1、我們畢業啦其實是答辯的標題地方Taiyuan University of Technology大學計算機基礎計算機科學與技術學院 計算機基礎教學部7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部2 計算機發展到今天，從個人計算機到巨型計算機，無一例外都配置有一種或多種操作系統，操作系統在計算機中占據了特別重要的地位，而其他諸如匯編程序、編譯程序、數據庫管理系統等系統軟件，以及大量的應用軟件，都將依賴于操作系統的支持，取得他的服務。 7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部34.1 操作系統操作系統概述概述4.2 操作系統操作系統對不同資源的分工管

2、理對不同資源的分工管理4.3 Windows操作系統操作系統本章總結第四章 操作系統基礎 7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部44.1 操作系統概述7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部54.1 操作系統操作系統概述概述4.1.14.1.1 操作系統操作系統的基本概念的基本概念4.1.2 4.1.2 操作系統操作系統的形成與發展的形成與發展4.1.3 4.1.3 操作系統操作系統的基本類型的基本類型4.1.4 4.1.4 操作系統操作系統的組成與特征的組成與特征4.1.5 4.1.5 典型典型操作系統操作系統簡介簡介7/3/2022

3、太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部62 2操作系統的定義操作系統的定義4.1.1 操作系統的基本概念操作系統的基本概念1 1操作系統是計算機硬件功能的擴展操作系統是計算機硬件功能的擴展 計算機系統擁有豐富的硬件資源和軟件資源。沒有任何軟件支持的計算機稱為裸機裸機，安裝了操作系統的計算機通常稱為虛擬機虛擬機。 操作系統操作系統（OS，Operating System）是管理和控制計算機硬件和軟件資源，合理組織計算機工作流程并方便用戶使用計算機的程序集合，是一種系統軟件。操作系統的性能在很大程度上決定了整個計算機系統的性能。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算

4、機基礎教學部74.1.2 操作系統的形成與發展操作系統的形成與發展1 1操作系統發展的初級階段操作系統發展的初級階段圖4.3 程序紙帶程序紙帶圖4.2 作業的手工過渡手工過渡當時沒有程序設計語言，更沒有操作系沒有操作系統統，程序員使用機器語言編程，用紙帶或卡片輸入機將程序和數據輸入計算機。如圖4.3所示為程序紙帶程序紙帶。 20世紀50年代中期以前，以電子管電子管為主要元器件的第一代計算機，運算速度慢慢，計算機由主機、輸入設備（如紙帶輸入機、卡片閱讀機）、輸出設備（如打印機）和控制臺組成，如圖4.2所示。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部84.1.2 操作系統

5、的形成與發展操作系統的形成與發展1 1操作系統發展的初級階段操作系統發展的初級階段 這工作方式的主要特點特點是，用戶在上機時獨占全部計算機資源，既是程序員，又是操作員，上機完全是手工操作手工操作，過程非常繁瑣，要求用戶熟悉計算機各部分細節，計算機資源利用率很低計算機資源利用率很低，工作效率也非常低工作效率也非常低，計算機使用不方便使用不方便，且容易容易出錯出錯。 如表所示為手工操作時間與機器有效運行時的關系，可見“人人-機矛盾機矛盾”的嚴重性。機器速度 手工操作時間 程序處理所需時間 手工操作時間與機器有效運行時間之比1000次/秒5分鐘1小時1:126萬次/秒5分鐘1分鐘5:1 為了解決 “

6、人-機矛盾”，必須擺脫手工操作，實現作業的自動過渡。人們編制了一個小的核心代碼，它常駐主存，稱為監督程序監督程序。這個監督程序就是操作系統的萌芽。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部9（1）早期）早期批處理批處理 監督程序實現了作業的成批處理，I/O工作由CPU直接控制，這樣的系統稱為（早期）聯機批處理系統聯機批處理系統。 早期的聯機批處理，同手工操作相比，計算機的使用效率提高了，但存在的問題是作業從輸入機到磁帶、由磁帶調入主存、結果的輸出打印都是由中央處理機直接控制。 例如：一臺120行/分的打印機，打印一行需500ms，CPU速度為幾百萬次/秒，CPU在50

7、0ms可執行近百萬條指令，即CPU控制打印一行，相當于少執行近百萬條指令，影響了CPU的效率。為了克服這一缺點，在批處理系統中引入了脫機I/O技術，從而形成了脫機批處理系統脫機批處理系統。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部10（2）脫機）脫機批處理批處理 脫機批處理系統由主機和衛星機主機和衛星機組成，如圖所示。主機負責計算，衛星機（功能較弱，價格較低）負責I/O工作。衛星機只與外設相連，不與主機直接連接，因而稱為脫機批處理系統。（3）執行系統）執行系統脫機批處理系統實現了作業的自動過渡，提高了系統的處理能力，但也存在著一些缺點。首先是磁帶需要人工拆卸，極其不方

8、便；其次是系統保護問題越來越突出。 20世紀60年代初期，硬件技術的發展出現了通道和中斷通道和中斷，這兩項重大成果導致操作系統進入執行系統執行系統階段。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部114.1.2 操作系統的形成與發展操作系統的形成與發展1操作系統發展的初級階段2 2操作系統的操作系統的形成形成 早期的單道批處理系統運行的特征是單道順序地處理作業，即用戶作業仍然是一道作業一道作業的順序處理，在批處理系統使用過程中發現，CPU和I/O的并行還是有限度的，并不能完全消除中央處理機對外部傳輸的等待。是否能實現CPU的計算與外部傳輸的并行操作并行操作還依賴于程序的

