows版本。但這個版本依然沒有獲得用戶認版本。但這個版本依然沒有獲得用戶認同。之后又推出了同。之后又推出了windows 386和和windows 286版本,有所改進,版本,有所改進,并為之后的并為之后的Windows 3.0的成功作好了技術鋪墊。并且具有比的成功作好了技術鋪墊。并且具有比Windows 1.0
21、更多的功能。更多的功能。212.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows 3.01990年年5月月22日,日,Windows 3.0正式發布,由于在界面正式發布,由于在界面/人性化人性化/內存管理內存管理多方面的巨大改進,終于獲得用戶的認同。之后微軟公司趁熱打鐵,于多方面的巨大改進,終于獲得用戶的認同。之后微軟公司趁熱打鐵,于1991年年10月發布了月發布了windows 3.0的多語版本,為的多語版本,為windows在非英語母語國家在非英語母語國家的推廣起到了重大作用。的推廣起到了重大作用。1992年
22、年4月,月,windows 3.1發布,在最初發布的發布,在最初發布的2個個月內,銷售量就超過了一百萬份,至此,微軟公司的資本積累月內,銷售量就超過了一百萬份,至此,微軟公司的資本積累/研究開發進研究開發進入良性循環。入良性循環。222.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows 9X 概述概述一個是一個是Windows 9X系列,包括系列,包括Windows 95,Windows 98,Windows 98 se以及以及Windows Me。Windows 9X的系統基層主要程式是的系統基層主要程式是16
23、位的位的DOS源代源代碼,它是一種碼,它是一種16位位/32位混合源代碼的準位混合源代碼的準32位操作系統,故不穩定。主要面位操作系統,故不穩定。主要面向桌面電腦的系列。向桌面電腦的系列。232.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows 95 Windows 95是一個混合的是一個混合的16位位/32位位Windows系統,其版本系統,其版本號為號為4.0,由微軟公司發行于,由微軟公司發行于1995年年8月月24日。日。 Windows 95發發布會現場布會現場 Windows 95是微軟之前獨立的操作系
24、統是微軟之前獨立的操作系統MS-DOS和視窗產和視窗產品的直接后續版本。第一次拋棄了對前一代品的直接后續版本。第一次拋棄了對前一代16位位x86的支持,的支持,因此它要求英特爾公司的因此它要求英特爾公司的80386處理器或者在保護模式下運行處理器或者在保護模式下運行于一個兼容的速度更快的處理器。它以對于一個兼容的速度更快的處理器。它以對GUI的重要的改進和的重要的改進和底層工作(底層工作(underlying workings)為特征。)為特征。242.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows 98 Wi
25、ndows 98是一個發行于是一個發行于1998年年6月月25日的混合日的混合16位位/32位位的的Windows系統,其版本號為系統,其版本號為4.1。 Windows 98啟動界面啟動界面 這個新的系統是基于這個新的系統是基于Windows 95上編寫的,它改良了硬件上編寫的,它改良了硬件標準的支持,例如標準的支持,例如MMX和和AGP。其它特性包括對。其它特性包括對FAT32文件文件系統的支持、多顯示器、系統的支持、多顯示器、Web TV的支持和整合到的支持和整合到Windows圖圖形用戶界面的形用戶界面的Internet Explorer,稱為活動桌面,稱為活動桌面(Active De
26、sktop)。 Windows 98將于將于2006年年7月月11日起停止重大安全更新。日起停止重大安全更新。252.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows XPWindows xp是微軟公司發布的一款視窗操作系統。它發行是微軟公司發布的一款視窗操作系統。它發行于于2001年年8月月25日,原來的名稱是日,原來的名稱是Whistler。微軟最初發行了兩個版本,家庭版微軟最初發行了兩個版本,家庭版(Home)和專業版和專業版(Professional)。家庭版的消費對象是家庭用戶,專業版則在家。家庭版的消
