大學計算機基礎三、操作系統DOSWindowsXPMACOSLinuxUNIXWindows7主要內容:3.1操作系統的功能3.2文件及磁盤管理3.3程序與進程3.4WindowsXP操作系統3操作系統主要內容:為什么要有操作系統？什么是操作系統？操作系統的功能操作系統的特征操作系統的分類3.1操作系統功能為什么要有操作系統？從用戶角度來看，計算機系統應該是一個穩定的、對用戶友好、便于操作的平臺。但是，實際上用戶對硬件直接進行操作是極其困難、甚至是不可能的。怎么辦？……

操作系統（OperatingSystem）是一種管理、調度、控制計算機系統資源（硬件和軟件資源），合理組織計算機的工作流程，方便用戶使用和可擴展的計算機程序模塊的集合（系統軟件）。裸機DOS操作系統各種應用程序操作系統與計算機系統操作系統是計算機的靈魂什么是操作系統？操作系統和虛擬計算機用戶面對的是一個整體的計算機系統，分為虛擬機和物理機兩個部分。用戶實際操作的是虛擬機，物理機是由OS管理和操作的。

優點：將復雜的物理操作剝離并下移，交給OS去處理。用戶打印2份報告！操作系統的功能

處理機管理有效地、合理地分配CPU的時間。

存儲管理完成存儲分配、地址轉換、信息保護以及存儲擴充等工作。設備管理對各種各樣的設備進行有效地管理，為用戶提供方便的操作，提高設備的利用率。

文件管理對文件進行組織管理、提供方便的存取和文件的安全保證機制。操作系統的特征并發性兩個或兩個以上的事件在同一時間間隔中發生。在早期的計算機系統中，一旦程序開始運行，就占用了這個系統的所有空間，直到運行結束，這就是單道程序系統。任何時刻內存中只允許一個程序在系統中運行,正在運行的程序控制了這個系統的資源，一個程序完全運行結束后才能運行下一個程序。

程序A程序B程序C執行

執行

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內存時間t單道程序系統中程序順序執行示意圖多道程序系統中程序交替執行示意圖程序A程序B程序C執行

等待

內存時間t執行

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在多道程序系統中，“并發”是指宏觀上在一段時間內可以“同時”運行多個程序。對于只有一個處理器的情況，多個進程在極短的時間內交替執行，而用戶并察覺不到這種交替動作。比如我們在使用計算機時可以一邊聽音樂，一邊調試程序。等待指等待CPU或系統資源，處于等待狀態的程序雖不占CPU,但仍然駐留內存.操作系統的特征舉例：有三個程序X、Y、Z同時進入內存開始運行：一臺CPU，兩臺IO設備，能同時動作；優先級：X最高，Y次之，Z最低；設X、Y、Z同時開始運行；分別觀察其單道和多道處理的情況。

程序XIO260msCPU20msIO130msCPU10msIO140msCPU20msIO120ms程序YIO130msCPU40msIO270msCPU30msIO230ms程序ZCPU40msIO160msCPU30msIO270ms時間（ms）CPUIO5010015020025030016017018019011012013030608090220210230240CPUIO1IO250100150200250160170180110120130220210230240ZYXYZXYZXZXXZXYXYYZ操作系統的特征共享性多個并發執行的程序可以共同使用系統的資源（硬件和軟件）。（1）互斥共享：如打印機，一個使用，其他等待。（2）同時訪問：磁盤、處理機，一段時間內同時訪問。例:公共地段交通十字路口的控制：公共地段互斥操作系統的特征虛擬性通過虛擬技術把一個物理設備虛擬為多個邏輯設備.。如處理機、共享打印機、虛擬內存。使用戶在使用時感覺好像有多個設備在為其服務。用戶1用戶2用戶3??????輸出輸出輸出打印打印機主機操作系統的分類DOS圖形用戶界面操作系統命令行界面操作系統多用戶操作系統單用戶操作系統多任務操作系統單任務操作系統分時操作系統批處理系統實時操作系統分布式操作系統個人計算機操作系統網絡操作系統嵌入式操作系統操作系統按任務數按用戶界面按用戶數按系統功能操作系統的分類（按系統功能）批處理系統（BatchProcessingSystem)批處理系統是一種“成批”處理用戶作業的操作系統。處理過程：用戶根據任務需求編制好程序，準備好數據，一次提交給系統，然后不再與作業進行交互，直到作業運行完畢。按指定時間收取運行報告后，才能根據輸出結果分析，確定是否需要進行修改再次上機。用戶提交的作業不是立即執行，由系統操作員分批進行處理，每批中的作業由操作系統控制執行。在早期的操作系統使用，目前已經不多見。分時操作系統(TimeSharingSystem)分時系統是一種將CPU時間劃分成很小的時間片，按時間片輪轉法分配給多個終端用戶使用的操作系統。處理過程：多個用戶或程序分時共享硬件和軟件資源，每個用戶或程序在屬于自己的時間片內使用計算機，依次輪轉。多用戶分時是當今操作系統中普遍采用的一種方式,UNIX就是典型的多用戶分時操作系統.