9、運行特征。（1）多道程序設計技術）多道程序設計技術7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部12 多道批處理系統的資源利用效率特征是基于各作業對系統資源的需求差異得到的。 例如：有計算、檢索和打印3個作業，單道運行時間分別為5分、15分和10分鐘，它們可并行在15分鐘內完成。各資源的利用效率如表所示。單道系統與多道系統的資源利用率對比CPU磁帶打印機單道17%50%33%多道33%100%66% 多道程序運行的特征特征有如下3點。 多道多道：計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序。 宏觀上并行宏觀上并行： 同時進入系統的幾道程序都處于運行過程中，即它們都開始運行，但都

10、未運行完畢。 微觀上串行微觀上串行： 從微觀上看，主存中的多道程序輪流或分時的占有處理機，交替執行。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部13（2）分時）分時技術技術 隨著主機速度的不斷提高，使一臺計算機同時為多個終端用戶服務成為可能。操作系統采用了分時技術，使每個終端用戶在自己的終端設備上以聯機方式使用計算機，好像自己獨占機器一樣。 所謂分時技術分時技術，是把處理器的時間劃分成很短的時間片時間片（Time slice，通常是幾十毫秒）輪流地分配給各個用戶程序使用，如果某個用戶程序在分配的時間片用完之前還未完成計算，該程序就暫停執行，等待下一輪繼續計算，此時處理機

11、讓給另一個用戶程序使用。 這樣，每個用戶的要求都能得到快速響應，給每個用戶的印象是獨占一臺計算機。采用分時技術的系統稱為分時系統，分時系統的響應時間一般為秒級。 在多道程序設計技術和分時技術的支持下，出現了批處理系統批處理系統和分時系統分時系統，在這兩類系統中配置的操作系統分別稱為批量操作系統和分時操作系統，這兩類操作系統的出現標志著操作系統的形成操作系統的形成。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部144.1.2 操作系統的形成與發展操作系統的形成與發展1操作系統發展的初級階段2操作系統的形成3 3操作系統的進一步操作系統的進一步發展發展 從20世紀80年代以來

12、，操作系統得到了進一步發展，出現了功能更強、使用更為方便的各種不同類型的操作系統。 促使其進一步發展的原因，一是微電子技術微電子技術、計算機技術計算機技術、計算機體系結構計算機體系結構的迅速發展；二是用戶的需求不斷提高需求不斷提高。它們使操作系統沿著微內核、全方位等方向發展。 現代操作系統是指當前正廣泛使用和流行的操作系統，包括具有圖形用戶界面、功能強大的個人計算機操作系統個人計算機操作系統；吞吐量大、處理能力強的現代批處理操作系統批處理操作系統；交互能力強、響應快的分時操作系統分時操作系統；具有實時響應、可預測分析能力的實時操作系統實時操作系統；具有網絡資源共享、遠程通信能力的網絡操作系統網

13、絡操作系統；具有單一系統映像、分布處理能力的分布式操作系統分布式操作系統等。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部154.1.3 操作系統的基本類型操作系統的基本類型1 1批處理操作系統批處理操作系統2分時操作系統3實時操作系統4個人操作系統5網絡操作系統6分布式操作系統7嵌入式操作系統 批處理操作系統分為單道批處理操作系統和多道批處理操作系統。所謂單道批處理就是將一批作業依次調入內存，串行處理，所以設備利用率低，工作效率不高。多道批處理一次調入多個作業，允許多個程序同時存在于內存之中，由處理器以切換的方式為之服務，所以設備利用率和工作效率都得到提高。如圖所示。

14、7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部164.1.3 操作系統的基本類型操作系統的基本類型1批處理操作系統2 2分時操作系統分時操作系統3實時操作系統4個人操作系統5網絡操作系統6分布式操作系統7嵌入式操作系統 在多道批處理系統，用戶無法干預自己程序的運行，缺乏參與感，于是分時系統應運而生。分時計算機系統，通常是一臺主機連接若干臺終端的計算機系統，允許多個用戶在各自的終端上共同使用一臺計算機，用戶可在各自的終端上通過輸入命令來控制計算機任務的執行，也可以從終端上了解計算機任務的執行情況。如圖所示。 7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學

15、部174.1.3 操作系統的基本類型操作系統的基本類型1批處理操作系統2分時操作系統3實時操作系統實時操作系統4個人操作系統5網絡操作系統6分布式操作系統7嵌入式操作系統 實時操作系統是一種能在限定時間內對輸入（外部事件）做出響應并進行快速處理的計算機操作系統。根據對響應時間限定的嚴格程度，實時操作系統可以分為硬實時操硬實時操作系統作系統和軟實時操作系統軟實時操作系統。硬實時操作系統要求響應和處理事件的速度十分快，響應時間一般為ms級，甚至在us級，而且工作極其安全可靠，主要用于工業生產的過程控制、航空航天系統的跟蹤和控制、武器的制導等。軟實時操作系統主要用于對時限要求不像硬實時系統那么高的信

