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1、大学计算机基础第大学计算机基础第2 2章操作系章操作系统统第2章 操作系统 2.1 操作系统概述 2.2 操作系统的功能2.3 中文Windows XP第三代操作系统（第三代操作系统（7070年代年代8080年代）年代）结构化与小型化操作系统。结构化与小型化操作系统。特征：特征：重视操作系统的结构和功能的精简，典型代表是重视操作系统的结构和功能的精简，典型代表是19691969年产生的年产生的UNIXUNIX操作系统。操作系统。第四代操作系统（第四代操作系统（19901990年起）年起）网络和开放系统、并行与分布操作系统网络和开放系统、并行与分布操作系统特征特征u并行分布计算和便携网络计算并行
2、分布计算和便携网络计算 开放系统标准开放系统标准u软件工程进一步发展软件工程进一步发展 注重人的方便与效率注重人的方便与效率2.1.2 操作系统的发展与分类操操作作系系统统的的形形成成与与发发展展2.1.2 操作系统的发展与分类l单用户操作系统单用户操作系统特点特点：一台计算机在同一时间只能由一个用户使用，：一台计算机在同一时间只能由一个用户使用，一个用户独享系统的全部硬件和软件资源，系统一个用户独享系统的全部硬件和软件资源，系统资源利用率低。资源利用率低。如如DOS操作系统操作系统l多道批处理操作系统多道批处理操作系统特点特点：系统内可同时容纳多个作业，这些作业放在：系统内可同时容纳多个作业
3、，这些作业放在外存中，组成一个后备队列，所有操作由系统自外存中，组成一个后备队列，所有操作由系统自动实现。提高了系统资源利用率和系统吞吐量，动实现。提高了系统资源利用率和系统吞吐量，以及作业流程的自动化。以及作业流程的自动化。操作系统分为七类操作系统分为七类2.1.2 操作系统的发展与分类l分时操作系统分时操作系统特点：特点：由于由于CPU速度不断提高和采用分时技术，速度不断提高和采用分时技术，一台计算机可同时连接多个用户终端，而每个用一台计算机可同时连接多个用户终端，而每个用户可在自己的终端上联机使用计算机，好象自己户可在自己的终端上联机使用计算机，好象自己独占机器一样。独占机器一样。l实时
4、操作系统实时操作系统特点：特点：系统能够及时响应随机发生的外部事件，并系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理。在严格的时间范围内完成对该事件的处理。例如，例如，导弹发射（导弹发射（实时控制实时控制）、预订飞机票、进行银行）、预订飞机票、进行银行财务等财务等实时处理实时处理。操作系统分为七类操作系统分为七类2.1.2 操作系统的发展与分类l网络操作系统网络操作系统特点：特点：在原来各自计算机操作系统上，按照网络体在原来各自计算机操作系统上，按照网络体系结构的各个协议标准增加网络管理模块，实现系结构的各个协议标准增加网络管理模块，实现通信、资源共享、系统安全和各
5、种网络应用服务通信、资源共享、系统安全和各种网络应用服务等功能。等功能。l分布式操作系统分布式操作系统特点：特点：在实现网络功能基础上，统一管理分布式系在实现网络功能基础上，统一管理分布式系统中的所有资源，负责全系统的资源分配和调度、统中的所有资源，负责全系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输和控制协调完成任务。任务划分、信息传输和控制协调完成任务。操作系统分为七类操作系统分为七类2.1.2 操作系统的发展与分类l嵌入式操作系统嵌入式操作系统特点：特点：具有通用操作系统的基本特点，能够有效管具有通用操作系统的基本特点，能够有效管理复杂的系统资源。与通用操作系统相比较，嵌理复杂的系统资源。与通
6、用操作系统相比较，嵌入式操作系统在入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。较为突出的特点。在制造工业、过程控制、航空、在制造工业、过程控制、航空、航天等方面均是嵌入式操作系统的应用领域。例航天等方面均是嵌入式操作系统的应用领域。例如，家用电气产品中的智能功能，就是嵌入式系如，家用电气产品中的智能功能，就是嵌入式系统的应用。统的应用。操作系统分为七类操作系统分为七类z并发性并发性指两个或多个事件或活动在同一时间间隔内发指两个或多个事件或活动在同一时间间隔内发生生。z共