27、費對象是家庭用戶,專業版則在家庭版的基礎上添加了新的為面向商業的設計的網絡認證、雙處庭版的基礎上添加了新的為面向商業的設計的網絡認證、雙處理器等特性。且家庭版只支持理器等特性。且家庭版只支持1個處理器,專業版則支持個處理器,專業版則支持2個。個。字母字母XP表示英文單詞的表示英文單詞的“體驗體驗”(experience)。 262.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows VistaWindows Vista是微軟是微軟Windows操作系統的一個版本。微軟操作系統的一個版本。微軟最初在最初在2005年年
28、7月月22日正式公布了這一名字,之前操作系統開日正式公布了這一名字,之前操作系統開發代號發代號Longhorn。Windows Vista的內部版本是的內部版本是6.0(即(即Windows NT 6.0),正式版的),正式版的Build是是6.0.6000。在。在2006年年11月月8日,日,Windows Vista開發完成并正式進入批量生產。此后的兩開發完成并正式進入批量生產。此后的兩個月僅向個月僅向MSDN用戶、電腦軟硬件制造商和企業客戶提供。在用戶、電腦軟硬件制造商和企業客戶提供。在2007年年1月月30日,日,Windows Vista正式對普通用戶出售,同時也正式對普通用戶出售,
29、同時也可以從微軟的網站下載。可以從微軟的網站下載。Windows Vista距離上一版本距離上一版本Windows XP已有超過五年的時間,這是已有超過五年的時間,這是Windows版本歷史上版本歷史上間隔時間最久的一次發布。間隔時間最久的一次發布。272.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。Windows 7Windows 7 是由微軟公司開發的操作系統。是由微軟公司開發的操作系統。Windows 7 可可供家庭及商業工作環境、筆記本電腦、平板電腦、多媒體中心供家庭及商業工作環境、筆記本電腦、平板電腦、多媒體中心
30、等使用。微軟等使用。微軟2009年年10月月22日于美國、日于美國、2009年年10月月23日于中國日于中國正式發布正式發布 Windows 7 ,2011年年2月月22日發布日發布 Windows 7 SP1 (Build7601.17514.101119-1850)。)。Windows 7 同時也發布了同時也發布了服務器版本服務器版本Windows Server 2008 R2。同。同2008年年1月發布月發布的的 Windows Server 2008 相比,相比,Windows Server 2008 R2 繼續繼續提升了虛擬化、系統管理彈性、網絡存取方式,以及信息安全提升了虛擬化、系
31、統管理彈性、網絡存取方式,以及信息安全等領域的應用,其中有不少功能需搭配等領域的應用,其中有不少功能需搭配 Windows 7 。282.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系統的發展。)微機操作系統的發展。windows 8Windows 8 是由微軟公司開發的,具有革命性變化的操作是由微軟公司開發的,具有革命性變化的操作系統。該系統旨在讓人們的日常電腦操作更加簡單和快捷,為系統。該系統旨在讓人們的日常電腦操作更加簡單和快捷,為人們提供高效易行的工作環境。人們提供高效易行的工作環境。Windows8將支持來自將支持來自Intel、AMD和和ARM