16、息查詢和事務處理等領域，響應時間一般在s級，如情報資料檢索、訂票系統、銀行財務管理系統等。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部184.1.3 操作系統的基本類型操作系統的基本類型1批處理操作系統2分時操作系統3實時操作系統4 4個人個人操作系統操作系統5 5網絡網絡操作系統操作系統 網絡操作系統是為計算機組網而配置的操作系統，網絡操作系統有：NetWare、Unix、Linux、Windows NT Server等。6分布式操作系統7嵌入式操作系統 隨著計算機應用的日益廣泛，許多人都能擁有自己的個人計算機，在個人計算機上配置的操作系統稱為個人計算機操作系統。 目

17、前，在個人計算機有兩種主流操作系統：一種是微軟（Microsoft）公司提供的具有圖形用戶界面的視窗操作系統（Windows）；另一種是Unix系統和Linux系統。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部194.1.3 操作系統的基本類型操作系統的基本類型1批處理操作系統2分時操作系統3實時操作系統4個人操作系統5網絡操作系統6 6分布式操作系統分布式操作系統 分布式操作系統是指通過網絡將大量計算機連接在一起，以獲取極高的運算能力、廣泛的數據共享以及實現分散資源管理等功能為目的的一種操作系統。7 7嵌入式嵌入式操作系統操作系統 嵌入式操作系統是指運行在嵌入式系統環

18、境中，對整個嵌入式系統以及它所操作、控制的各種部件裝置等資源進行統一管理的操作系統。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部204.1.4 操作系統的組成與特征操作系統的組成與特征1 1操作系統的組成操作系統的組成 操作系統是以提高資源利用率，方便用戶使用計算機為目的的一種系統軟件。所以，將操作系統的功能分為處理器管理、內存器管理、設備管理、文件處理器管理、內存器管理、設備管理、文件管理和用戶接口管理和用戶接口等幾個主要方面。 2 2操作系統的操作系統的特征特征 操作系統作為計算機系統資源的管理者，在管理大量資源時，面對各種數據、數據流、控制流時體現出了并發性、共享

19、性、虛擬性及不確定性并發性、共享性、虛擬性及不確定性四個特征，這也是操作系統區別與其它軟件的幾個最基本的特征。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部214.1.5 典型操作系統簡介典型操作系統簡介1 1MS-DOSMS-DOS操作系統操作系統 MS-DOS是Microsoft磁盤操作系統（Microsoft Disk Operating System）的簡稱，被廣泛地應用于PC機及其兼容機上。 MS-DOS是80年代初微軟公司為IBM（國際商業機器）公司生產的IBM PC個人計算機開發的一個磁盤操作系統，開始時稱為PC-DOS。后來，隨著IBM PC個人計算機及其

20、兼容機的巨大成功，DOS操作系統也作為一個獨立的軟件產品向市場銷售，并取名為MS-DOS。在一段時間內，MS-DOS成為個人計算機操作系統的代名詞。2 2WindowsWindows操作系統操作系統 Microsoft Windows是由微軟公司為個人電腦和服務器用戶設計開發的基于圖形窗口界面、支持多道程序運行的多任務的操作系統，又稱為視窗操作系統。3Unix操作系統4Linux操作系統7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部224.1.5 典型操作系統簡介典型操作系統簡介1MS-DOS操作系統2Windows操作系統3 3UnixUnix操作系統操作系統 Unix

21、操作系統是20世紀60年代末由美國的電話電報公司貝爾實驗室（Bell Telephone Laboratories）的計算機科學家K.Thompson和D.M.Ritchie等研制的。由于上述兩位學者對Unix操作系統的卓越貢獻，獲得了1983年的圖靈獎。 4 4LinuxLinux操作系統操作系統 Linux操作系統是20世紀90年代由芬蘭赫爾辛基大學計算機系的學生Linus Torvalds于1991年為自己的操作系統課程學習和上網使用編寫完成的一個基于Unix的操作系統內核程序，它與Unix完全兼容。Linux 是一個多用戶、多任務的的類Unix 操作系統。7/3/2022太原理工大學.

22、計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部234.2 操作系統對不同資源的分工管理7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部244.2 操作系統對不同資源的分工管理4.2 操作系統對不同資源的分工操作系統對不同資源的分工管理管理4.2.1 處處理機理機管理管理4.2.2 存儲管理存儲管理 4.2.3 設備管理設備管理 4.2.4文件管理文件管理 4.2.5 用戶接口用戶接口 7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部254.2.1 處理機管理處理機管理1 1程序與程序與進程進程（1）程序的順序執行順序執行 在單道程序處理系統單道程序處理系統中，每

23、次只有一個程序在運行，且運行時獨占全部系統資源，它以順序的方式執行。（2）程序的并發執行并發執行 為了提高處理器的利用率，操作系統一般都采用多道程序設計技術多道程序設計技術，讓多個程序或程序段同時在系統中運行，當某個程序因為某種原因無法繼續運行而需要等待時，就可以讓處理器去運行另一個可運行的程序，也就是通常所說的多道程序并發執行。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部26（3）進程進程 由于程序是一個靜態的概念，難以深刻反映并發程序的活動規律和狀態變化，為此需要引進一個能夠從變化的角度，動態的反映并發程序活動的新概念進程進程（Process）。 進程是指程序的一次

