操作系统基础

1、整理课件整理课件1第四章 操作系统基础4.1 操作系统基础操作系统基础4.2 Unix/Linux简介简介 整理课件整理课件2系统软件：系统软件：控制和维护计算机的正常运行，管理计算机的各种资源，以满足应用软件的需要。应用软件：应用软件：完成一个特定的任务，在系统软件的支持下，才能运行系统软件与应用软件的划分界限并不十分明显系统软件与应用软件的划分界限并不十分明显计计算算机机系系统统系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件系统系统操作系统：操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：语言处理程序：C、Pascal、VB实用程序：实用程序：诊断程序、排错程序等 通用应用软件、专用

2、应用软件通用应用软件、专用应用软件 软件软件系统系统整理课件整理课件3应用程序应用程序硬件硬件系系统统软软件件应应用用软软件件系统软件是硬件与应用程序之间的接口系统软件是硬件与应用程序之间的接口有些软件既可以认为是系统软件 也可以认为是应用软件例如：数据库管理系统 整理课件整理课件44.1 操作系统操作系统 4.1.1 操作系统概述操作系统概述1.1.操作系统操作系统: : 是最基本的系统软件，是最基本的系统软件， 用于管理和控制计算机所有软、硬件资源的一组程序用于管理和控制计算机所有软、硬件资源的一组程序: 计算机硬件与其它软件的接口: 用户和计算机的接口 裸机裸机操作系统操作系统应用程序应

3、用程序用户主要功能有：主要功能有： 处理机管理处理机管理 存储管理存储管理 信息信息(文件文件)管理管理 设备管理设备管理虚拟机虚拟机= =裸机裸机+ +操作系统操作系统操操统统作作系系整理课件整理课件52. 2. 操作系统分类操作系统分类DOS操操作作系系统统按任按任务数务数图形用户界面操作系统图形用户界面操作系统命令行界面命令行界面操作系统操作系统多用户操作系统多用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统多任务操作系统多任务操作系统单任务操作系统单任务操作系统分时操作系统分时操作系统批处理系统批处理系统实时操作系统实时操作系统网络操作系统网络操作系统按用户按用户界面界面按用按用户数户数按系统

4、按系统功能功能个人计算机操作系统个人计算机操作系统整理课件整理课件63. 3. 常用操作系统常用操作系统（1） DOS Microsoft公司研制的配置在PC的操作系统 单用户命令行界面操作系统 从4.0版开始成为支持多任务的操作系统。（2） Windows 图形用户界面Windows XP Professional Windows XP Tablet PC Windows XP Home Windows 98Windows NTWindows 2000Windows XPWindows XP Media Center 整理课件整理课件7（3） Unix分时操作系统，主要用于服务器/客户机体系

5、（4） Linux由UNIX发展而来，源代码开放（5） Mac OS较好的图形处理能力，主要用在桌面出版和多媒体 应用等领域。用在苹果公司的Power Macintosh机及Macintosh 一族计算机上，与Windows缺乏较好的兼容性（6） OS/2为IBM PS/2设计的操作系统，用户可自行定制界面（7） Novell Netware 基于文件服务和目录服务的网络操作系统， 用于构建局域网。整理课件整理课件8操作系统的主要功能4.1.2 处理机管理处理机管理4.1.3 存储管理存储管理4.1.4 信息信息(文件文件)管理管理4.1.5 设备管理设备管理整理课件整理课件94.1.2 处理

6、机管理处理机管理 1. 1. 单道程序系统：单道程序系统：任一时刻只允许一个程序在系统中执行 一个程序执行结束后才能执行下一个程序 任务：有效地、合理地分配任务：有效地、合理地分配CPUCPU的时间的时间时间时间tCPU程序程序A程序程序B程序程序C演示：单道程序系统整理课件整理课件102. 2. 多道程序系统：多道程序系统：多道程序同时在执行程序程序A程序程序C程序程序A程序程序B程序程序C程序程序CCPU时间时间t特点： 多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序 宏观上并行：同时在执行 微观上串行：各程序轮流地占有CPU，交替执行演示：多道程序系统整理课件整理课件113. 3. 进程

