计算机第三章操作系统

第3章操作系统操作系统的基本概念(*)常见操作系统简介Windows

7

使用基础Windows

7的基本资源与操作文件管理(*)Windows的磁盘管理(*)Windows

7的附件Windows

7控制面板Windows

7系统管理Windows

7的网络功能新一代的操作系统本章内容计算机系统平台现代通用的计算机系统由硬件和软件组成的。硬件是物理设备和器件的总称。硬件是用来完成信息变换、信息存储、信息传输和信息处理的物质基础。软件是计算机程序及相关文档的总称。软件是用来描述实现数据处理的规则和流程。没有安装任何软件的计算机被称为“裸机”，而裸机是无法进行任何工作的。3.1

操作系统的基本概念为什么要有操作系统？从用户角度来看，计算机系统应该是一个稳定的、便于操作的平台。在用户和计算机资源之间设置了操作系统。它是用户和计算机之间的纽带。3.1

操作系统的基本概念合理地组织的计现算象机。工作流程，控制程序的执行，方便”是3.1

操作系统的基“有本效”概是念指操作系统在3.1.1

操作系统定管义理资源方面要考虑到系统“运合行“理效”率是和指资操源作的系利统用率，操作系对统于是不指计要同人算尽的机机可用界系能户面地统程的提中序高的要处系理统机软的件利，是能有效地组织“和公管平易理用”用计率，性算，以、机让保易它系证学尽统系可中统能的不少软的硬空件转资，源，发生性“其和死他易锁的维”资护和源性“（。饥如饿内”存、硬盘等）则应该在保证访问效能并向用户提供各种的服前务提功下尽能可，能使地得减用少户浪能费够灵活、方便、有效地使用空计间算等机。，使整个计算机系统能高效运行的一组程序模块的集合。3.1.2

操作系统的功能系统软件、人机接口，它控制着计算机硬件和软件资源。3.1

操作系统的基本概念设备管理文件管理处理器管理存储管理作业管理功能3.1.2

操作系统功能五大功能：（1）作业管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理（5）处理机管理OS把用户请求计算机完成一项完整的工作称为一个作业，当有多个作业同时出现时，如何安排这些作业的执行顺序，就是作业管理。OS把用户请求计算机完成一项完整的工作称为一个作业，当有多个作业同时出现时，如何安排这些作业的执行顺序，就是作业管理。3.1

操作系统的基本概念五大功能：（1）作业管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理3.1.2

操作系统功能指内存分配、保护和扩充的管理，即如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个作业服务，当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据

“滚入”内存中来。指内存分配、保护和扩充的管理，即如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个作业服务，当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据（5）处理机管理“滚入”内存中来。3.1

操作系统的基本概念五大功能：（1）作业管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理（5）处理机管理指对存储在外存上的数据进行管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。例如：在多用户共用同一台计算机时，既要保证各用户的文件在外存上存放位置不发生冲突，又要防止对存储空间占而不用；既要保证各用户信息不会被其它用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户文件可以共享。指对存储在外存上的数据进行管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。例如：在多用户共用同一台计算机时，既要保证各用户的文件在外存上存放位置不发生冲突，又要防止对存储空间占而不用；既要保证各用户信息不会被其它用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户文件可以共享。3.1.2

操作系统功能3.1

操作系统的基本概念五大功能：（1）作业管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理（5）处理机管理指对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。指对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。3.1.2

操作系统功能3.1

操作系统的基本概念五大功能：（1）作业管理（2）存储管理（3）文件管理（4）设备管理（5）处理机管理主要解决如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。主要解决如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。3.1.2

操作系统功能3.1

操作系统的基本概念3.1.2

操作系统功能总之，从资源管理的角度来看，可以把OS看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从用户的角度看，OS是用户和计算机之间的界面。用户可以通过这界面来使用和操作计算机，因

