cWindows操作系统核心技术

Windows操作系统

核心技术西北工业大学计算机学院周兴社谷建华倪红波张凯龙参考教材尤晋元等，Windows操作系统原理，机械工业出版社，2001DavidA.Solomon,WindowsNT技术内幕，清华大学出版社，1999年7月本课程内容含盖操作系统原理课程的全部理论内容以及Windows2000/XP操作系统构成的各个方面10讲的内容依次是：第1讲操作系统概述第2讲Windows2000／XP的体系结构第3讲进程管理第4讲存储管理第5讲文件系统第6讲I/O系统第7讲网络第8讲应用程序设计第9讲驱动程序设计第10讲windows安全操作系统概述发展与分类计算机系统结构与特点定义

按人的要求接收、存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果的机器系统。特点计算、判断、存储、精确、快速、通用、易用、联网组成硬件、软件计算机系统概观计算机系统(层次结构)软件硬件及固件（裸机）应用软件系统软件编辑软件，编译软件操作系统

计算机组织指运算器、存储器、控制器、I/O部件间的相互连接作为计算机系统结构的逻辑和物理实现，任务是提高性价比，实现计算机在指令级的功能和特性；计算机系统结构从程序设计人员角度看到的计算机属性，处于机器语言级；存储程序原理是了解计算机组织的关键基于此构造的计算机称为存储程序计算机（冯.诺伊曼机）基本点：指令驱动，即程序由指令组成，并和数据一起存放在计算机存储器中地位：紧贴硬件之上，其它软件之下，是其他软件的共同环境定义：系统软件，程序模块的集合，资源管理和用户接口功能应用用户应用开发人员操作系统开发人员计算机硬件操作系统系统工具用户应用操作系统概念操作系统特征并发性多程序同时推进单CPU环境用户程序之间、用户程序与操作系统之间多CPU环境宏观、微观并发分布式环境多计算机并存共享性系统的各种资源共享随机性运行状态不确定要求操作系统设计与实现要充分考虑各种可能操作系统作用OS是计算机硬件、软件资源的管理者管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）；管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）。OS是用户使用系统硬件、软件的接口系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）；系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。OS是扩展机(extendedmachine)/虚拟机(virtualmachine)。在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）；合理组织工作流程：作业管理、进程管理。几项重要功能进程管理主要是对处理器进行管理解决处理器实施分配调度策略；协调多道程序间的关系存储管理管理内存资源内外存结合实现虚拟存储器，解决内存不够问题文件管理信息资源以文件方式存放在外存方便、安全的访问作业管理为用户提供使用机器的手段设备管理管理所有I/O设备及其支持设备引入租操作求系统甲的目详标有效蔽性（系榨统管相理人派员的完观点献）管理仅和分险配硬绘件、特软件墨资源建，合除理地饱组织胖计算喉机的哈工作毕流程方便根性（用纷户的蜜观点脉）提供英良好螺的、暴一致乐的用肥户接壳口，烤弥补溪硬件切系统唤的类雕型和较数量息差别可扩烂充性（开贵放的齿观点孟）硬件宿的类锹型和泄规模夫、操招作系套统本粮身的冬功能阶和管具理策炸略、比多个躺系统兽之间泉的资筝源共刮享和绞互操事作操作奖系统插历史主要论讨论祖操作宴系统剩的外甩部特通征发展屑动力提高握资源环的利好用率撇和系愤统性致能：计算枣机发肤展的语初期茅，计械算机斯系统居昂贵国，用阅作集炎中计懒算方便低用户厦：用户惹上机贺、调那试程访序，劲分散幼计算窗时的左事务磨处理宾和非再专业省用户汤（商骆业和慌办公还、家呆庭）器件亦的发挥展：CP绒U的位校宽度早（指揪令和宴数据钉）、盾快速丈外存手工蚕操作集中残计算厉（计乐算中那心）己，计陪算机拴资源隙昂贵吃；用户持既是掩程序畅员，仿又是触操作语员；咬用户谈是计铲算机元专业蜓人员愈；编程携语言与：为全机器雄语言待；输入授输出辣：纸哑带或瓶卡片环；工作耽特点用户杨独占丘全机帜：不破出现碎资源业被其采他用呼户占摄用，环资源仍利用巩率低帐；CP计U等待玩用户府：计洲算前乡丰，手忙工装诊入纸肉带或累卡片础；计垄算完膝成后激，手暑工卸揉取纸固带或爱卡片珍；CP肝U利用疤率低借；提高吧效率笑的途描径专门寨的操里作员旅，批继处理批处邪理系锄统利用倘磁带铸把若阵干个丹作业煤分类扫编成笼作业解执行忙序列叹，每渣个批除作业障由一予个专夸门的格监督与程序贡（Mo碎ni蔬to偏r）自动挠依次厘处理愿。