7、享性共享性指计算机系统中的资源（包括硬件资源和软件指计算机系统中的资源（包括硬件资源和软件资源）可被多个并发执行的用户程序和系统程序资源）可被多个并发执行的用户程序和系统程序共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。2.1.3 操作系统的特征操作系统的操作系统的4个特征个特征z异步性或称随机性异步性或称随机性异步性或称随机性。系统中的多个进程按各自独立异步性或称随机性。系统中的多个进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。内存中的一个进的、不可预知的速度向前推进。内存中的一个进程什么时候能获得处理机，执行多少时间都是不程什么时候能获得处理机，执行多少时间都
8、是不可知的，这就是异步性。可知的，这就是异步性。z虚拟性虚拟性指操作系统中的一种管理技术，它把物理上的一个指操作系统中的一种管理技术，它把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。操作系统的操作系统的4个特征个特征2.1.3 操作系统的特征2.2 操作系统的功能l处理机管理l存储管理l设备管理l文件管理主要有以下四个方面主要有以下四个方面核心问题核心问题如何把如何把CPUCPU合理地分配给某个需要的程合理地分配给某个需要的程序，并在其用完后回收。序，并在其用完后回收。主
9、要任务主要任务最大限度地提高处理机的利用率。为了提最大限度地提高处理机的利用率。为了提高系统的资源利用率，高系统的资源利用率，CPUCPU将不为某一程将不为某一程序所独占，而是为多道程序共享。序所独占，而是为多道程序共享。问问 题题程序在内存中是如何执行的？程序在内存中是如何执行的？2.2.1 处理机管理 2.2.1 处理机管理 l单道程序的运行（早期）单道程序的运行（早期）执行执行执行执行执行执行程序程序A程序程序B程序程序C时间时间t单道程序的顺序执行单道程序的顺序执行程序在内存中的运行方式程序在内存中的运行方式2.2.1 处理机管理l多道程序的并发执行（现在）多道程序的并发执行（现在）程
10、序程序A程序程序B程序程序C等待等待等待等待执行执行执行执行等待等待执行执行等待等待执行执行执行执行等待等待等待等待等待等待执行执行时间t内内存存多道程序的并发执行多道程序的并发执行 程序在内存中的运行方式程序在内存中的运行方式2.2.1 处理机管理 进程的定义进程的定义：进程是一个程序在某个数据集合进程是一个程序在某个数据集合上的一次活动，是上的一次活动，是程序的一次执行过程。程序是程序的一次执行过程。程序是“静态的静态的”。进程是。进程是“动态的动态的”。进程的基本概念进程的基本概念由于程序的概念无法描述程序动态执行过程中由于程序的概念无法描述程序动态执行过程中的并发活动，的并发活动，19
11、66年美国麻省理工学院年美国麻省理工学院J.H.Sallexer提出了提出了“进程进程”概念。概念。2.2.1 处理机管理l动态性动态性进程进程具有生命周期，由创建而产生，由调度而执具有生命周期，由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，因执行结束而消亡。行，因得不到资源而暂停执行，因执行结束而消亡。（打开打开WindowsWindows的任务管理器可以看到进程的任务管理器可以看到进程）l并发性并发性 指系统中多个程序同时执行。指系统中多个程序同时执行。进程的基本概念进程的基本概念进程的进程的4个基本特征个基本特征2.2.1 处理机管理l独立性独立性 进程是一个独立运行、资源分配和调
12、度的基本单进程是一个独立运行、资源分配和调度的基本单位。位。l异步性异步性 进程是以异步方式运行的，内存中一个进程何进程是以异步方式运行的，内存中一个进程何时执行，执行多少时间都是不可知的，进程具有时执行，执行多少时间都是不可知的，进程具有“执行执行暂停暂停执行执行”这样走走停停的活动规律。这样走走停停的活动规律。处理机需要负责各个进程之间的协调运行。处理机需要负责各个进程之间的协调运行。进程的基本概念进程的基本概念进程的进程的4个基本特征个基本特征核心问题核心问题如何实现下列如何实现下列4个功能个功能l存储空间的分配与回收存储空间的分配与回收l存储共享存储共享l地址转换与存储保护地址转换与存
