计算机操作系统

1、操操 作作 系系 统统操作系统的功能操作系统的功能系统资源管理l处理器管理l存储器管理l外部设备管理l硬硬件件l软软件件l文件（以文名）l作业及进程由此可见由此可见操作系统作用操作系统作用: :用于管理和控制计算机用于管理和控制计算机所有的所有的硬件和软件资源硬件和软件资源的一组程序的一组程序: 计算机硬件与其它软件的接口，管理系统中的各种资源计算机硬件与其它软件的接口，管理系统中的各种资源: 用户和计算机的接口，为用户提供了良好的界面用户和计算机的接口，为用户提供了良好的界面 裸机裸机操作系统操作系统应用程序应用程序用户主要功能主要功能(P142)： 处理机管理处理机管理 存储管理存储管理

2、设备管理设备管理 信息信息(文件文件)管理管理 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最终用户最终用户系统用户系统用户OS对资源的管理主要体现在对资源的管理主要体现在(P138):记录资源的使用情况记录资源的使用情况确定资源分配策略确定资源分配策略实施资源分配实施资源分配回收资源回收资源由由OSOS自我自我决策信息决策信息的过程的过程常见操作系统常见操作系统_DOS(磁盘操作系统磁盘操作系统)DOS界面界面2）常见操作系统常见操作系统_ Windows 图形用户界面图形用户界面(GUI)，1985年开始。年开始。因其能兼容早因其能兼容早期期DOSDOS下的程序，并提供友好的界

3、面和方便的操作，下的程序，并提供友好的界面和方便的操作，成为目前装机率最高的一款操作系统。成为目前装机率最高的一款操作系统。(P74)(P74) Windows 98Windows NTWindows 2000Windows VistaWindows7Windows8Windows xp用于低档用于低档PCPC用于高档服务器用于高档服务器智能手机操作系统u 目前三足鼎立： GoogleGoogle的的Android(Android(安卓安卓) ) 苹果的苹果的iOSiOS 微软的微软的Windows PhoneWindows Phoneu 以往其他操作系统 诺基亚诺基亚SymbianSymbi

4、an（塞班）（塞班） Windows MobileWindows Mobile再认知操作系统的功能再认知操作系统的功能处理机管理处理机管理 (P139)(P139)任务：有效地、合理地分配任务：有效地、合理地分配CPUCPU的时间的时间单道程序系统单道程序系统: : 任一时刻只允许一个任一时刻只允许一个程序在系统中执行程序在系统中执行 时间时间tCPU程序程序A程序程序B程序程序C程序程序计算机内存计算机内存特点特点: :进入内存一个进入内存一个程序程序, ,处理一个程序处理一个程序多道程序系统多道程序系统: :多道程序同时在执行多道程序同时在执行程序程序A A程序程序C C程序程序A A程序

5、程序B B程序程序C C程序程序C CCPUCPU时间时间t t引入多个进程的目的引入多个进程的目的-提高处理效率提高处理效率程序程序1 1程序程序n n计算机内存计算机内存多道程序同时进驻内存多道程序同时进驻内存多道程序系统的重要特点多道程序系统的重要特点多道多道：计算机内存中同时存放了几道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序相互独立的程序宏观上并行宏观上并行：同时在执行：同时在执行 微观上串行微观上串行：各程序轮流地占有：各程序轮流地占有CPUCPU，交替执行交替执行进程(p140)进程基本特征进程基本特征 动态性动态性 进程有一定的生命期进程有一定的生命期程序执行结束程序执行结束,

6、 ,进程消失进程消失 并发性并发性 系统中可以同时有几个进程在活动系统中可以同时有几个进程在活动 独立性独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位能独立运行的基本单位，资源分配基本单位 异步性异步性 进程按异步方式运行，各自独立进程按异步方式运行，各自独立. .一个进程什么时候一个进程什么时候被被CPUCPU执行、执行多少时间由执行、执行多少时间由OSOS决定决定. .进程：程序的一次执行过程进程：程序的一次执行过程 （演示（演示 任务管理器）任务管理器） 同一个程序同时被执行多次同一个程序同时被执行多次, ,系统将为之创建多个进程系统将为之创建多个进程进程的状态和调度进程的状态和调度(p

7、138)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u如打印机如打印机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如打印机如打印机u除了除了CPUCPU以外，所需要以外，所需要的所有资源都分配了的所有资源都分配了缺少资源缺少资源进程在整个生命周期内有三种状态：就绪、进程在整个生命周期内有三种状态：就绪、执行、挂起状态执行、挂起状态程序正在执行程序正在执行单单CPUCPU多多CPUCPU时间片用完时间片用完新建新建CPURAMI/OI/O设备设备外存外存ABDBCB(1)取指令取指令(2)分析