7、：进程：一个正在执行的程序；一个程序与其数据一道在计算机上顺序执行时所发生的活动； 进程基本特征 动态性 程序的一次执行过程 并发性 系统中可以同时有几个进程在活动 独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位 异步性 进程按各自独立的、不可预知的速度前进整理课件整理课件12整理课件整理课件13进程的状态和调度时间片到时间片到执行状态执行状态就绪状态就绪状态挂起状态挂起状态进程被选中进程被选中发生了某个事件发生了某个事件等待某个事件等待某个事件等待某个资源等待某个资源分配到了所需资源分配到了所需资源除了除了CPUCPU以外，以外，所需要的所有资源都分配了所需要的所有资源都分配了缺少资源缺少资

8、源整理课件整理课件144. 4. 线程线程（threadsthreads） 提高提高CPUCPU的利用率的利用率 对进程进行对进程进行“细分细分”，一个进程可再分为多个线程，一个进程可再分为多个线程 线程称为轻量级的进程（Lighteight Threads，简称LWP） 传统进程可认为重量级线程（Weight Threads，简称WP） 线程分为：线程分为： 核心级线程：核心级线程：由操作系统产生，在核心空间运行 用户级线程：用户级线程：由用户创建，优先级低于核心级线程 UNIXUNIX：进程进程是是CPUCPU的分配单位的分配单位 WindowsWindows：线程线程是是CPUCPU的分

9、配单位的分配单位n 除了CPU以外，进程是在UNIX和WINDOWS中资源的分配单位整理课件整理课件15线程与进程的结构差异引入线程的优点： 充分共享共源 减少内存开销 提高并发性 切换速度相对较快整理课件整理课件16演示：在程序管理器中观察各进程的线程数整理课件整理课件174.1.3 存储管理存储管理 计算机内存是CPU可以直接存取的存储器。 操作系统的存储管理主要功能有下面4个方面：1. 1. 虚拟内存用硬盘空间模拟内存虚拟内存用硬盘空间模拟内存 2. 2. 存储器分配存储器分配3. 3. 地址的转换地址的转换4. 4. 信息的保护信息的保护整理课件整理课件18 虚拟内存用硬盘空间模拟内存

10、虚拟内存用硬盘空间模拟内存真正内存真正内存虚拟内存虚拟内存内存空间内存空间最大容量与最大容量与CPUCPU的的寻址能力有关寻址能力有关3232位位CPUCPU最大可达最大可达4GB4GB。方法：使用硬盘空间模拟内存，文件名pagefile.sys情况：安装时创建，默认为RAM的1.5倍操作：我的电脑属性高级性能“设置”高级演示：虚拟内存整理课件整理课件192. 2. 存储器分配存储器分配 目的：提高存储器的利用率，提高系统速度目的：提高存储器的利用率，提高系统速度 分配分配: : 创建进程时，(包括程序、数据、文件等) 释放释放: : 进程结束时； 改变改变: : 进程运行中需要时； 调度和移

11、动调度和移动: : 系统需要时；进程进程1进程进程2进程进程3进程进程4进程进程5RAM虚拟内存虚拟内存交换交换在在CPUCPU上运行的进程上运行的进程肯定要在肯定要在RAMRAM中中整理课件整理课件203. 3. 地址的转换地址的转换程序员编写程序程序员编写程序逻辑地址（从0开始） 内存中程序内存中程序 物理地址 转换转换4. 4. 信息的保护信息的保护 对进程的存储空间的安全保护 防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 软件和硬件结合的保护措施 整理课件整理课件214.1.4 文件系统文件系统 文件定义：文件定义：是存放在外存上的一组相关信息的集合是存放在外存上的一组相关信息的集合 按名存

12、取按名存取文件名：文件名： 文件名文件名. .扩展名扩展名文件类型文件类型文件属性文件属性文件文件操作操作UNIXUNIX中大小写有区别中大小写有区别WindowsWindows中大小写无区别中大小写无区别 例如：Iexplore.exe 1. 1. 文件基本概念文件基本概念整理课件整理课件22文件类型文件的扩展名表示文件的类型。文件的扩展名表示文件的类型。 文件类型文件类型扩展名扩展名说明说明 可执行程序EXE、COM可执行程序文件源程序文件C、CPP、BAS程序设计语言的源程序文件Office文档DOC、XLS、PPTWord、Excel、Powerpoint创建的文档流媒体文件WMV、R