32、的芯片架構。也就是說,下一代的芯片架構。也就是說,下一代Windows系統還系統還將支持來自將支持來自NVIDIA、高通和德州儀器等合作伙伴的、高通和德州儀器等合作伙伴的ARM系統。系統。微軟表示,這一決策意味著微軟表示,這一決策意味著Windows系統開始向更多平臺邁進,系統開始向更多平臺邁進,包括平板機。包括平板機。2011年年9月月14日,日,Windows 8出水,微軟進軍移出水,微軟進軍移動終端,瞄準蘋果、谷歌。動終端,瞄準蘋果、谷歌。Windows 8 將于將于2012年初發布。年初發布。 292.1.2 操作系統的發展操作系統的發展4操作系統的發展操作系統的發展 (1)微機操作系
33、統的發展。)微機操作系統的發展。 DOS Windows OS/2 UNIX Macintosh Minix Linux (2)并行操作系統的發展)并行操作系統的發展 (3)分布式操作系統的發展)分布式操作系統的發展302.1.3 操作系統的分類操作系統的分類 根據操作系統在用戶界面的使用環境和功能特征的不同,操作系統一根據操作系統在用戶界面的使用環境和功能特征的不同,操作系統一般可分為般可分為3種基本類型,即批處理操作系統、分時操作系統和實時操作系種基本類型,即批處理操作系統、分時操作系統和實時操作系統。隨著計算機體系結構的發展,又出現了許多種操作系統,分別是嵌入統。隨著計算機體系結構的發展
34、,又出現了許多種操作系統,分別是嵌入式操作系統、個人計算機操作系統、網絡操作系統和分布式操作系統。式操作系統、個人計算機操作系統、網絡操作系統和分布式操作系統。1批處理操作系統批處理操作系統2分時操作系統分時操作系統3實時操作系統實時操作系統4嵌入式操作系統嵌入式操作系統5個人計算機操作系統個人計算機操作系統6網絡操作系統網絡操作系統7分布式操作系統分布式操作系統312.1.4 操作系統的主要特征操作系統的主要特征現代操作系統廣泛采用并行操作技術,使多種硬件設備能夠并行工作。現代操作系統廣泛采用并行操作技術,使多種硬件設備能夠并行工作。以多道程序設計為基礎的現代操作系統具有以下主要特征:以多道
35、程序設計為基礎的現代操作系統具有以下主要特征: 1并發性并發性 2共享性共享性 3虛擬性虛擬性 4不確定性不確定性322.1 操作系統概述2.2 操作系統的主要功能模塊2.3 Windows XP操作系統2.4 其他操作系統介紹33 從資源管理的角度來看,操作系統管理著整個計算機系統的資源。從資源管理的角度來看,操作系統管理著整個計算機系統的資源。操作系統對計算機資源控制和管理的主要功能有:處理機的控制與管理、操作系統對計算機資源控制和管理的主要功能有:處理機的控制與管理、內存的分配與管理、外部設備的控制與管理、文件的控制與管理和作業的內存的分配與管理、外部設備的控制與管理、文件的控制與管理和
36、作業的控制與管理控制與管理5個方面。與此相對應的,把操作系統分為以下個方面。與此相對應的,把操作系統分為以下5個功能模塊:個功能模塊:進程與處理機管理、存儲管理、設備管理、文件管理和作業管理。進程與處理機管理、存儲管理、設備管理、文件管理和作業管理。 2.2.1進程與處理機管理進程與處理機管理 進程是一個程序針對某個數據集,在內存中的一次運行,它是操作進程是一個程序針對某個數據集,在內存中的一次運行,它是操作系統動態執行的基本單元。系統動態執行的基本單元。 進程的概念主要有兩點:進程的概念主要有兩點: 第一,進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間,一般情第一,進程是一個實體。每一個進程
37、都有它自己的地址空間,一般情況下,包括文本區域、數據區域和堆棧。況下,包括文本區域、數據區域和堆棧。 第二,進程是一個第二,進程是一個“執行中的程序執行中的程序”。 34 2.2.1進程與處理機管理進程與處理機管理進程管理包括以下幾個方面:進程管理包括以下幾個方面:進程控制。為多道程序并發執行而創建進程,并為之分配必要的資源。進程控制。為多道程序并發執行而創建進程,并為之分配必要的資源。當進程運行結束時,撤銷該進程,回收該進程所占用的資源,同時,控制當進程運行結束時,撤銷該進程,回收該進程所占用的資源,同時,控制進程在運行過程中的狀態轉換;進程在運行過程中的狀態轉換;進程同步。為使系統中的進程