而学会正确使用操作这些界面就成为学会使用

计算机的第一步。3.1

操作系统的基本概念3.1.2

操作系统功能相关的几个概念

1、程序是用编程语言书写的解决某个问题的指令序列。

2、进程进程是－个动态的过程，是执行起来的程序。

3、两者的区别（1）程序是“静止”的，进程是“活动”的。（2）程序可以脱离机器长期保存，而进程则不行。它是运行着的程序。（3）程序不具有并发特征，进程具有并发性，（4）进程与程序不是－－对应的。3.1

操作系统的基本概念3.1.2

操作系统功能3、进程与作业的区别进程的三个状态：运行态、等待态、就绪态。作业：将一次算题过程或一个事务处理过程中要求计算机系统完成的工作的集合，包括全部的程序模块和数据，称为一个作业。三个状态：后备态，运行态、完成态。3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类

按界面分类按用户数分类按任务数分类按使用环境分类按硬件结构分类命令行界面操作系统图形界面操作系统单用户操作系统多用户操作系统单任务操作系统多任务操作系统批处理系统分时操作系统实时操作系统网络操作系统

分布式操作系统多媒体操作系统操作系统3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类按与用户交互的界面分类命令行界面操作系统如MS

DOS、Novell等系统。图形界面操作系统如Windows系统。

2.按用户数目分类单用户操作系统特点：只允许一个用户使用

例如：MS-DOS,WINDOWS

95/98区分：单用户单任务（DOS）和单用户多任务（windows）多用户操作系统特点：允许多个用户通过不同的终端使用例如：UNIX,LINUX3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类按是否能够运行多个任务分类单任务操作系统如DOS

操作系统。多任务操作系统如Windows

NT、Windows

2000/XP

、UNIX、Novell

Netware等系统。3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类批处理系统(Batch

ProcessingSystem)的突出特征是“批量”处理，它把提高系统处理能力作为主要设计目标。它的主要特点是：①用户脱机使用计算机，操作方便；②成批处理，提高了

CPU利用率。它的缺点是无交互性，即用户一旦将程序提交给系统后就失去了对它的控制能力，使用户感到不方便。例如，VAX／VMS是一种多用户、实时、分时和批处理的多道程序操作系统。4.按使用环境分类（1）批处理操作系统3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类4.按使用环境分类（2）分时操作系统特点：交互性、即时性、同时性、独占性例如：UNIX,XENIX分时系统(Time—Sharing

System)是指多用户通过终端共

享一台主机CPU的工作方式。为使一个CPU为多道程序服务，将

CPU划分为很小的时间片，采用循环轮转方式将这些CPU时间片分配给排队队列中等待处理的每个程序，由于时间片划分得很短，循环执行得很快，使得每个程序都能得到了CPU的响应，好像在独享CPU。分时操作系统的主要特点是允许多个用户同时运行多个程序；每个程序都是独立操作、独立运行、互不干涉。现代通用操作系统中都采用了分时处理技术。例如，UNIX是一个典型的分时操作系统。3.1

操作系统的基本概念4.按使用环境分类（3）实时操作系统特点：响应的即时性和系统的高可靠性例如：IRMX,VRTX3.1.3

操作系统的分类实时操作系统(Real

TimeOperating

System)是实时控

制系统和实时处理系统的统称。所谓实时就是要求系统及时响

应外部条件的要求，在规定的

时间内完成处理，并控制所有

实时设备和实时任务协调一致

地运行分为实时过程控制和实时事务处理，前者用于如飞行器、导弹发射、炼油、电力生产、钢板轧制等过程的控制；后者用于如预订机票、网上银行等实时事务处理。3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类网络操作系统(NetworkOperating

System)是基于计算机网络的操作系统，它的功能包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。网络操作系统的目标是用户可以突破地理条件的限制，方便地使用远程计算机资源，实现网络环境下计算机之间的通信和资源共享。例NetWare和NT就是网络操作系如，NovellWindows统。5.按硬件结构分类（1）网络操作系统特点:

为连在网络服务器上的多台计算机提供网络通信、实现资源共享3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类5.按硬件结构分类（2）分布式操作系统系统中的计算机无主次之分，任意两台计算机间都可以相互交换信息，系统资源为所有用户共享，一个作业可以同时在多台计算机上运行而相互协调完成同一个任务。分布式操作系统(DistributedOperating

System)是指通过网络将大量计算机连接在一

起，以获取极高的运算能力、广泛的数据共享以及实现分

散资源管理等功能为目的的

一种操作系统。3.1

操作系统的基本概念3.1.3

操作系统的分类5.按硬件结构分类（

3

）多媒体操作系统是指“除具有一般操作系统的功能外，还具有多媒体底层扩充模块，支持高层多媒体信息的采集、编辑、播放和传输等处理功能的系统”。3.1

操作系统的基本概念3.2

常见操作系统简介（自学）DOSWINDOWSUNIXLINUXMAC

OSAndroidWindows

7

的安装对硬件的最低要求：

CPU：1GHz内存：512M显示器：800*600安装方法 安装盘镜像盘3.3

Windows

7

使用基础Windows

7

的启动与关闭Windows

7

的桌面图标任务栏“开始”菜单快速启动任务条布告区Windows

7

的窗口应用程序窗口文档窗口对话框3.3

Windows

7

使用基础浏览计算机资源的方式“计算机”资源管理器“网上邻居”执行应用程序单击【开始】|【运行】，在命令行输入相应的命令即可。3.4

Windows

7的基本资源与操作3.4.3

文件和文件夹的操作文件的操作选定、复制、移动、删除、重命名、属性等文件夹操作选定、复制、移动、重命名等文件夹选项搜索文件或文件夹文件及文件夹的压缩（用windows自带软件）3.4

Windows

7的基本资源与操作3.4.5

回收站的使用和设置回收站是一个比较特殊的文件夹，它的主要功能是临时存放用户删除的文件和文件夹此时它们仍然存在于硬盘中。基本操作有：还原、彻底删除以及回收站的设置。3.4

Windows

7的基本资源与操作3.4.6

中文输入法安装和删除汉字输入法输入法之间的切换<Ctrl>+<Space>:中/英文输入法之间的切换<Ctrl>+<Shift>：各种输入方法之间的切换全/半角及其他切换<Shift>+<Space>：全/半角的切换<Ctrl>+<.>：中/英文标点符号切换输入法热键的定制3.4

Windows

7的基本资源与操作3.5.1

Windows文件与文件夹文件：文件是存储在外存储器上的一组相关信息的集合，是计算机信息存储的基本单元。文件夹：外存储器是存储信息的设备，一个外存储器上通常存储了大量的文件。为了便于管理，将相关文件分类后存放在不同的目录中。这些目录在Windows中称为文件夹。3.5

文件管理文件与文件夹命名规则文件名：主文件名+“.”+扩展名文件夹名：文件夹名Windows中的命名规则文件名或文件夹名最多可使用255个字符；这些字符可以是字母、空格、数字、汉字或一些特定符号；英文字母不区分大小写；下列符号不准出现在文件名中：”|

\

<

>

*

/

:

?允许使用多个“.”，最后一个以后被认为是文件扩展名扩展名通常为0～3个字符DOS中的文件命名1.主文件不得超过8字节；2.由字母、数字、汉字或一些特定符号；3.小写字母自动转换成大写；4.下列符号不能出现在文件名中：