13、储保护l存储扩充存储扩充主要任务主要任务管理存储器资源，为多道程序运行提管理存储器资源，为多道程序运行提供有力的支撑，便于用户使用存储资供有力的支撑，便于用户使用存储资源，提高存储空间的利用率。源，提高存储空间的利用率。2.2.2 存储管理打开打开Windows的计算机管理器，查看存储管理！的计算机管理器，查看存储管理！逻辑地址逻辑地址存储管理中的几个概念：存储管理中的几个概念：物理地址物理地址逻辑地址是用户程序中使用的地址，逻辑地址是用户程序中使用的地址，目标程序未装入内存前，其地址从目标程序未装入内存前，其地址从0 0开开始，其他地址都是相对于起始地址从始，其他地址都是相对于起始地址从0
14、0编址，因此也称为编址，因此也称为相对地址相对地址，是一种，是一种虚拟的地址。虚拟的地址。目标程序装入内存后，经地址重定位后目标程序装入内存后，经地址重定位后得到的物理地址，是存储单元的地址，得到的物理地址，是存储单元的地址，也称为也称为绝对地址绝对地址。2.2.2 存储管理 存储管理中的几个概念：存储管理中的几个概念：重定位重定位将逻辑地址转换为物理地址的过程称为将逻辑地址转换为物理地址的过程称为重定位，分为重定位，分为静态重定位静态重定位和和动态重定位动态重定位两种方式。两种方式。虚拟存储虚拟存储为弥补主存储器不足，采用的一种为弥补主存储器不足，采用的一种内内外存交换技术外存交换技术，即根
15、据程序运行需要，即根据程序运行需要，调入要用的内容，置换出不再使用或调入要用的内容，置换出不再使用或暂不使用的内容。暂不使用的内容。2.2.2 存储管理 核心问题核心问题如何实现下列如何实现下列6个功能个功能l外部设备的控制与处理外部设备的控制与处理l缓冲区的管理缓冲区的管理l实现设备独立性实现设备独立性l外部设备的分配和回收外部设备的分配和回收l实现共享型外围设备的驱动调度实现共享型外围设备的驱动调度l实现虚拟设备实现虚拟设备主要任务主要任务管理各类外围设备，完成用户提出的管理各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快请求，加快I/O信息的传送速度，发挥信息的传送速度，发挥I/O设备的并行
16、性，提高设备的并行性，提高I/O设备的利用率，设备的利用率，以及提供每种设备的设备驱动程序和中断以及提供每种设备的设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件细节，提供方处理程序，为用户隐蔽硬件细节，提供方便简单的设备使用方法。便简单的设备使用方法。2.2.3 设备管理打开打开Windows的计算机的计算机管理器，管理器，查看设备查看设备管理！管理！2.2.4 文件管理对用户文件和系统文件以及文件的存储空对用户文件和系统文件以及文件的存储空间进行统一、有效的管理。给每个文件赋间进行统一、有效的管理。给每个文件赋予一个文件名，实现按文件名存取操作；予一个文件名，实现按文件名存取操作；实现文件的共享
17、、保护和保密，保证文件实现文件的共享、保护和保密，保证文件的安全性；并提供给用户一整套能方便使的安全性；并提供给用户一整套能方便使用文件的操作和命令。用文件的操作和命令。主要任务主要任务核心问题核心问题如何实现下列如何实现下列5个功能个功能l文件存储空间的管理文件存储空间的管理l文件目录的管理文件目录的管理l文件的读文件的读/写操作写操作l文件的共享文件的共享l文件的保护文件的保护打开打开Windows的资源管的资源管理器，查理器，查看文件管看文件管理！理！2.3 中文Windows XPl中文Windows XP 的特点l中文Windows XP的桌面和任务栏l中文Windows XP的软件