38、有條不紊地運行,系統要設置進程同步進程同步。為使系統中的進程有條不紊地運行,系統要設置進程同步機制,為多個進程的運行進行協調;機制,為多個進程的運行進行協調;進程通信。系統中的各個進程之間有時需要合作,需要交換信息,為進程通信。系統中的各個進程之間有時需要合作,需要交換信息,為此需要進行進程通信;此需要進行進程通信; 進程調度。從進程的就緒隊列中,按照一定的算法選擇一個進程,把進程調度。從進程的就緒隊列中,按照一定的算法選擇一個進程,把處理機分配給它,并為它設置運行現場,使其投入運行。處理機分配給它,并為它設置運行現場,使其投入運行。35 2.2.2 存儲管理存儲管理存儲管理是指對內存儲器的管
39、理,根據作業需要分配內存,當作業結存儲管理是指對內存儲器的管理,根據作業需要分配內存,當作業結束時及時回收所占用的內存區域。束時及時回收所占用的內存區域。存儲管理包括以下幾個方面:存儲管理包括以下幾個方面: 內存分配。為每道程序分配內存空間,并使內存得到充分利用,在內存分配。為每道程序分配內存空間,并使內存得到充分利用,在作業結束時收回其所占用的內存空間;作業結束時收回其所占用的內存空間; 內存保護。保證每道程序都在自己的內存空間運行,彼此互不侵犯,內存保護。保證每道程序都在自己的內存空間運行,彼此互不侵犯,尤其是操作系統的數據和程序,絕不允許用戶程序干擾;尤其是操作系統的數據和程序,絕不允許
40、用戶程序干擾; 地址映射。在多道程序設計環境下,每個作業都是動態裝入內存的,地址映射。在多道程序設計環境下,每個作業都是動態裝入內存的,作業的邏輯地址必須轉換為內存的物理地址,這一轉換稱為地址映射;作業的邏輯地址必須轉換為內存的物理地址,這一轉換稱為地址映射; 內存擴充。內存的容量是有限的,為了滿足用戶的需要,通過建立內存擴充。內存的容量是有限的,為了滿足用戶的需要,通過建立虛擬存儲系統來實現內存容量邏輯上的擴充。虛擬存儲系統來實現內存容量邏輯上的擴充。36 2.2.3 文件管理文件管理現代計算機系統中,總是把程序和數據以文件的形式存儲在文件存儲器現代計算機系統中,總是把程序和數據以文件的形式
41、存儲在文件存儲器中(如磁盤、光盤和磁帶等)供用戶使用。為此,操作系統必須具有文件管中(如磁盤、光盤和磁帶等)供用戶使用。為此,操作系統必須具有文件管理功能。理功能。文件管理包括以下內容:文件管理包括以下內容:文件存儲空間的管理。任務是為新建文件分配存儲空間,在一個文件被文件存儲空間的管理。任務是為新建文件分配存儲空間,在一個文件被刪除后應及時釋放所占用的空間。目標是提高文件存儲空間的利用率,并提刪除后應及時釋放所占用的空間。目標是提高文件存儲空間的利用率,并提高文件系統的工作速度;高文件系統的工作速度;目錄管理。任務是為每一個文件建立其目錄項,并對目錄項加以有效組目錄管理。任務是為每一個文件建
42、立其目錄項,并對目錄項加以有效組織,以方便用戶按名存取;織,以方便用戶按名存取;文件讀、寫管理。文件讀、寫管理是文件管理最基本的功能。文件系統文件讀、寫管理。文件讀、寫管理是文件管理最基本的功能。文件系統根據用戶給出的文件名查找文件目錄,從中得到文件在文件存儲器上的位置,根據用戶給出的文件名查找文件目錄,從中得到文件在文件存儲器上的位置,然后利用文件讀、寫函數,對文件進行讀、寫操作;然后利用文件讀、寫函數,對文件進行讀、寫操作; 文件存取控制。為了防止系統中的文件被非法竊取或破壞,在文件系統文件存取控制。為了防止系統中的文件被非法竊取或破壞,在文件系統中應建立有效的保護機制,以保證文件系統的安
43、全性。中應建立有效的保護機制,以保證文件系統的安全性。 37 2.2.4 設備管理設備管理設備管理主要包括以下幾個方面:設備管理主要包括以下幾個方面:緩沖管理。由于緩沖管理。由于CPU和和I/O設備的速度相差很大,為了緩和這一矛盾,設備的速度相差很大,為了緩和這一矛盾,通常在設備管理中建立通常在設備管理中建立I/O緩沖區,而對緩沖區的有效管理便是設備管理緩沖區,而對緩沖區的有效管理便是設備管理的一項任務;的一項任務;設備分配。根據用戶程序提出的設備分配。根據用戶程序提出的I/O請求和系統中設備的使用情況,請求和系統中設備的使用情況,按照一定的策略,將所需設備分配給申請者,設備使用完畢后及時收回