可假使用可汇编饭语言卡开发皮。批处辜理中曲的作果业的榴组成绳：用旗户程菌序、尚数据心、作槐业说拘明书吓（作再业控魔制语烈言）监督恢程序对发展厅为执距行系房诚统(e扮xe掩cu槽ti筝ve么s蛛ys埋te绣m)，常驻耍内存主要誉问题CP古U和I/枪O设备傅使用尖忙闲半不均沃（取吹决于克当前嫂作业巩的特桶性）犁。对计懂算为禽主的未作业使，外拐设空爪闲；对I/区O为主尖的作脖业，CP奥U空闲志；多道子批处材理系充统利用蔑多道握批处残理提朋高资禽源的农利用且率。多道倚批处惜理的绸运行宇特征多道熔：内忆存中值同时罪存放悦几个欢作业乳；宏观陆上并嫌行运院行：盯都处相于运日行状惯态，醋但都昏未运希行完册；微观还上串检行运统行：现各作颠业交礼替使稼用CP仙U；优点态：资源认利用残率高绳：CP拒U和内百存利首用率伏较高怒；作业率吞吐涨量大浴：单彩位时险间内扑完成剂的工稻作总青量大筛；缺点抽：用户绩交互轿性差累：整慈个作细业完辉成后钳或中付间出咸错时捞，才倘与用自户交棋互，暗不利膛于调词试和钳修改投；作业邻平均航周转承时间飞长：酬短作况业的锹周转纷时间耀显著畅增长纺；分时箱系统“分忠时”红的含脂义分掉时是习指多准个用煮户分耻享使疮用同盐一台池计算艘机。姥多个要程序炊分时缸共享蝴硬件忌和软循件资崖源。多个到用户厨分时倘：单个辰用户加使用键计算居机的安效率塔低，竿因而盐允许凡多个采应用羊程序框同时谜在内才存中肝，分研别服术务于砖不同捐的用钩户。桑有用渐户输矩入时垄由CP抵U执行泊，处漠理完舌一次曲用户赵输入乒后程子序暂智停，详等待滴下一抚次用厨户输糟入－－甜时走企时停前台廉和后脚台程颂序分光时：后台割程序暑不占丝式用终湾端输煮入输棚出，抬不与极用户便交互俱－－骡现在箱的图铁形用缸户界晌面(G晨UI芦)，除当统前交安互的冬程序(输入练焦点)之外将，其广他程耀序均炎作为域后台通常辫按时伸间片(t导im哨e穴sl生ic票e)分配监：各个范程序拜在CP功U上执辉行的叔轮换暗时间底。批处移理：交互递性差金－－中提高线对CP锹U利用航率；分时瓣处理睁：用户序与应灵用程棵序随塘时交鸡互，疏控制什程序兴运行丘，适告于商悠业和略办公袜事务处理抬－－拐缩短巩响应踏时间用高渠级语以言书桥写OSUn程ix特色不扶兼容宰，一确直困良难。可移紫植OS标准历出现隙：PO执SI誓X、SV前ID、XP肿G通用OS面向搁个人眠应用WI调ND件OW择S,摩L候IN粗UX两大王发展烛方向兄：宏族观、厨微观宏观文：大仙规模隶，分适布式微观呆：嵌芦入式操作京系统征分类批处毙理(B词at抢ch猴P宁ro誓ce袜ss沸in况g区Op驼er柴at谱io嚷n惰Sy尺st疮em连)分时(T恼im辉e卵Sh很ar鸽in捕g驳Op骡er酬at箭in薪g败Sy阔st披em挤)实时(R筋ea劝l岩Ti升me暗O忆pe械ra垮ti否ng库S吵ys悄te猾m)多处闪理(M划ul蛇ti路-p筹ro扯ce摇ss循or波O龙pe释ra晚ti杰ng停S坑ys授te烫m)嵌入欣式(E衬mb逝ed秒de贫d狭OS它)个人飞计算粪机OS像(搬Pe雄rs煮on释al抱O室S)NO吃S涝(刻Ne淋tw有or司k变Op雅er馅at株in摩g搁Sy慢st嘴em数)分布求式OS优(标Di蹄st政ri预bu凤te形d厉OS葡)批处疫理系带统中广作业阔处理统及状狂态单道(un必ip古ro靠gr探am健mi搭ng)和多宁道批姥处理既的比凳较多道疼程序厨系统扩和多投处理悬系统(m维ul咸ti僻pr泪oc邪es桑si踢ng杯s短ys才te缓m)的区氧别：扣前者木指多示个程中序同烦时在谊内存纳中交礼替运副行，门后者虎指多奔个处捷理器故。分时详系统端的特修征多路俩性：裕多个选用户攀同时耻工作亮。共享垃系统封资源废，提萝高了磁资源面利用驴率。节省务维护趟开支漠，可本靠性菠高：勿笨终削端－腐－至待今仍黑在使泪用。促进奏了计教算机州的普灵遍应淋用，井提高享资源倒利用迹率：糕远地签用户疫通过猎终端抽（较菌便宜冬）联脂机使钥用。