24、執行過程，是系統進行資源分配和調度的單位。顧名思義，進程就是執行中的程序，當一個程序加載到內存后就變為進程。（4）進程的基本狀態及其轉換）進程的基本狀態及其轉換 進程是動態的，它存在著生命周期。運行中的進程一般具有以下三種基本狀態：就緒狀態、運行狀態、等待狀態就緒狀態、運行狀態、等待狀態。進程的狀態是隨著自身的推進和外界條件的變化而變化的，如圖所示，反映了進程狀態之間的轉換。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部27（5）進程與程序進程與程序的區別和聯系的區別和聯系 進程是動態的，程序是靜態的。進程是動態的，程序是靜態的。程序是有序代碼的集合，進程是程序的執行。

25、進程是暫時的，程序是永久的。進程是暫時的，程序是永久的。進程是一個狀態變化的過程，程序可長久保存。 進程具有并發特征，而程序沒有。進程具有并發特征，而程序沒有。在不考慮資源共享的情況下，各進程的執行是獨立的，執行速度是異步的。顯然，程序不反映執行的過程，所以不具有并發特征。 進程與程序是密切相關的。進程與程序是密切相關的。通過多次執行，一個程序可對應多個進程；通過調用關系，一個進程可與多個程序相關，父進程可創建子進程，而程序并不能形成新的程序。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部284.2.1 處理機處理機管理管理1程序與進程2 2處理機管理的處理機管理的功能功

26、能 在處理機管理中最核心的問題是CPU時間的分配，這涉及分配的策略和方法。 處理機管理的功能是： 確定進程調度策略； 給出進程調度算法； 進行處理機的分派。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部294.2.2 存儲管理1存儲管理的功能2存儲管理方法3虛擬存儲器（1）存儲分配和回收存儲分配和回收 存儲分配的基本任務是管理內存空間的分配與回收。（2）地址變換地址變換 在多道程序環境下，程序的邏輯地址和在內存中的實際物理地址是不一致的，因此存儲管理必須提供地址變換的功能，將邏輯地址轉換為內存空間對應的物理地址。（3）存儲共享和保護存儲共享和保護 在多道程序設計環境下，主

27、存中可同時存放幾道程序，各個程序使用各自不同的存儲區域。因此，存儲管理還要保護各存儲區中的信息不被干擾和破壞。（4）存儲擴充存儲擴充 計算機在實際的應用中，常常出現小內存無法滿足大程序的要求，這就要想方設法擴充內存。可采用的技術一般有自動覆蓋技術、交換技術和虛擬存儲技術。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部304.2.2 存儲管理存儲管理1存儲管理的功能2存儲管理方法（1）單一連續分配存儲管理單一連續分配存儲管理方式方式 采用這種管理方式時，內存被分為兩個區域，分別是系統區域和用戶區域，同一時刻只運行一道程序，應用程序和操作系統共享存儲器，如圖所示。 這種分配式

28、的優點是方法簡單，易于實現，但它僅適用于單道程序僅適用于單道程序，因而不能使內存得到充分利用。（2）分區存儲管理方式（3）離散分配方式7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部314.2.2 存儲管理存儲管理1存儲管理的功能2存儲管理方法（1）單一連續分配存儲管理方式（2）分區存儲管理方式）分區存儲管理方式 分區存儲管理的基本思想是將內存的用戶區劃分成若干個大小不等的區域，稱為分區。每個進程占據一個或多個分區，從而實現多道程序設計環境下各并發進程對內存空間的共享。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部324.2.2 存儲管理存儲管理1存儲

29、管理的功能2存儲管理方法（1）單一連續分配存儲管理方式（2）分區存儲管理方式（3）離散分配）離散分配方式方式 離散分配方式是將一個進程直接分配到許多互不相鄰的分區中。 根據離散分配時所用的具體策略不同，離散分配方式分為： 分分頁式存儲管理、分段式存儲管理、段頁式存儲管理頁式存儲管理、分段式存儲管理、段頁式存儲管理。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部334.2.2 存儲管理1存儲管理的功能2存儲管理方法3虛擬存儲器 為了解決內存的供需矛盾，實現主存空間的擴充，現代操作系統普遍采用虛擬存虛擬存儲技術儲技術。 虛擬存儲技術包括以下內容：在程序裝入時，只將當前需要執行

30、的一部分放入內存，暫時不用的其余部分保留在外存；在程序執行過程中，如果需要訪問的信息不在內存時，則由操作系統將相應的部分調入到內存，然后繼續執行程序；另一方面，操作系統也將內存中暫時不使用的內容調出到外存上，從而騰出空間存放將要調入內存的信息。由于這種調入和調出完全是由操作系統自動完成的，從效果上看，支持虛擬存儲技術的系統具有比實際內存容量大得多的內存空間，使得用戶能在較小的內存中執行較大的用戶程序，并且可在內存中容納更多的程序并發地執行。 習慣上，人們把這種用戶感覺上的、由實際內存和部分外存共同構成的存儲空間稱為虛擬存儲器虛擬存儲器。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機