13、M、QT能通过Internet播放的流式媒体文件压缩文件ZIP、RAR压缩文件网页文件HTM、ASP前者是静态的，后者是动态的图像文件BMP、JPG、GIF不同格式的图像文件音频文件WAV、MP3、MID 不同格式的声音文件整理课件整理课件23文件属性 文件大小、文件大小、 占用空间、占用空间、 文件建立或修改的日期与时间、文件建立或修改的日期与时间、 所有者信息所有者信息 重要的属性有： 只读：文件只能读，不能修改或删除 隐藏：在一般的情况下不显示 存档：任何一个新创建或修改的文件都有存档属性。 当用“附件”下“系统工具”组中的“备份”程序备份后， 存档属性消失。整理课件整理课件24文件操作

14、 一个文件中所存储的可能是数据，也可能是程序的代码，一个文件中所存储的可能是数据，也可能是程序的代码，不同格式的文件通常都会有不同的应用和操作。不同格式的文件通常都会有不同的应用和操作。文件的常用操作有：v 建立文件v 打开文件v 写入文件v 删除文件v 属性更改整理课件整理课件252. 2. 目录结构目录结构 硬盘划分成几个逻辑上独立的区域，这些磁盘分区被称为卷。硬盘划分成几个逻辑上独立的区域，这些磁盘分区被称为卷。硬盘分区目的：& 便于管理磁盘上的众多文件& 安装不同的系统， 如Windows XP、Linux等 操作: 控制面板管理工具 计算机管理磁盘管理演示：计算机管理

15、整理课件整理课件26Windows其它操作系统磁盘分区磁盘分区格式化格式化使用使用格式化目的： 把磁道划分成一个个扇区，每个扇区占每个扇区占512B512B 安装文件系统，建立根目录整理课件整理课件27树状结构 根目录根目录WindowsUserSystem32Notepad.exeTest.docData.mdbMspaint.exeExplorer.exe 目录路径目录路径 绝对路径：绝对路径：从根目录开始，依序到该文件之前的名称。 相对路径：相对路径：从当前目录开始到某个文件之前的名称。例如： C:WindowsSystem32Notepad.exe C:UserTest.doc .Us

16、erData.mdb （当前目录为System32 ）目录结构像一颗倒置的树，树根为根目录，树中每一个分枝为子目录，树叶为文件。整理课件整理课件28WindowsWindows中的树型结构中的树型结构 桌面为根桌面为根编程时：根目录是指逻辑驱动器的根目录整理课件整理课件293. Windows3. Windows文件系统文件系统WindowsWindows支持三种文件系统：支持三种文件系统：FATFAT、FAT32FAT32和和NTFSNTFS。 FATFAT： 只能支持512MB以下的容量，目前用在软盘和移动硬盘。 FAT32FAT32：卷最大容量2TB，不支持512MB以下的卷。用在硬盘分

17、区。 NTFSNTFS：兼顾了磁盘空间的使用与访问效率，提供高性能、安全性、 可靠性和许多FAT或FAT32没有的高级功能的文件系统。 光盘文件系统：CDFS，UDF整理课件整理课件304. 4. 文件系统实例文件系统实例 : FAT(: FAT(软盘软盘) ) 在格式化时，在软盘上建立4个区域： 引导记录(引导扇区)：位于0面0道1扇区，由引导程序和磁盘信息组成 文件分配表(FAT)：记录文件数据的链接关系；串联；000至FFF 文件目录表(FDT)：记录文件的基本信息：文件名、起始簇号、文件大小 数据区(DATA)：存放文件数据的地方，簇号从002开始 扇区：读扇区：读/ /写磁盘的基本单

18、位写磁盘的基本单位 簇：由连续的若干个扇区组成簇：由连续的若干个扇区组成 ，文件系统以，文件系统以“簇簇”为基本单位分配为基本单位分配 1.44MB软盘：一簇一个扇区 硬盘：一簇有4、8、16或更多的扇区 整理课件整理课件31例如： 当用户访问Test.txt时，操作系统 首先读出FDT表， 然后读出FAT表， 最后从数据区中读出文件占用的簇中数据。整理课件整理课件324.1.5 设备管理设备管理 1. 1. 设备驱动程序设备驱动程序 使用设备之前，该设备的驱动程序必须被安装。 操作系统提供标准框架(可用),设备厂家提供驱动程序(如何用) 。2. 2. 即插即用（即插即用（Plug and P

19、layPlug and Play，简称，简称PnPPnP） 指把设备连接到计算机上后无需手动配置可以立即使用。 即插即用技术需要设备和操作系统的支持。 1995年以后生产的设备基本上是即插即用。3. 3. 通用即插即用通用即插即用UPnPUPnP 让计算机自动发现和使用基于网络的硬件设备，网络打印机、 Internet网关和消费类电子设备。 实现“零配置”和“隐性”的联网过程。99年推出。整理课件整理课件334.4.集中、统一管理集中、统一管理 对各类设备的管理界面 操作：(控制面板系统硬件设备管理器)5. 5. 提高使用效率提高使用效率 通道和缓冲 缓冲区： 介于两个设备或设备与应用程序之间