独立翅性：芒各用倡户独始立操减作，毁互不吧干扰扰。交互跪性：湖系统管能及扔时对速用户着的操邪作进链行响狼应，闹显著艘提高刺调试闻和修协改程瓶序的哈效率锅：缩狂短了校周转泡时间日。分时炭系统胞的主漆要问危题及时饭接受套输入任：多请个I/爆O端口凤，设尸立多啦路缓改冲区及时夜响应幼：提高勒对换攻速度泊（快毫速外串存）伶、限制乏用户杨数目宏、缩短斩时间歌片（侨可能白引起蒸对换梁次数肤增多闲，开丢销增亿大，定程序社总运浇行时或间增姐大）减少订对换窄信息蔬量：可重团入代杜码(r当e-召en谦tr躺an屈t声co至de对)；请求锯页式袖存储谷管理火：只颤对换每部分万程序实时蠢系统院的特欲征实时戴时钟象管理共：提供达系统絮日期皱和时同间、唐定时艇和延盆时等蚁时钟含管理皇功能岔；过载雕保护辫：缓冲百区排折队，挤丢弃界某些笨任务详，动董态调众整任车务周袍期；过载誓是指腾进入超系统至的任董务数珍目超加出系播统的悦处理孩能力艰。高度包可靠稳性和归安全纠性：容错碎能力吊（如许故障微自动词复位引）和熊冗余吨备份停（双访机，困关键之部件娃）；实时弊操作隶系统绒主要钓用于刘过程似控制决、事往务处麻理等普有实半时要抖求的或领域修，其穗主要毅特征角是实申时性追和可掘靠性恒。实时额操作奇系统实时恋系统瘦与批访处理烤系统斩和分助时系举统的汤区别专用谱系统帖：许多掘实时效系统节是专互用系凡统，害而批成处理虾与分陕时系芳统通丛常是糕通用宅系统冤。实时择控制您：实时窑系统萄用于侄控制派实时债过程膝，要惜求对渗外部林事件弃的迅炸速响世应，胆具有圆较强葡的中验断处脾理机亩构。高可宝靠性奥：实时冬系统凯用于丹控制窄重要飞过程向，要卖求高旨度可民靠，绘具有通较高尸冗余会。如芒双机题系统破。事件袭驱动旧和队滩列驱本动：实时尤系统盯的工作心方式：接南受外伞部消唉息，爬分析电消息煌，调落用相元应处装理程惠序进摸行处熄理。可与通用饺系统结合轿成通峡用实临时系警统：实客时处宗理前锈台作婶业，异批处旺理为山后台修作业叹。多处絮理操患作系文统非对脉称式拿多处诊理(A跑sy词mm陆et杨ri池c麻Mu冠lt旨ip优ro惑ce日ss米in屑g,样A岩SM反P)：又称览主从葛模式(M凑as析te会r-托sl办av粘e起mo验de蓄)。主处城理器：只闻有一缴个，汤运行OS。管理箭整个环系统蚕的资任源，尚为从部处理凳器分织配任乓务；从处获理器系：可有候多个边，执竹行应愁用程尝序或I/久O处理市。特点温：不同逗性质泊任务棋的负载不均亡，可靠胜性不够密高，卸不易移植（通鱼常要侮求硬塑件也策是"非对沃称"）。对称裳式多团处理(S础ym慎me屿tr驾ic堡M紫ul丽ti爆pr预oc孔es斧si且ng某,疮SM筋P)OS交替与在各缩慧个处映理器爹上执休行。浴任务负载触较为模平均，性能水调节勿容易－－"傻瓜梨式"对称度多处浸理机刺与非下对称耗多处页理机啄的比种较网络定操作秀系统在通鲜用操获作系顽统功圈能的捐基础爪上提引供网批络通夺信和品网络鹿服务灯功能稿的操求作系弟统网络伐操作进系统圈为网辛上计斯算机公进行锡方便庭而有兵效的宁网络扔资源缴共享卧，提篮供网睁络用符户所植需各雀种服竞务的沙软件钓和相砖关规酬程的唉集合网络讯功能耽与操千作系祖统的仪结合到程度掌是网尚络操羊作系产统的重要头性能用指标早期药作法刺是通剃用操痒作系咐统附肝加网误络软热件，肆过渡船到网布络功杠能成桨为操乎作系各统的绒有机骆组成凶部分区别黄：网络僵功能炭的强巨弱、背使用叹是否抚方便例MS课O币S:MS净D兽OS斤,颗MS砌W负in眼do盖ws霉3艘.x烛,左Wi涂nd付ow荐s雷95倦,得Wi府nd馅ow羽s完NT绘,筐Wi猛nd袋ow荣s驰20液00UN正IX洽:BS拌D,椒S笔CO哄U眯NI俗X,青A减IX断,河So雁la滨ri室s,拼L原in节uxNO佣S:No只ve皇ll赠N雹et访wa创reRT尽OS标:Vx而Wo嫩rk想s,pS抱oS,皆Nu明cl剧eu猾s研究耐操作泼系统扑的几司种观另点软件违观点外在钟特性最：狱命令咏集、狮界面内在偷特性挪：具旁有一置般软爹件不墙具备享的特幸殊结袄构资源嘴管理屠观点分配矛、回职收、况竞争汗、保届护进程唱观点将操胖作系般统当室作若首干个禽可同羽时独虫立运联行的破程序-〉进程虚拟柿机屏蔽联硬件隐，多倘个层丘次服务塔提供恳者用户田角度Wi各nd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