31、基礎教學部344.2.3 設備管理1. 1. 設備的設備的分類分類2. 設備管理的功能3. 設備驅動程序4即插即用（1）按照信息交換信息交換的單位不同，將設備分為以下兩類： 塊設備塊設備：指以數據塊為單位來組織和傳送數據信息的設備，如磁盤等。 字符設備字符設備：指以單個字符為單位來傳送數據信息的設備，如打印機等。（2）按照數據的傳輸速率數據的傳輸速率不同，將設備分為以下三類： 低速設備低速設備：指傳輸率在每秒幾個字節至數百個字節的設備，如鍵盤和鼠標等。 中速設備中速設備：指傳輸率在每秒數千個字節至數十千個字節的設備，如打印機等。 高速設備高速設備：指傳輸率在每秒數百千個字節至數兆個字節的設備，

32、如磁盤機等。（3）從操作系統資源管理資源管理的角度，將設備分為以下三類： 獨占設備獨占設備：一旦將它分配給某個進程，必須被進程獨占使用直到被釋放。多數低速設備都屬于獨占設備，如打印機、繪圖儀等。 共享設備共享設備：允許多個進程同時訪問，可以共享使用的設備，如磁盤、磁鼓等。 虛擬設備虛擬設備：將慢速獨占設備模擬成可由多個進程共享的“虛”設備，以提高設備的利用率。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部354.2.3 設備管理1. 設備的分類2. 2. 設備管理的設備管理的功能功能3. 設備驅動程序4即插即用設備管理通常都具有以下功能：（1）提供與進程提供與進程I/O請

33、求的接口請求的接口。（2）進行設備分配進行設備分配。各個用戶程序在其運行的開始階段、中間或結束時都可能要進行輸入或輸出，因此需要請求使用外部設備。在一般情況下，外部設備的種類與臺數是有限的，如何分配設備是十分重要的，設備分配方式有靜態分配和動態分配兩種。（3）實施設備的傳輸控制實施設備的傳輸控制。設備的傳輸控制是設備管理要完成的主要工作，包括：控制設備實現物理的I/操作；當設備完成本次I/操作或操作出錯時會產生設備中斷信號，由設備中斷處理程序進行中斷處理。（4）提供緩沖技術，實施緩沖區管理提供緩沖技術，實施緩沖區管理。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部364.

34、2.3 設備管理1. 設備的分類2. 設備管理的功能3. 3. 設備驅動程序設備驅動程序 設備驅動程序是操作系統管理和驅動設備的程序，系統給每類設備分別編制了一組處理程序來控制I/O傳輸，其中包括了所有與設備相關的代碼。4 4即插即即插即用用 所謂即插即用即插即用（PnP，Plug and Play），就是指把設備連接到計算機上后無需手動配置就可以立即使用。這并不是說不需要安裝設備驅動程序，而是意味著操作系統能自動檢測到設備并自動安裝驅動程序。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部374.2.4文件管理1 1文件的文件的概念概念（1）文件 文件是特指存放于外存儲器

35、中具有一定名稱的一組相關數據的集合。計算機中的所有信息，諸如數字、符號、程序、圖形、圖像以及聲音等，都是以文件的形式保存在外存儲器上，使用時才裝入內存的。 另外，為了便于管理，很多操作系統把計算機的一些常用外部設備也看作是文件，稱之為設備文件，這樣，既簡化了系統設計又方便了用戶。（2）文件的命名 為了方便了用戶使用，每個文件都有一個自己的名字。 文件名通常由一串ASCII碼或漢字構成。命名方式及相關規則因操作系統不同而不同。早期的DOS系統使用“8.3”命名規則，規定文件名由不超過8個字符的文件主名，外加“.”和不超過3個字符的擴展名構成。而許多文件系統，如Windows 95及以上版本則支持

36、多達255個字符的長文件名。有的操作系統是不區分大小寫的，如Windows，而有的是區分大小寫的，如Unix。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部38文件類型擴 展 名說 明可執行程序EXE、COM可執行程序文件源程序文件C、CPP、BAS、ASM程序設計語言的源程序文件目標文件OBJ源程序文件經編譯后產生的目標文件批處理文件BAT將一批系統操作命令存儲在一起，可供用戶連續執行MS Office文檔DOC、XLS、PPTMS Offence中Word、Excel、PowerPoint創建的文檔流媒體文件WMV、RM、QT能通過Internet播放的流式媒體文件壓

37、縮文件ZIP、RAR壓縮文件網頁文件HTM、ASP前者是靜態的，后者是動態的圖像文件BMP、JPG、GIF不同格式的圖像文件音頻文件WAV、MP3、MID不同格式的聲音文件 文件擴展名及其意義文件擴展名及其意義7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部394.2.4文件管理1文件的概念（1）文件（2）文件的命名（3）文件分類）文件分類 為了方便、有效地組織和管理文件，通常按照某種觀點對文件進行分類。 常用的文件分類方法有如下幾種： 按用途用途把文件劃分為系統文件、庫文件和用戶文件系統文件、庫文件和用戶文件。 按屬性屬性把文件劃分為可執行文件、只讀文件、可讀可執行文件、

