第3章操作系统的基本功能

1、1操作系统基础操作系统基础操作系统概述操作系统概述操作系统基本功能操作系统基本功能Windows7使用使用 操作系统的基本功能冯冯诺依曼计算机的组成诺依曼计算机的组成存储器存储器数据流数据流控制流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器 处理器管理 存储管理 文件系统 设备管理处理器处理器 程序管理 存储管理 文件系统 磁盘管理本章本章一、处理器管理一、处理器管理 1.1. 单道程序系统单道程序系统: : 任何时刻内存中只有一道程序。任何时刻内存中只有一道程序。 一个程序的运行完全结束后才能运行下一个程序一个程序的运行完全结束后才能运行下一个程序任务：有效地、合理地分配任务：有效地、

2、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：演示：单道程序系统单道程序系统2. 2. 多道程序系统：多道程序同时在执行多道程序系统：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：特点： 多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序多道：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：同时在执行宏观上并行：同时在执行 微观上串行：各程序轮流地占有微观上串行：各程序轮流地占有CPUCPU，交替执行，交替执行演示：演示：多道程序系统多道程序系统 程序程序 程序是文件的形式存放在外储存器。程序是文件

3、的形式存放在外储存器。 运行一个程序，首先将程序文件从外存储器被调入内存才能运行。运行一个程序，首先将程序文件从外存储器被调入内存才能运行。 进程进程 一个正在执行的程序一个正在执行的程序 进程是一个程序与其数据一道进程是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。在计算机上顺序执行时所发生的活动。3. 3. 程序、进程和线程程序、进程和线程 进程的状态和调度进程的状态和调度 就绪状态就绪状态 除了除了CPUCPU，所有的资源都拥有了，所有的资源都拥有了 执行状态执行状态 在在CPUCPU上运行上运行 挂起状态挂起状态 进程因等待某个事件而暂停执行时的状态进程因等待某个事件而暂停执

4、行时的状态 进程和线程的区别进程和线程的区别 程序是一个静态的概念，进程是一个动态的概念。程序是一个静态的概念，进程是一个动态的概念。 程序可以脱离机器长期保存，进程是执行着的程序程序可以脱离机器长期保存，进程是执行着的程序 一个一个程序可多次执行并产生多个不同的进程。程序可多次执行并产生多个不同的进程。分配到了所需资源除了CPU以外，所需要的所有资源都分配了缺少资源等待某个资源，如打印机演示：演示：多道程序系统多道程序系统 线程线程 目的：充分共享共源，减少内存开销目的：充分共享共源，减少内存开销 提高并发性，切换速度相对较快提高并发性，切换速度相对较快 目前许多操作系统把进程再目前许多操作

5、系统把进程再“细分细分”成线程成线程( (threads) 在在UNIX中，进程仍然是中，进程仍然是CPU的分配单位的分配单位 在在Windows中，线程是中，线程是CPU的分配单位的分配单位二、存储管理二、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。 存储管理主要功能有下面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1.1.虚拟内存虚拟内存 用硬盘空间模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Win

6、dows 7： 控制面板系统和安全控制面板系统和安全 系统高级系统设置高级设置系统高级系统设置高级设置 高级更改高级更改 页面文件是页面文件是pagefile.sys 演示：演示：虚拟内存虚拟内存演示：观察当前计算演示：观察当前计算 机上虚拟内存情况机上虚拟内存情况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

7、虚拟内存虚拟内存交换交换在在CPU上运行的进程上运行的进程肯定要在肯定要在RAM中中11三、文件系统三、文件系统 负责管理和存取文件信息的部分称为文件系统或信息管理系统负责管理和存取文件信息的部分称为文件系统或信息管理系统 为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法，为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法，有了文件系统：有了文件系统： 实现了按名访问实现了按名访问 不必考虑各种外存储器的差异，不必考虑各种外存储器的差异， 不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放的不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放的 1目录结构目录结构 树状结构树状结构 树根：根目录树根：根目录

8、树枝：文件夹树枝：文件夹 树叶：文件树叶：文件 2文件路径文件路径 绝对路径：从根目录开始绝对路径：从根目录开始相对路径：从当前目录开始相对路径：从当前目录开始绝对路径：绝对路径： Notepad.exeC:WindowsSystem32Notepad.exe Test.docC:UserTest.doc。相对路径：相对路径： 假定当前目录为假定当前目录为System32， Data.mdb.UserData.mdb注：注：. 表示上一级目录表示上一级目录 3文件系统文件系统 FAT MS DOS采用的文件系统，采用的文件系统， 最多支持最多支持512MB 用在软盘和移动硬盘上。用在软盘和移动

9、硬盘上。 FAT32 可支持达可支持达8TB的卷的卷 不能支持不能支持512MB以下的卷以下的卷 因此用在硬盘分区上。因此用在硬盘分区上。 NTFS 高性能、安全性、可靠性高性能、安全性、可靠性 例如文件和文件夹权限、加密、磁盘配额等高级功例如文件和文件夹权限、加密、磁盘配额等高级功 当系统故障或误删除恢复好。当系统故障或误删除恢复好。 exFAT 扩展扩展FAT FAT32不支持不支持4G及其更大的文件及其更大的文件 对于闪存，对于闪存，NTFS文件系统文件系统14四、磁盘管理四、磁盘管理1 1磁盘分区与创建逻辑驱动器磁盘分区与创建逻辑驱动器 分区目的：分区目的： 硬盘容量很大，为便于管理硬

10、盘容量很大，为便于管理 安装不同的系统，如安装不同的系统，如Windows、Linux等等不可以细分不可以细分可以细分可以细分磁盘分区磁盘分区创建逻辑驱动器创建逻辑驱动器使用使用格式化格式化Windows XP分区分区注：注：Windows7Windows7中可以创建中可以创建3 3个主分区个主分区 只有创建了只有创建了3 3个主分区才能建后面的逻辑驱动器个主分区才能建后面的逻辑驱动器Windows 7分区分区16控制面板管理工具创建并格式硬盘分区控制面板管理工具创建并格式硬盘分区172. 2. 磁盘格式化磁盘格式化 格式化的目的格式化的目的 把磁道划分成一个个扇区，每个扇区把磁道划分成一个个扇区，每个扇区512个字节。个字节。 安装文件系统，建立根目录。安装文件系统，建立根目录。 注意：格式化磁盘会丢失磁盘上所有信息注意：格式化磁盘会丢失磁盘上所有信息 两类磁盘不能格式化两类磁盘不能格式化 磁盘不能处于写保护状态。磁盘不能处于写保护状态。 磁盘上不能有打开的文件磁盘上不能有打开的文件 容量容量文件系统文件系统 FAT FAT32 NTFS文件占用磁盘空间的文件占用磁盘空间的基本单位基本单位NTFS时可选择；时可选择；其余只用缺省值其余只用缺省值。卷的名称卷的名称3. 3. 磁盘碎片整理磁盘碎片整理 磁盘碎片：文件碎片，