18、管理l中文Windows XP的控制面板l中文Windows XP的任务管理器2.3.1中文中文WindowsXP的特点的特点l图形用户界面形象化图形用户界面形象化l操作方式简便快捷操作方式简便快捷（支持鼠标、图标和菜单操（支持鼠标、图标和菜单操作）作）l稳定性和可靠性稳定性和可靠性l支持多媒体功能支持多媒体功能l强大的网络功能强大的网络功能l支持广泛的硬件（支持新一代支持广泛的硬件（支持新一代“即插即用即插即用”设设备）备）l开放的汉字录入方法（提供了多种汉字输入法）开放的汉字录入方法（提供了多种汉字输入法）WindowsXP有下列特点有下列特点2.3.2WindowsXP的桌面和任务栏的桌
19、面和任务栏WindowsXP启动后的工作界面启动后的工作界面开始菜单任务栏（大小、任务栏（大小、位置可调）位置可调）快速启动区快速启动区 存放系统最常用的存放系统最常用的功能和程序图标功能和程序图标 任务按钮任务按钮 可用于多任务切换可用于多任务切换系统任务栏系统任务栏（用于显示时（用于显示时钟、声音、汉钟、声音、汉字输入法状态字输入法状态及部分外设，及部分外设，如：打印机运如：打印机运行状态）行状态）开始菜单开始菜单系统图标和系统图标和 程序快捷方式程序快捷方式桌面桌面 Windows XP的基本操作平台，它是用的基本操作平台，它是用户运行各类程序，对系统进行各种管户运行各类程序，对系统进行
20、各种管理的屏幕区域。在多用户使用时，如理的屏幕区域。在多用户使用时，如果每人的设置不同，果每人的设置不同，“桌面桌面”的外观的外观也不相同。也不相同。2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理l我的电脑我的电脑利用利用“我的电脑我的电脑”可以显示计算机中所有的文件及文可以显示计算机中所有的文件及文件夹等信息件夹等信息，可以完成应用程序启动、打开、，可以完成应用程序启动、打开、查找、复制、删除、文件更名、创建新文件等查找、复制、删除、文件更名、创建新文件等操作。操作。管理文件和文件夹的工具管理文件和文件夹的工具l资源管理器资源管理器利用利用“资源管理器资源管理器”可以启动应用程序、打开文件
21、、可以启动应用程序、打开文件、查找文件、复制文件、删除文件、为文件更名、查找文件、复制文件、删除文件、为文件更名、创建新文件夹等，创建新文件夹等，非常方便地实现计算机软件资非常方便地实现计算机软件资源的管理源的管理。2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文件是一组逻辑上相互关联的信息集合。文件是一组逻辑上相互关联的信息集合。文件是一组逻辑上相互关联的信息集合。文件是一组逻辑上相互关联的信息集合。输入的数据（如文档、图画）和程序均是以文件的输入的数据（如文档、图画）和程序均是以文件的输入的数据（如文档、图画）和程序均是以文件的输入的数据（如文档、图画）和程序均是以文件的形式存储在磁盘上
22、的。操作系统以文件为单位形式存储在磁盘上的。操作系统以文件为单位形式存储在磁盘上的。操作系统以文件为单位形式存储在磁盘上的。操作系统以文件为单位存储和管理信息。因此存储和管理信息。因此存储和管理信息。因此存储和管理信息。因此文件是磁盘存储的基本文件是磁盘存储的基本文件是磁盘存储的基本文件是磁盘存储的基本单位。单位。单位。单位。文件的概念文件的概念2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文件的概念文件的概念n n根目录根目录根目录根目录（根文件夹）：磁盘格式化时自动设（根文件夹）：磁盘格式化时自动设（根文件夹）：磁盘格式化时自动设（根文件夹）：磁盘格式化时自动设定的，只能有一个。定的，只
23、能有一个。定的，只能有一个。定的，只能有一个。用磁盘驱动器的符号表示用磁盘驱动器的符号表示用磁盘驱动器的符号表示用磁盘驱动器的符号表示 ：A:,C:,D:A:,C:,D:A:,C:,D:A:,C:,D:n n子目录子目录子目录子目录 (子文件夹子文件夹子文件夹子文件夹)：可以有多个可以有多个可以有多个可以有多个 n n叶子叶子叶子叶子均为文件均为文件均为文件均为文件树树形形目目录录结结构构C:WinntProgram filesConfig.sysOffice internetReadme.txt.根文件夹（根目录）根文件夹（根目录）子文件夹子文件夹(子目录子目录)文件文件子文件夹子文件夹(子