8、指令分析指令(3)执行指令执行指令(4)为下一指为下一指令做准备令做准备CPUCPU与内存的关系与内存的关系程序计数器程序计数器0100H操作码地址码操作码地址码 07H 0270H译码器译码器操作控制线路操作控制线路累加器累加器算术、逻辑运算部件算术、逻辑运算部件程序区数据区运算器运算器控制器控制器指令寄存器指令寄存器内存储器内存储器起始地址起始地址自动加自动加指令的执行过程指令的执行过程内存储器内存储器的访问过程的访问过程1110110111001101100011011110110111101001111011011110110111101101111011011110110111101

9、1011110110110001101110011011000110111101101地址地址000100011000000010000000地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线线程（threads） u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（通过任务管理器观，一个进程可再分为多个线程（通过任务管理器观察）察）u线程又称为轻量级的进程（线程又称为轻量级的进程（lightweight threadslightweight threads，简称，简称LWPLWP）u传统进程可认为重量级线程（传统进程可认为重量级线程（weight threadsweight thre

10、ads，简称，简称LWPLWP） 网上聊天网上聊天用户用户计算机计算机发送方发送方计算机计算机接受方接受方输入文字输入文字网络网络用一个线程来负责接受和发送数据用一个线程来负责接受和发送数据线程线程（threads） uUNIXUNIX：进程是：进程是CPUCPU的分配单位的分配单位 uWindowsWindows：线程是：线程是CPUCPU的分配单位的分配单位线程线程u核心级线程核心级线程直接由直接由OSOS产生，在核心空间运行产生，在核心空间运行u用户级线程用户级线程由用户创建。（优先级高）由用户创建。（优先级高）线程与进程的结构差异线程与进程的结构差异(P141)u引入线程的优点：引入线

11、程的优点： 充分共享共源充分共享共源 减少内存开销减少内存开销 提高并发性提高并发性 切换速度相对较快切换速度相对较快任务管理器的作用任务管理器的作用温馨提示温馨提示: :启动方法启动方法:Del+Alt+Ctrl或任务栏使或任务栏使用快捷菜单用快捷菜单任务管理器的作用任务管理器的作用用来管理计算机进程或者查用来管理计算机进程或者查看计算机实时的工作状态看计算机实时的工作状态 1.1.taskmgr.exetaskmgr.exe-任务管理器任务管理器IEXPLORE.EXE- IEXPLORE.EXE- IEIE浏览器浏览器soundman.exe- soundman.exe- 声卡声卡2.2

12、.igfxtray.exeigfxtray.exe- - 显卡显卡3.3.alg.exealg.exe-是微软自带的程序是微软自带的程序, ,用于处理微软用于处理微软WindowsWindows网络连接共享和网络连接防火墙网络连接共享和网络连接防火墙 4.4.rundll32.exerundll32.exe-用于在内存中运行用于在内存中运行DLLDLL文件文件5.5.spoolsv.exespoolsv.exe-用与将打印机的任务发送给本用与将打印机的任务发送给本地打印机地打印机认识常见进程认识常见进程6.svchost.exe6.svchost.exe- - 微软操作系统的系统程序，微软操作

13、系统的系统程序，用于执行用于执行DLLDLL文件，也可能是病文件，也可能是病 毒，会毒，会导致计算机关机导致计算机关机7.lsass.exe7.lsass.exe- - 是关于微软安全机智的系统进是关于微软安全机智的系统进程程8.ctfmon.exe8.ctfmon.exe-ctfmon.exe-ctfmon.exe是是OfficeOffice产品套装产品套装的一部分，是有关输入法的一个可执行程序的一部分，是有关输入法的一个可执行程序 9.realsched.exe9.realsched.exe- - 是是realplayerrealplayer的程序，的程序， 认识目的认识目的- -分析机器

14、异常的分析机器异常的原因原因, ,特别是病毒程序特别是病毒程序1.强制中断程序强制中断程序 当运行的程序无法正常关闭时当运行的程序无法正常关闭时操作方法：操作方法：, ,在在“应用程序或进程应用程序或进程”选项选项卡中选中相应进程，点击卡中选中相应进程，点击“结束任务或结束任务或进程进程 运用技巧举例运用技巧举例若还不能够结束进程若还不能够结束进程,可利用可利用DOS命令命令win7操作系统强制结束命令：操作系统强制结束命令：“taskkill /im 映映像名称像名称.exe /f（如（如taskkill /im notepad.exe /f ）Win2000之上版本之上版本:ntsd -c