”|\<>*/:?+%5.只允许使用一个“.”6.扩展名可为0～3个字符7.不允许使用空格文件与文件夹命名规则3.5

文件管理3.5.2

常用文件类型.EXE

----可执行文件，一般双击可以执行，如

winword.exe，excel.exe，notepad.exe，calc.exe等；.MP3

.WAV .MID

----声音文件；.vbp

.frm

.C

.CPP

.BAS .ASM

----程序设计语言的源程序文件；.DOC

.XLS .PPT

----OFFICE中的各种文档；.BMP

.JPG .GIF

----图像文件；.ZIP .RAR

----压缩文件；.HTM .ASP----网页文件，前者是静态的/后者是动态的。3.5.3

Windows文件管理模式

磁盘上通常有大量的文件，Windows将它们分门别类地组织为文件夹，即Windows采用树型结构以文件夹的形式组织和管理文件。“资源管理器”和“计算机”是Windows提 供的用于管理文件和文件夹的两个应用程序3.5

文件管理Windows文件层次结构像一棵倒立的树根目录计算机库网络收藏夹C:D:E:F:G:H:A:控制面板dellDocumentAnd

SettingsDownloadsProgram

filestcAll

usersophia……3.5.3

Windows文件管理模式根目录（或根文件夹）：每个外存贮器被格式化时由操作系统创建的第一个目录，是该存贮器的总目录。用“\”表示；路径：指从盘符或某一文件夹名开始，一直到要操作的文件，将途经的各文件夹名连在一起并用“\”隔开形成的字符串；

路径实际上就是地址；绝对路径：一个文件最完整的路径；如：

C:\windows\system32\cmd.exe相对路径：是从当前路径开始的路径，假如当前路径为

C:\windows

要描述上述路径，只需输入

system32\cmd.exe当前路径：指操作者所在的路径文件的完整描述：一个文件的完整描述为：

[盘符][路径]文件名[.扩展名]四个部分组成，在一定条件下，被“[]”括起来的部分可以省略。3.5

文件管理绝对地址与相对地址

A.DOC

B.XLS树型结构的文件夹E:硬盘

学习

娱乐

数学

英语

C.DOC

D.DOC

课后练习B.XLS文件的绝对地址：

E:\学习\数学\课后练习\

B.XLSC.DOC文件的绝对地址

E:\学习\英语\

C.DOC特别指出，对于爱在桌面上建文件夹保存文件的同学要注意，在该文件夹下的文件路径会比较长，在以后的程序设计中使用起来特别不方便！编程中我们一般将文件建在某一个磁盘的根目录下，而且尽量不要用汉字做为文件夹及文件名，这样可以在编程过程中使用这些文件时减少麻烦！3.5

文件管理3.5.4

资源管理器和计算机（自学）二者在功能上几乎完全相同，界面稍有不同且可以互相转换，用于管理计算机的所有软硬件资源，对于硬件资源的管理，WIN可以通过控制面板来专门管理；而对于软件资源的管理，实际上就是对文件和文件夹的管理；文件管理包括对文件夹的创建、修改、删除、移动、复制、打开、关闭等；在Windows中，文件、文件夹及所有资源都称之为对象，对象的操作一般原则是“先选定，再操作”；对象的选定操作(见下页)。3.5

文件管理对象选定的方法逐个单击—只选中一个按住Ctrl键逐个单击—选中不连续的多个按住Shift键单击首尾—选中二者之间的全部用鼠标拖出一矩形框—选中连续的多个CTRL+A选中当前窗口中的全部内容在选中对象之外单击，放弃选中

在选中对象之上再按住CTRL键单击，放弃对该对象的选中按住Shift键后，可以用光标移动键选定对象3.5

文件管理资源管理器的窗口界面树型目录结构区内容显示区磁盘创建逻辑驱动器逻辑盘格式化磁盘分区主分区扩展分区C:盘D:盘E:盘F:盘建立文件分配表外存储器的文件系统磁盘管理磁盘分区与格式化3.6