20、传递数据的内存区域。 提供给不同速度的设备之间传递数据。 高速缓存： 一种特殊作用的内存整理课件整理课件344.2 Linux操作系统操作系统 4.2.1 Linux 简介简介 源代码开放源代码开放 与与UnixUnix兼容的兼容的3232位操作系统位操作系统 提供了完整的网络集成提供了完整的网络集成 通常包含很方便的通常包含很方便的InternetInternet或或IntranetIntranet服务器设置服务器设置 可以用来很好地组建可以用来很好地组建LANLAN 是一个十分优秀的开发平台是一个十分优秀的开发平台 具有大量的应用软件具有大量的应用软件整理课件整理课件35现有发行版本：现有

21、发行版本：n Redhatn Turbo Linuxn SUSE Linuxn Ubuntu Linuxn 国产版本：n 红旗Linuxn 蓝点Linuxn 整理课件整理课件364.2.2 命令提示符界面下常用命令命令提示符界面下常用命令 1查看文件信息查看文件信息格式：ls -al 目录目录 （-a 显示所有文件，-l显示文件的详细信息）例如：ls -al /tmp 显示tmp目录下所有文件的详细信息 ls s* 列出目录中以字母s打头的全部非隐藏文件2改变当前目录路径改变当前目录路径格式：cd 目录目录例如：cd /tmp 进入tmp目录 cd . 返回到上一层目录 cd ./. 返回到当

22、前目录的上两层 cd 返回到当前用户的根目录3显示当前所在目录显示当前所在目录格式：pwd 显示当前工作目录的绝对路径整理课件整理课件374新建空目录新建空目录格式：mkdir 目录目录例如：mkdir DIR 建立一个名为DIR的空目录5复制文件复制文件格式：cp 源文件源文件 目标文件目标文件例如：cp /etc/yp.conf /Desktop/myfile 复制etc目录下的yp.conf文件到Desktop目录下，并且更名为myfile6查看文件内容查看文件内容格式：cat 文件名文件名例如：cat myfile 显示myfile文件的内容整理课件整理课件387分页显示文件内容分页显

23、示文件内容格式：more 文件名文件名例如：more myfile 分页显示myfile文件的内容8删除目录删除目录格式：rmdir 目录目录例如：rmdir DIR 删除名为DIR的空目录 9删除文件删除文件格式：rm -r 目录或文件名目录或文件名说明：-r表示将整个目录以及目录中的文件全部删除。例如： rm testfile 删除文件testfile整理课件整理课件394.2.3 Linux常用系统命令常用系统命令 命令命令简要说明简要说明date显示和设置系统日期和时间ifconfig显示和设置网络接口的地址和参数passwd改变用户口令find查找文件ps ax查询当前进程kill杀

24、掉一个进程top实时显示系统当前进程和资源占用状况uptime显示系统运行时间、在线用户数目和平均负载free查看当前系统内存的使用情况reboot立即重新启动系统halt关闭系统man显示在线帮助手册整理课件整理课件401 1操作系统的主要功能是什么？操作系统的主要功能是什么？2 2什么是进程？进程与程序有什么区别？什么是进程？进程与程序有什么区别？3 3什么是线程？线程与进程有什么区别？什么是线程？线程与进程有什么区别？4 4虚拟内存的作用是什么？虚拟内存的作用是什么？5 5绝对路径与相对路径有什么区别？绝对路径与相对路径有什么区别？6 6 什么是即插即用？即插即用有什么特点？什么是即插即用？即插即用有什么特点？7 7请简述请简述WindowsWindows支持的三个文件系统：支持的三个文件系统：FATFAT、FAT32FAT32、NTFSNTFS。8 8在在Windows XPWindows XP中，应用程序的扩展名有哪些？中，应用程序的扩展名有哪些？思考题思考题整理课件整理课件411操作系统是用于管理和控制计算机所有硬件和软件资源的一组程序，操作系统是用于管理和控制计算机所有硬件和软件资源的一组程序，下面不属于它的主要功能的是：下面不属于它的主要功能的是： _ 。 A. 处理机管理 B. 存储