15、 q -p pid 或或ntsd -c q -pn *.exe 2.替代替代运行运行命令命令当运行对话框被屏蔽掉或当运行对话框被屏蔽掉或explorer.exe被删除被删除时使用时使用操作方法：操作方法：文件文件新建任务新建任务，弹出，弹出创建新任务创建新任务窗口窗口3.快速刷新注册表快速刷新注册表 需重新启动时需重新启动时(如安装软件等如安装软件等), 重重启目的是让注册表更新启目的是让注册表更新操作方法：在操作方法：在“进程进程”选项卡中选择选项卡中选择“explorer.exeexplorer.exe“| |”结束进程结束进程”。再通过。再通过“创建新任务创建新任务”运行运行explor

16、er.exe explorer.exe 4.优化游戏运行优化游戏运行 玩玩3D游戏时游戏时,有卡机现象有卡机现象,关闭游戏以外的所有关闭游戏以外的所有程序，节省内存开销，结束程序，节省内存开销，结束explorer.exe进进程程操作方法：打开操作方法：打开 文件文件新建任务新建任务 ，然，然后点击后点击 浏览浏览 按钮进入游戏目录载入游按钮进入游戏目录载入游戏主程序戏主程序 存储管理存储管理 计算机内存是计算机内存是CPUCPU可以直接存取的存储器。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操作系统的存储管理主要功能有下面4 4个方面个方面: :1.1.虚拟内存虚拟内存-用硬盘

17、空间模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 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真正内存真正内存虚拟内存虚拟内存内存空间内存空间在在Windows安装时创建安装时创建 ： pagefile.sys 默认为默认为RAM 的的 1.5左右左右 可调整可调整 “我的电脑我的电脑”快捷菜单中选择快捷菜单中选择“属属性性”命令，再选择命令，再选择“高级高级”，再在，再在“性能性能”中选择中选择“设置设置”命令命令最大容量与最大容量与CPUCPU的寻址能力有关的寻址能力有关 3232位位CPUCPU最大可达

18、最大可达4GB4GB。u微机中内存容量常为微机中内存容量常为512MB512MB，但还是不能满足需，但还是不能满足需求，通过求，通过OSOS根据需求负责根据需求负责进行内外存的信息交换。进行内外存的信息交换。页面页面文件文件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，提高系统速度多个进程共享存储器，分配、释放存储器多个进程共享存储器，分配、释放存储器 进程需要的存储空间是变化的进程需要的存储空间是变化的调进或调出进程调进或调出进程移动进程移动进程进程进程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CPU上运行的进

19、程上运行的进程肯定要在肯定要在RAM中中3. 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防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 OSOS采用了软件和硬件结合的保护措施采用了软件和硬件结合的保护措施 u在编程时，编程者无法知道程序将要放在内存空间的哪在编程时，编程者无法知道程序将要放在内存空间的哪一个地址运行。一个地址运行。文件是存放在外存上的一组相关信息的集合文件是存放在外存上的一组相关信息的集合按名存取按名存取文件基本属性文件基本属性 文件名：文件名

20、文件名：文件名. . 扩展名扩展名 文件类型文件类型 文件属性文件属性只读、隐藏、存档属性只读、隐藏、存档属性 文件文件操作操作见名知义见名知义Iexplore.exe 1. 1. 文件基本概念文件基本概念文件管理文件管理 常见文件常见文件类型类型2. 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。-主分区和逻辑分区主分区和逻辑分区,均有盘符均有盘符.硬盘分区硬盘分区目的：目的：& 便于管理磁盘上的众多文件便于管理磁盘上的众多文件& 安装不同的系统，如安装不同的系统，如Windows XP、L

21、inux等等 卷的管理卷的管理 u安装时安装时通过安装程序来建立、删除或格式化主分区通过安装程序来建立、删除或格式化主分区和逻辑分区和逻辑分区u计算机管理器计算机管理器分区后不能直接使用分区后不能直接使用, ,必须格式化必须格式化. .其目的其目的: :u划分扇区划分扇区(512B);(512B);u安装文件系统安装文件系统启动启动”计算机管理器计算机管理器”管理磁盘的方法管理磁盘的方法: :u控制面板控制面板| |管理工具管理工具| |计算机管理计算机管理; ;u开始开始| |运行运行, ,在在”运行运行”界面输入界面输入MMC,MMC,在在”计算计算机管理器机管理器”打开打开Compmgm