44、;按照一定的策略,將所需設備分配給申請者,設備使用完畢后及時收回;設備處理。設備處理程序又稱設備驅動程序,對于未設置通道的計算設備處理。設備處理程序又稱設備驅動程序,對于未設置通道的計算機系統,其基本任務通常是實現機系統,其基本任務通常是實現CPU和設備控制器之間的通信,對于設和設備控制器之間的通信,對于設置了通道的計算機系統,設備處理程序還應能根據用戶的置了通道的計算機系統,設備處理程序還應能根據用戶的I/O請求,自動請求,自動構造通道程序;構造通道程序; 設備獨立性和虛擬設備。設備獨立性是指應用程序獨立于具體的物理設備獨立性和虛擬設備。設備獨立性是指應用程序獨立于具體的物理設備,使用戶編程
45、與實際使用的物理設備無關。虛擬設備的功能是將低設備,使用戶編程與實際使用的物理設備無關。虛擬設備的功能是將低速的獨占設備改造為高速的共享設備。速的獨占設備改造為高速的共享設備。38 2.2.5 作業管理作業管理作業是指用戶在一次計算過程中要求計算機系統所做工作的集合。一作業是指用戶在一次計算過程中要求計算機系統所做工作的集合。一個作業由程序、數據和作業說明書個作業由程序、數據和作業說明書3部分組成。系統通過作業說明書控制部分組成。系統通過作業說明書控制程序和數據進行各項處理,最后將執行的輸出結果提交給用戶。程序和數據進行各項處理,最后將執行的輸出結果提交給用戶。作業管理可分為作業控制和作業調度
46、兩部分。作業管理可分為作業控制和作業調度兩部分。 作業控制按照操作說明或收到的命令要求,控制作業的執行;作業控制按照操作說明或收到的命令要求,控制作業的執行; 作業調度功能可以保證在多人作業中選取若干作業,為它們分配所需作業調度功能可以保證在多人作業中選取若干作業,為它們分配所需資源,并讓它們執行。資源,并讓它們執行。392.1 操作系統概述2.2 操作系統的主要功能模塊2.3 Windows XP操作系統2.4 其他操作系統介紹40微型計算機中廣泛使用的是采用Microsoft公司推出的圖形化界面的Windows系列操作系統,主要有Windows 95、Windows 98、Windows
47、Me、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows Vista和Windows 7等多個版本。Windows系列操作系統具有如下特點: 1Windows具有非常友好的圖形界面,使用鼠標操作起來非常方便2Windows是一個多任務的操作系統3Windows 支持即插即用(PNP)功能 4Windows采用了先進的內存管理模式5Windows具有良好的網絡支持功能6Windows向下兼容DOS7Windows 具有很強的多媒體功能8Windows提供了強大的幫助功能412.3.1 Windows XP操作系統概述Windows XP 是在Windows
48、2000操作系統的基礎上開發的新一代操作系統,它將 Windows 2000的眾多優點(基于標準的安全性、易管理性和可靠性),以及 Windows 98和 Windows Me的最佳特性(即插即用、易于使用的用戶界面以及創新的支持服務)完美集成在一起。通過使用 Windows XP ,用戶可以輕松地操縱計算機進行娛樂和工作。如今,該操作系統仍然廣泛應用于微機上,它主要包含家庭版(Home Edition)和專業版(Professional Edition)兩種,此外還有針對企業用戶的64位版。422.3.2 Windows XP操作系統的安裝與配置1Windows XP操作系統對硬件的配置要求
49、建議安裝Windows XP的計算機最好達到或超過以下配置:CPU。主頻為300MHz以上的處理器,最好是800MHz以上;內存。128MB,推薦256MB,最好512MB以上;硬盤空間。2GB,最好是20GB以上。2安裝方式的選擇(1)使用Windows XP光盤全新安 (2)升級安裝(3)雙系統共存安裝3安裝時的注意事項(1)文件系統的選擇 (2)Administrator設置432.3.2 Windows XP操作系統的安裝與配置4系統設置Windows XP安裝成功后,一般還要安裝顯卡、聲卡和網卡的驅動程序,并對屏幕分辨率、顏色質量和刷新頻率重新進行調整,以便使它符合用戶的需求。 5安