38、只讀文件、可讀/寫文件和非保護文件寫文件和非保護文件。 按存儲數據的形式存儲數據的形式把文件劃分為源文件、目標文件和可執行文件源文件、目標文件和可執行文件。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部404.2.4文件管理1文件的概念2文件目錄文件目錄 文件目錄是文件系統實現“按名存取”的主要手段和工具，文件目錄中包含了每一個文件的說明信息、存取控制信息、邏輯和物理結構信息以及管理信息。（1）目錄結構 一級目錄結構一級目錄結構7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部41（1）目錄結構 一級目錄結構 二級目錄結構二級目錄結構 由于所有文件都在一

39、級目錄下，不允許出現文件重名的情況，當文件數量較多時，查找目錄項的效率較低。采用二級目錄可解決文件重名的問題，并提高文件的檢索效率。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部42（1）目錄結構 一級目錄結構 二級目錄結構 多級目錄結構多級目錄結構 一個磁盤上的文件成千上萬，為了更有效地管理和使用文件，用戶通常在磁盤上創建文件夾（目錄），在文件夾下再創建子文件夾（子目錄），也就是將磁盤上所有文件組織成樹狀結構，然后將文件分門別類地存放在不同的文件夾中，如圖所示。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部434.2.4文件管理1文件的概念2文件目

40、錄文件目錄（1）目錄結構（2）目錄路徑目錄路徑 因文件處于不同的目錄中，所以訪問時必須指明目錄路徑，以便文件系統可以查找到所需要的文件。目錄路徑有兩種：絕對路徑和相對路徑。 絕對絕對路徑路徑：從根目錄開始，依序到指定文件的路徑。 相對路徑相對路徑：從當前目錄開始，依序到指定文件的路徑。 例如：指定文件的描述符為“C:DocumentsLihongMyword.doc”，這是Windows中的一個絕對路徑，C:表示根目錄，Documents及Lihong是子目錄，Myword.doc是文件名。如當前目錄為Lihong，則Myword.doc文件的相對路徑為.LihongMyword.doc（用“

41、.”表示上一級目錄）3文件系統的功能7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部444.2.4文件管理1文件的概念2文件目錄3 3文件系統的文件系統的功能功能 大量的文件不能無組織地存放在外存儲器上，必須用一定的方式來進行管理。文件管理系統，又稱為文件系統文件系統，顧名思義，就是負責管理和操作文件信息的系統。 因此文件系統具有以下功能： （1）完成文件存儲空間的管理完成文件存儲空間的管理。在建立、刪除文件時對文件存儲空間進行分配及回收。（2）實現文件名到物理地址的映射實現文件名到物理地址的映射。這對用戶是透明的。（3）實現文件和目錄的操作管理實現文件和目錄的操作管理。文

42、件的建立、打開、關閉、讀、寫、刪除和目錄的管理等基本操作是文件系統最基本的功能。（4）提供文件共享能力和安全保護措施提供文件共享能力和安全保護措施。文件共享是指不同用戶或進程同時使用一個文件。文件的安全性體現在文件的保護和保密兩個方面。文件保護是指要防止有意或無意的誤操作使文件受到破壞。文件保密是指未經文件擁有者許可，任何用戶都不能訪問該文件。（5）提供用戶提供用戶接口接口。 7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部454.2.5 用戶用戶接口接口 從用戶角度來看，操作系統是用戶與計算機之間進行交互和通信的通路。操作系統為計算機硬件和用戶之間提供的交流界面稱為用戶用

43、戶接口接口（或用戶界面）。事實上，對大多數普通用戶而言，一個計算機系統的可接受性在很大程度上取決于這個用戶接口。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部464.2.5 用戶接口 為了使用戶能夠靈活方便地使用計算機資源，操作系統以程序接口和命令接口兩種方式把它的服務和功能提供給用戶，如圖所示。1.1. 程序接口程序接口 程序接口是提供給編程人員使用的接口，由一組系統調用組成。2. 2. 命令命令接口接口 命令接口指用戶利用操作系統提供的操作命令來實現人與計算機之間的信息交流。（1）命令行接口）命令行接口（CLI，Command Line Interpreter）方式

44、典型的具有命令行工作界面的操作系統有DOS、Unix、NetWare等。如利用DOS命令完成對軟盤的格式化操作可使用如下命令： C: format A：（2）圖形用戶接口）圖形用戶接口（GUI，Graphical User Interfaces）方式 Windows系列操作系統就是具有圖形工作界面的窗口操作系統。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部474.2.5 用戶接口1. 程序接口2. 命令接口3. 3. 用戶接口的發展趨勢用戶接口的發展趨勢 隨著多媒體、多通道及智能化技術的發展，新一代用戶界面-虛擬現實虛擬現實的界面正在研究和探索中。 在虛擬現實的界面中，

45、人們可以用語音、手勢、面部表情、視線跟蹤等更加自然和方便的手段進行輸入，計算機將輸出一個真實感的仿真環境，例如立體視覺、聽覺等。這樣，使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到客觀物理世界中所經歷的身臨其境的逼真性，而且能夠突破空間、時間和其它客觀限制，得到在真實世界中無法親身經歷的體驗。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部484.3 Windows操作系統7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部494.3Windows操作系統操作系統4.3.1 Windows的進程管理和內存的進程管理和內存管理管理4.3.2 Windows的設備與磁盤的