24、目录子目录)文件文件2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文文件件的的概概念念文件和文件夹的命名文件和文件夹的命名Windows XP支持长文件名，文件（夹）名最支持长文件名，文件（夹）名最多可使用多可使用255个字符。但下列字符不得在文件个字符。但下列字符不得在文件（夹）名中出现：（夹）名中出现：？、？、。、。文件名主文件名文件名主文件名.扩展名扩展名，扩展名表示文件类型，扩展名表示文件类型文件的存储位置文件的存储位置 路径路径：文件的存储位置，从驱动器或当前文件：文件的存储位置，从驱动器或当前文件夹开始，直到文件所在的文件夹所构成的
25、字符夹开始，直到文件所在的文件夹所构成的字符串。例如：串。例如：C:Program FilesMicrosoft OfficeWord 2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文件的概念文件的概念qq常见文件类型：常见文件类型：常见文件类型：常见文件类型：以扩展名表示以扩展名表示以扩展名表示以扩展名表示 .exe .exe .exe .exe .txt.txt.txt.txt .doc.doc.doc.doc .xlsxlsxlsxls .bmp .gif.bmp .gif.bmp .gif.bmp .gif .zip.zip.zip.zip .html .html .html .ht
26、ml .sys.sys.sys.sys .iniiniiniini 系统文件系统文件系统配置文件系统配置文件网页文件网页文件压缩文件压缩文件图像文件图像文件Excel表格处理文件表格处理文件Word文档文档文本文件文本文件命令文件命令文件应用程序文件应用程序文件文件的概念文件的概念2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文件的概念文件的概念qq文件名中通配符的使用：用于查询和显示文件文件名中通配符的使用：用于查询和显示文件文件名中通配符的使用：用于查询和显示文件文件名中通配符的使用：用于查询和显示文件 vv文件名中使用文件名中使用文件名中使用文件名中使用*星号星号星号星号 表示连续任意
27、多个字符表示连续任意多个字符表示连续任意多个字符表示连续任意多个字符 如如如如 A A A A*.txt .txt .txt .txt ，def.def.def.def.*，*.*vv文件名中使用文件名中使用文件名中使用文件名中使用？问号表示任意一个字符问号表示任意一个字符问号表示任意一个字符问号表示任意一个字符 如如如如 D D D D?.txt.txt.txt.txt ,ABC.ABC.ABC.ABC.?x x x x?,?.doc.doc.doc.doc vv vv混合使用：混合使用：混合使用：混合使用：?D D D D*，?W W W W*.*第二个主文件名是第二个主文件名是ABCAB
28、C、扩展名第二个字符是、扩展名第二个字符是x x的所有文件的所有文件主文件名第三个字符是主文件名第三个字符是D D、扩展名为、扩展名为的所有文件的所有文件2.3.3WindowsXP的软件管理的软件管理文件的概念文件的概念l操作系统的定义操作系统的定义：是计算机所有硬件和软件资源：是计算机所有硬件和软件资源的组织者和管理者。的组织者和管理者。l操作系统的分类操作系统的分类：7种：种：分时、实时、多道批处理、分时、实时、多道批处理、网络、分布式、单用户、嵌入式网络、分布式、单用户、嵌入式l操作系统的特征：操作系统的特征：4个：个：并发性、共享性、异步性、并发性、共享性、异步性、虚拟性虚拟性l操作系统的基本功能：操作系统的基本功能：4个：个：处理机管理、存储管处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理理、设备管理、文件管理l中文中文WindowsXP的应用：的应用：文件名、建立文件夹、文件名、建立文件夹、文件与文件夹的选取、复制、移动、删除、恢复、文件与文件夹的选取、复制、移动、删除、恢复、重命名、文件属性查看与设置。控制面板、回收重命名、文件属性查看与设置。控制面板、回收站站本章小结本章小结下课了。休息一会儿。休息一会儿。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！41