Windows的磁盘管理启动“计算机管理器”：开始｜运行输入“MMC”命令打开Compmgmt.msc3.6.1

外存储器的文件系统演示：计算机管理

小心：不能删除分区3.6

Windows的磁盘管理3.6

Windows的磁盘管理3.6.1

外存储器的文件系统文件系统是指操作系统对外存中的文件进行组织、存储和命名的方式。Windows

2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三种文件系统，Linux则可以支持多种文件系统，如

FAT16、FAT32、NTFS、Minix、ext、ext2、xiafs、HPFS、VFAT等，但一般都使用ext2文件系统。而现在的WindowsXP或Windows7一般使用的都是FAT32和NTFS文件系统。3.6

Windows的磁盘管理3.6.2几个单位之间的关系位（bit):数据存储的最小单位字节（Byte)：信息的基本单位扇区（Sector):磁盘的最小分配单元，通常一个扇区为512个Bytes簇（Cluster):磁盘上文件存储的最小单元，即一个文件可以占用多个簇，但不管大小，至少要占用一个簇。簇的大小总是512的整数倍。3.6

Windows的磁盘管理3.6.3FAT文件系统FAT（FileAllocationTable，文件分配表）以表格的形式来记录文件所在位置。在这种文件系统中，将外存在格式化时分成五个部分：引导记录（Boot

Records)、根目录区（RootDirectory）、文件分配表（FAT1）、文件分配表备份（FAT2)、数据区（Data）。由于文件分配表非常重要，所以有一个备份，FAT1和FAT2内容完全相同。3.6.3FAT文件系统3.6

Windows的磁盘管理以表格的形式来记录文件所在位置。在这种文引导区只占一个扇区，FAT保（存Fi了le该A逻llo辑ca盘ti每on扇T区a字bl节e，数文，件分配表）每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。件系统中，将外存在格式化时分成五个部分：引导记录（Boot

Records)、根目录区（RootDirectory）、文件分配表（FAT1）、文件分配表备份（FAT2)

、数据区（Data）。由于文件分配表非常重要，所以有一个备份，FAT1和FAT2内容完全相同。文件系统3.6

Windows的磁盘管理3.根6.目3录FA区T用于存放根目录下的文件夹及文件的文件名、扩展名、创建日期及时间、文F件A属T（性、Fi文le

件Al在lo数ca据ti区on保T存ab的le起，始文位件置分、配表）以文表件格大的小等形信式息来。记录文件所在位置。在这种文件系统中，将外存在格式化时分成五个部分：引导记录（Boot

Records)、根目录区（Root

Directory）、文件分配表（FAT1）、文件分配表备份（FAT2)

、数据区（Data）。由于文件分配表非常重要，所以有一个备份，FAT1和FAT2内容完全相同。3.6

Windows的磁盘管理3.6文.3件F分A配T文表用件于系记统录每一个文件在磁盘上存放的起点位置。若文件被分成若干块保存，FFAATT表（中F记ile录A各ll块oc后at面io块n

的Ta存b放le，位置文，件这分样配形表）以成表一格个的先形后式顺来序记链录。文文件件所分在配位表被置破。坏在，这则种整文个外存上保存的文件将无法读取。件系统中，将外存在格式化时分成五个部分：引导记录（Boot

Records)、根目录区（RootDirectory）、文件分配表（FAT1）、文件分配表备份（FAT2)

、数据区（Data）。由于文件分配表非常重要，所以有一个备份，FAT1和FAT2内容完全相同。3.6.3FAT文件系统3.6

Windows的磁盘管理FAT（FileAllocationTable，文件分配表）用于真正存放文件数据的区域。以表格的形式来记录文件所在位置。在这种文件系统中，将外存在格式化时分成五个部分：引导记录（Boot