50、裝常用的應用軟件(1)辦公軟件 (2)漢字輸入法 (3)音頻和視頻處理軟件 (4)壓縮工具軟件 (5)網絡軟件 (6)圖像處理軟件 (7)殺毒軟件442.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置1Windows XP的基本操作(1)鼠標的使用(2)Windows XP的啟動和退出(3)Windows XP的桌面(4)Windows XP的窗口及其操作 標 題 欄 菜 單 欄 工 具 欄 地 址 欄 常 見 任 務 欄 “ 關 閉 ” 按 鈕 “ 最 大 化 ”按 鈕 “ 最 小 化 ”按 鈕 工 作 區 滾 動 條 452.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置2Wi
51、ndows XP的常用設置(1)顯示屬性的設置在“控制面板”窗口中雙擊“顯示”圖標,可以打開“顯示屬性”對話框。在該對話框中,可以更改主題、桌面、屏幕保護程序和外觀,還可以設置屏幕分辨率、顏色質量和刷新頻率等。(2)輸入法的安裝與刪除Windows XP中自帶的漢字輸入法雖然很多,但并不是全部,如五筆字型、清華紫光和萬能五筆等常用的漢字輸入法都需要自行安裝。對于這些輸入法,一般是可通過執行setup.exe安裝程序進行安裝。462.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置2Windows XP的常用設置(2)輸入法的安裝與刪除(3)打印機驅動程序的安裝與刪除(4)其他設置 安裝和刪
52、除字體 設置鼠標屬性 修改系統日期和時間。 設置聲音和音頻設備的屬性。 創建和設置網絡連接。 查看和設置系統屬性。 創建和管理用戶。 添加和刪除任務計劃。 472.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置3任務欄的設置(1)調整任務欄的大小(2)調整任務欄的位置(3)設置任務欄的屬性4 Windows XP的文件管理(1)文件文件是指存儲在磁盤上的信息集合,每個文件都有一個文件名。文件名通常由主文件名和擴展名兩部分組成,主文件名和擴展名之間使用句點“.”隔開。操作系統通過文件名實施對文件的存取。文件名可以采用漢字、英文、數字或其他符號,最多不能超過255個字符,但其中不能包含/、:
53、、*、?、”、和| 等字符。在Windows XP中文件名不區分大小寫。如在同一個文件夾下的a.txt和A.TXT是指同一個文件。482.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置4 Windows XP的文件管理 (2)文件的類型一般來說,文件的主文件名應該與文件的內容相關,擴展名用來區分文件的類型。在Windows XP 中,根據擴展名建立了應用程序與文件的關聯關系,例如,擴展名為.txt的文本文件和“記事本”應用程序相關聯,當雙擊擴展名為.txt的文件時,操作系統將啟動“記事本”應用程序將其打開。 492.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置4 Windows
54、XP的文件管理 (2)文件的類型擴 展 名文 件 類 型擴 展 名文 件 類 型com可執行的二進制命令文件sys系統文件exe可執行的程序文件htm、html網頁文件bat批處理文件swfFlash動畫文件txt文本文件rarWinRAR壓縮文件docWord文檔wav聲音文件xlsExcel工作簿mpg視頻文件pptPowerPoint演示文稿mp3MP3音樂文件502.3.3 Windows XP的基本操作與資源管理配置4 Windows XP的文件管理(3)文件和文件夾屬性文件和文件夾的屬性有4種:只讀、隱藏、存檔和系統。 只讀:表示對文件或文件夾只能讀不能修改。 隱藏:可以在系統不顯示隱藏文件時,將該對象隱藏起來,不被顯示。 存檔:當用戶新建一個文件或文件夾時,系統自動為其設置“存檔”屬性。 系統:只有系統文件才具有該屬性,其他文件不具有系統屬性。512.3.3 Windows XP
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