22、t.mscCompmgmt.msc文件文件. .磁盘分区的方法磁盘分区的方法2.用用Win XP自带自带“磁盘管磁盘管理理”进行分区操作进行分区操作 1. 用专用软件用专用软件Norton PartitionMagic 分区分区一、磁盘数据的恢复一、磁盘数据的恢复文件管理技巧文件管理技巧1.为什么要讨论数据恢复为什么要讨论数据恢复?现实世界中丢失数据太多；现实世界中丢失数据太多；每个人必须具备的技能每个人必须具备的技能温馨提示：应该以多途径备份的方法，温馨提示：应该以多途径备份的方法，尽量确保数据不要丢失尽量确保数据不要丢失2.哪些情况要进行数据恢复哪些情况要进行数据恢复?磁盘的数据恢复是在磁

23、盘的数据恢复是在磁盘发生故障而不磁盘发生故障而不能读取数据能读取数据或是或是人为操作失误人为操作失误(如格式化如格式化)及病毒侵袭及病毒侵袭造成硬盘分区或是数据丢失造成硬盘分区或是数据丢失 磁盘一旦出现问题或误操作后，磁盘一旦出现问题或误操作后，不能够再进行任何不能够再进行任何“写写”操作，以确操作，以确保分区数据不受到破坏保分区数据不受到破坏原因：原因：硬盘的磁道、硬盘的磁道、扇区、柱面扇区、柱面柱面扇区磁道硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面托力使磁头悬浮在

24、盘面上而不接触盘面硬盘容量视具体类型而定硬盘容量视具体类型而定硬盘片硬盘片读写磁头读写磁头硬盘结构硬盘结构移动存储产品 磁光技术移动存储磁光技术移动存储产品产品磁盘技术与光技术结合 Flash存储设备存储设备 闪存芯片为存储介质采用USB的接口可擦写100万次以上 软盘情况软盘情况3.53.5英寸软盘的存储容量英寸软盘的存储容量8080磁道磁道1818扇区扇区2 2面面5125121.44MB1.44MB1 1） 引导记录引导记录 引导扇区，引导扇区，0 0面面0 0道道1 1扇区，扇区，2 2） 扇区：读写磁盘的基本单位扇区：读写磁盘的基本单位 簇：由连续的若干个扇区组成簇：由连续的若干个扇

25、区组成 ，以以“簇簇”为基本分配为基本分配 1.44MB1.44MB软盘：一簇一个扇区软盘：一簇一个扇区硬盘：一簇有硬盘：一簇有4 4、8 8、1616或更多的扇区或更多的扇区 3 3） 链式存储链式存储文件分配表（文件分配表（FATFAT）、文件目录表）、文件目录表格式化的作用格式化的作用为快速理解文件系统，以为快速理解文件系统，以FAT文件系统文件系统（软盘）实例（软盘）实例文件分配表文件分配表-以簇为单位分配以簇为单位分配0面面0道道1扇区扇区文件目录表文件目录表簇由若干扇区组成，软盘是一个簇由若干扇区组成，软盘是一个簇一个扇区簇一个扇区FAT记录文件占用的各簇之间的链接信息记录文件占用

26、的各簇之间的链接信息150FDT记录文件有关信息记录文件有关信息Text.txtText.txt的存放位置的存放位置(1)硬盘维修和硬盘数据恢复的区别硬盘维修和硬盘数据恢复的区别 硬盘数据恢复硬盘数据恢复 硬盘维修硬盘维修:将故障硬盘恢复到正常状态。将故障硬盘恢复到正常状态。数据是否可以保全、是否完整不能确保，数据是否可以保全、是否完整不能确保，且通常维修后要进行初始化处理。且通常维修后要进行初始化处理。硬盘数据恢复硬盘数据恢复：期待将数据完整的读取出：期待将数据完整的读取出来，即使硬盘完全报废也可恢复数据来，即使硬盘完全报废也可恢复数据(2)硬盘的常见故障硬盘的常见故障 逻辑故障逻辑故障文件

27、系统破坏。文件系统破坏。物理故障物理故障电路故障；固件电路故障；固件( (如固化如固化软件软件) )；磁头电机损坏；盘片损坏；磁头电机损坏；盘片损坏人为破坏人为破坏人为删除文件人为删除文件病毒破坏病毒破坏-病毒导致盘锁死。遵循病毒导致盘锁死。遵循先恢复，再杀毒先恢复，再杀毒 处理方法：处理方法：逻辑故障或人为或病毒逻辑故障或人为或病毒 软件和技术手段将数据从磁盘上提取软件和技术手段将数据从磁盘上提取进行。进行。物理故障物理故障 提供专门维护机构或厂家维修提供专门维护机构或厂家维修3. 数据恢复的软件数据恢复的软件?EasyRecovery Final Data U盘数据恢复盘数据恢复 U U盘，全称盘，全称“USBUSB闪存闪存盘盘”（“USB flash