CPU終端1終端2終端3終端4終端1實時系統是指對于特定的輸入，系統能夠在極短的時間內作出響應，并完成對該輸入請求處理的操作系統。處理過程：實時系統采用了時間片分時技術，也具有及時性，多路性，獨占性和交互性等四個特征。不過，實時操作系統與分時系統之間還是有很大的區別的。實時系統一般是專用的，其交互能力比較差，它只允許用戶訪問數量有限的專用程序。主要特征：

--實時性

--可靠性主要應用：飛機售票系統，航天發射系統，生產過程自動控制、事務處理等有實時要求的領域。實時操作系統(RealTimeOperating

System)分布式系統是指通過計算機網絡將物理上分布的具有自治功能的數據處理系統或計算機系統互連起來，實現信息交換或資源共享，協作完成處理任務的操作系統。處理過程：以計算機網絡為基礎，所有系統任務可在系統中任何處理機上運行，自動實現全系統范圍內的任務分配并自動調度各處理機的工作負載。基本特征：

--功能和任務的分布性

--高可靠性分布式操作系統(DistributedOperatingSystem）

網絡操作系統是在通常操作系統功能的基礎上提供網絡通信和網絡服務功能的操作系統。主要性能：除具有一般操作系統的基本功能外，還應具有網絡管理模塊。負責管理整個網絡資源，保證網絡中信息傳輸的準確性、安全性和保密性，提高系統資源的利用率和可靠性。網絡功能與操作系統的結合程度是網絡操作系統的重要性能指標。早期的做法是通常操作系統附加網絡軟件，過渡到網絡功能成為操作系統的有機組成部分。代表產品：Netware、UNIX、Linux及Windows系列。網絡操作系統(NetworkOperatingSystem

)嵌入式系統（EmbeddedOperatingSystem）嵌入式操作系統是指運行在嵌入式系統中，對整個嵌入式系統以及它控制的各種資源進行統一管理和調度的操作系統。主要性能：嵌入式操作系統能夠有效管理復雜的系統資源，具有實時高效性、軟件固態化以及應用專業化等特點。嵌入式操作系統在制造業、過程控制、家用電器的智能化控制等領域中都得到了很好的應用。內核可剪裁，適合各種專門用途，如手機、PDA、各種專用設備。手機操作系統是應用在高端智能化手機上的操作系統。目前應用在手機上的操作系統主要有Symbian（塞班）、Android（安卓）、iPhone（蘋果）OS、WindowsPhone7等。

1.DOS Microsoft公司研制的配置在PC機的、單用戶、單任務、命令行界面的、基于磁盤的操作系統。從4.0版開始成為支持多任務的操作系統。MSDOS共發布了6版，從1.0-6.22。

2.Windows

圖形用戶界面、多任務操作系統，目前微型計算機中使用的主流操作系統。如：WindowsXP、Windows7等

典型操作系統簡介3.MacOSMacOS是蘋果公司開發的，只能運行在Macintosh系列機上的圖形化操作系統。MacOS系統設計基于Unix內核，系統設計界面合理直觀，色彩豐富，系統穩定、安全易用，處處體現創新獨特的蘋果公司理念。由于MacOS的架構與Windows不同，現在瘋狂肆虐的電腦病毒幾乎都是針對Windows的，所以很少受到病毒的襲擊。Mac電腦不能直接運行Windows軟件，普通的PC兼容機也不能安裝蘋果操作系統。缺點是與Windows缺乏較好的兼容性。特點：-多用戶、多任務-開放性-可移植性-規模小、效能高-完備的網絡功能-友好的用戶界面-設備獨立性-系統安全性好：采用樹型目錄結構，廣泛使用在網絡、大型機和工作站中。UNIX的不同版本：IBM：AIX、SUN：SunOS、HP：HP-UX等。4.UNIX操作系統由UNIX發展而來,源代碼開放、免費的操作系統。特點：-多用戶、多任務

-開放性好

-穩定性高、安全可靠

-完備的網絡功能，提供了完整的網絡集成，

-用戶界面友好

-系統內核小，對硬件要求低

-與UNIX