46、設備與磁盤管理管理4.3.3 Windows的的文件管理文件管理7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部504.3.1 Windows的進程管理和內存管理1 1進程進程管理管理 在Windows操作系統中，程序的運行是以若干進程的方式完成的，而進程的管理是通過“任務管任務管理器理器”來完成的。借助“任務管理器”可以實現對“任務任務”和“進程進程”的管理，例如查看當前正在運行哪些程序和進程，并結束用普通方法無法結束的項目。 在Windows操作系統中運行“Windows任務管理器”常見的辦法有三個： 使用快捷鍵“Ctrl+Shift+Esc”。 使用快捷鍵“Ctrl+

47、Alt+Del”。 鼠標右鍵單擊任務欄的空白區域，然后在彈出的快捷菜單中選“啟動任務管理器”。 如圖所示。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部514.3.1 Windows的進程管理和內存管理1進程管理2 2物理內存和虛擬物理內存和虛擬內存內存 要查看和配置Windows 7中的虛擬內存，可以打開“控制面板控制面板”，選擇“系統系統”，然后單擊左側任務窗格中的“高級系統設置高級系統設置”。在“系統屬性系統屬性”對話框中，單擊“高級高級”選項卡，在“性能性能”區域單擊“設置設置”按鈕，在打開的“性能選項性能選項”對話框中，單擊“高級高級”選項卡，并在“虛擬內存虛擬

48、內存”區域單擊“更改更改”。 如圖顯示了“虛擬內存虛擬內存”對話框。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部524.3.1 Windows的進程管理和內存管理1進程管理2物理內存和虛擬內存3 3WindowsWindows中中CPUCPU和內存的性能和內存的性能監視監視 如圖所示，Windows任務管理器的“性能”選項卡允許快速查看CPU和內存的使用情況。 圖中左側的直方圖報告的是當前的最新數據-CPU和內存的實時占用率。右側的線條圖則默認顯示此刻以及過去幾分鐘的性能結果。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部534.3.2 Windo

49、ws的設備與磁盤管理1 1硬件設備的安裝與硬件設備的安裝與管理管理（1）添加添加新硬件設備 選擇“開始|控制面板”命令，打開如圖所示的“控制面板”窗口，再選擇“硬件和聲音”選項中的“添加設備”命令，用戶可根據向導提示完成硬件設備安裝，若安裝的設備是一個即插即用設備，Windows會自動搜索驅動程序，自動安裝。（2）硬件設備管理7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部544.3.2 Windows的設備與磁盤管理1硬件設備的安裝與管理（1）添加新硬件設備（2）硬件設備管理）硬件設備管理 “設備管理器設備管理器”是用戶查看設備、管理設備和故障檢修的有力工具。 啟動 “設

50、備管理器”的方法： 方法方法1：在“計算機”窗口中選擇“計算機|系統屬性|設備管理器”命令。 方法方法2：右擊“計算機”圖標，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，之后選擇“設備管理器”命令。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部554.3.2 Windows的設備與磁盤管理1硬件設備的安裝與管理2磁盤管理（1）磁盤清理）磁盤清理 “磁盤清理”程序可以幫助清除不需要的文件，以便整理出更多的磁盤空間。（2）磁盤碎片整理）磁盤碎片整理 當保存文件時，字節數較大的文件常常被分段存放在磁盤的不同位置。較長時間執行文件的寫入、刪除等操作后，許多文件分段分布在磁盤的不同位置，自

51、由空間也不連續，就形成了所謂的磁盤“碎片碎片”。碎片的增加，直接影響了大文件的存取速度。 對磁盤的碎片進行整理，將分散的碎片整理為物理上連續的文件，優化磁盤的結構，明顯提高磁盤讀寫的效率。（3）磁盤檢查）磁盤檢查 磁盤檢查程序可以診斷硬盤或U盤的錯誤，查找磁盤上的物理錯誤，即壞扇區壞扇區，并將壞扇區中的數據移動到別的位置。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部564.3.2 Windows的設備與磁盤管理1硬件設備的安裝與管理2磁盤管理 在“計算機計算機”或“資源管理器資源管理器”的窗口中，要了解某磁盤分區的有關信息，可右擊目標分區，在其快捷菜單中選擇“屬性”命令

52、，在出現的磁盤分區屬性窗口中選擇“常規常規”選項卡，如圖所示，可以了解磁盤的卷標（可在此修改卷標）、類型、采用的文件系統以及該分區空間使用情況等信息。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部574.3.3 Windows的文件管理 計算機中的所有資源都是以文件的形式組織存放的。Windows以文件夾的形式組織、管理文件。Windows的文件管理就是負責文件存儲空間的組織、分配、文件的存取、文件的保護及文件查找等。用戶只與文件名打交道，直接地對文件“按名存取按名存取”，所有具體細節的實現過程均由文件系統完成。1文件及文件夾（1）文件及文件夾的命名命名 Windows

53、的文件及文件夾的命名格式兼容MS-DOS的“8.3”形式的短文件名格式。主要命名約定如下： 主名和擴展名加起來最多可有255個字符。 不區分英文字母大小寫。例如：FILE1.DAT和file1.dat表示同一文件。 不能出現以下字符： / : * ? ” | 。 查找和顯示時可以使用通配符“？”和“*”?！?？”代表任意一個字符，“*”代表任意一個字符串。 可以使用多分隔符的名字。例如，my report.sales.total plan.1996。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部584.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾（1）文件及文件夾的命名（