Records)、文件分配表（FAT1）、文件分配表备份（FAT2)、根目录区（Root

Directory）、数据区（Data）。由于文件分配表非常重要，所以有一个备份，FAT1和FAT2内容完全相同。3.6

Windows的磁盘管理3.6.4

文件在外存上的存储向外存提出存储指令，OS检查文件大小；并计算需要使用的外存簇数。OS检查存储空闲空间大小。如果空闲空间大于文件大小，则将文件名、扩展名、创建日期时间等信息写在目录区空闲目录项上，并记录存储首簇号及大小。按簇的大小将文件分成若干存储块，写入数据区，同时将占用的簇号在FAT表中标记。3.6

Windows的磁盘管理3.6.5

文件从外存上的读取向外存提出读取指令，OS根据文件名及路径从指定目录位置搜索文件是否存在。若存在，从目录区找到文件起始位置，读取第一个簇，再到文件分配表中去找到下一个簇号，依次读取，直到读到文件末尾为止。3.6

Windows的磁盘管理3.6.6

文件从外存上的删除向外存提出删除指令，OS根据文件名及路径从指定目录位置搜索文件是否存在。若存在，从目录区找到文件目录项，将文件名的第一个字符改为E5H，该文件就被标记成已经删除,同时,将文件分配表中该文件占用的簇标记清空,表示这些簇可以被重新分配。而文件的内容在数据区并不删除，这就为恢复文件提供了可能。如果有新的文件需要写入，而空下的簇不够，被删除的文件占用的簇将会被占用，文件就不能再恢复了。3.6

Windows的磁盘管理3.6.6

外存空间的统计用这种模式管理外存，在统计外存空间的时候，只需要检查一下文件分配表中未被占用的簇，再乘以每簇字节数即可。而不需要将整个磁盘统一扫描一遍。为快速高效的存储器管理带来了便利。3.6

Windows的磁盘管理3.6.7

硬盘分区对于一个大容量的物理硬盘，一般会被分成若干个区，每个分区可以成为一个逻辑硬盘使用，这就是为什么明明只有一个硬盘却出现C、D、E、F等盘符的原因。硬盘为什么要分区呢？这是因为FAT系统中，一个硬盘能分成多少个簇是固定的（假设为65536个，当一个簇为8K时，硬盘不能超过512M），当硬盘容量很大，在固定簇数的情况下，要想完全使用这些容量，只能将簇的容量增加，例如当硬盘2G时，一个簇就只能是32K。簇越大，浪费的空间就越多（思考为什么？）。为了有效地利用硬盘空间，WINDOWS允许将一个物理盘分成若干个逻辑盘来使用。这就是硬盘分区。3.6

Windows的磁盘管理3.6.8

FAT16指在文件分配表中，用16位二进制来为每一个簇编号，在这种情况下，最多可以为多少个簇进行编号呢（请思考）？同时，如果一个簇为32K，最大可以使用多大的硬盘容量呢？这是windows98以前用得非常普遍的文件系统。3.6

Windows的磁盘管理3.6.8

FAT32指在文件分配表中，用32位二进制来为每一个簇编号，在这种情况下，最多可以为多少个簇进行编号呢（请思考）？同时，如果一个簇为4K，最大可以使用多大的硬盘容量呢？这是windows98替代FAT16用得非常普遍的文件系统。3.6

Windows的磁盘管理3.6.9

NTFSFAT文件系统最大的问题是硬盘容量还是有限制，簇再大一些不管是FAT16还是FAT32都会存在容量大量浪费的问题。目前WindowsXP和Win7系统选择使用NTFS3.6

Windows的磁盘管理3.6.10

数据压缩技术简介压缩分为有损压缩和无损压缩。前者是指压缩后不能完全复原，后者是指压缩后可以完全复原。有损压缩：一般对图片、音频、视频进行的操作无损压缩：对数据文件进行的操作。常用行程编码、Huffman编码等。3.6

Windows的磁盘管理3.6.10

数据压缩技术简介1.行程编码将原始数据中连续出现的信源符号（称为行程），用一个计数值（称为行程长度）和该信源符号代替。例如：AAAABBBFFFFFFRRRR，该文本占17个字节，编码后结果为