54、2）文件及文件夾的說明）文件及文件夾的說明信息信息 Windows文件常用的說明信息有：文件名稱、文件類型、文件物理位置、文件的大小及占用空間、文件時間（創建時間、最近修改時間、最近訪問時間等）、文件屬性（將文件標注為只讀文件或隱藏文件）等。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部594.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾2 2文件和文件夾的文件和文件夾的管理管理 文件夾不僅用來存放、組織和管理具有某種關系的文件和文件夾，還用來管理和組織計算機的資源。例如“計算機”是一個代表用戶計算機資源的文件夾；“設備和打印機”文件夾是用來管理和組織打印機等設備的。

55、對軟件資源的管理主要體現在管理存放在計算機硬盤上大量的文件和存放這些文件的文件夾。在Windows 7中實現文件管理是通過“計算機”和“資源管理器”來完成的。（1）計算機）計算機 單擊“開始”按鈕，在彈出的“開始菜單”中選擇“計算機”命令，或雙擊桌面上“計算機”圖標，可以打開“計算機”窗口。用戶使用“計算機”可以顯示整個計算機的文件及文件夾等信息，并可以完成啟動應用程序，打開、查找、復制、刪除文件，文件更名、創建新的文件夾等操作。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部604.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾2 2文件和文件夾的文件和文件夾的管理管理（

56、1）計算機（2）資源管理器）資源管理器 “資源管理器”是Windows 7操作系統提供的資源管理工具，可以通過資源管理器查看和管理計算機上的所有資源。資源管理器按照“收藏夾”、“庫”、“計算機”、“網絡”來分類管理計算機資源。“收藏夾收藏夾”可以快速地訪問用戶最近常用的文件夾，“庫庫”將用戶常用的文件按照視頻、圖片、文檔、音樂分類保存管理，“計算機計算機”將按照硬盤的邏輯盤進行資源管理，“網絡網絡”則是按照局域網上的共享資源進行管理。 打開“資源管理器”的方法如下： 方法方法1：右擊“開始”按鈕，在彈出的快捷菜單中選擇“打開Windows資源管理器”命令。 方法方法2：選擇“開始|所有程序|附

57、件|資源管理器”命令，即可打開“Windows資源管理器”窗口。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部617/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部62組成部件功 能導航按鈕單擊“后退”按鈕可返回前一操作位置，“前進”相對于“后退”而言地址欄顯示當前文件或文件夾所在目錄的完整路徑；使用地址欄可以導航至不同的文件夾或庫，或返回上一文件夾或庫，也可以直接輸入網址來訪問因特網上的站點菜單欄列出了與文件和文件夾操作的有關命令，一般是隱藏的。同樣的功能大多可以通過“組織”和“更改您的視圖”按鈕來使用。工具欄快速地執行一些常見任務，如更改文件和文件夾

58、的顯示方式、將文件刻錄到光盤中等；需要注意的是，單擊系統文件夾、用戶文件夾和文件，工具欄顯示的按鈕會有不同搜索框在搜索框中輸入文件名或文件中包含的關鍵字時，即時搜索程序便立即開始搜索滿足條件的文件，并高亮顯示結果導航窗格顯示整個計算機資源的文件夾樹形結構，使用導航窗格可以快速地訪問庫、文件夾、保存的搜索結果；使用導航窗格中的“收藏夾”，可以快速地訪問最近常用的文件夾內容窗格顯示當前文件夾中的內容預覽窗格可查看大多數文件的內容。例如，如果選擇電子郵件、文本文件或圖片，則無須在程序中打開即可查看其內容。細節窗格 當選中文件時，會顯示其文件屬性，包括創建日期、修改日期、文件大小等資源管理器窗口部件的

59、使用方法資源管理器窗口部件的使用方法7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部634.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾2文件和文件夾的管理3 3文件及文件夾的文件及文件夾的操作操作 一個文件中所存儲的可能是數據，也可能是程序代碼，不同類型的文件通常都會有不同的應用和操作。在Windows中，最基本的操作是選定對象，只有在選定對象后，才可以對它們執行進一步的操作。例如，要刪除文件，必須先選定所要刪除的文件，然后按Del鍵。 另外，在Windows的快捷菜單中存放了有關文件及文件夾的大多數操作，用戶只需要在文件或文件夾上單擊右鍵打開相應的快捷菜單就可以進行操

60、作。7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部644.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾2文件和文件夾的管理3 3文件及文件夾的文件及文件夾的操作操作（1）選定文件和文件夾（2）新建文件和文件夾（3）文件或文件夾的打開（4）文件或文件夾的更名（5）文件或文件夾的移動（6）文件或文件夾的復制（7）文件或文件夾的刪除（8）被刪除的文件或文件夾的恢復（9）文件或文件夾的查找（10）文件或文件夾快捷方式的創建（11）文件或文件夾屬性的查看與設置7/3/2022太原理工大學.計算機科學與技術學院.計算機基礎教學部654.3.3 Windows的文件管理1文件及文件夾