大學(xué)計算機-卓越-第3章

1、大學(xué)計算機面向?qū)嵺`與創(chuàng)新能力培養(yǎng)第3章 軟件平臺與資源管理卓越工程師培養(yǎng)計劃提綱第3章 軟件平臺與資源管理項目描述2思維方法3知識和技能14拓展與創(chuàng)新項目3： Windows7系統(tǒng)管理與文件操作項目描述: 通過查看計算機中安裝的操作系統(tǒng)以及常用應(yīng)用軟件，了解軟件的分類和作用，理解軟件平臺在計算機系統(tǒng)中的用途。使用Windows 7的控制面板、任務(wù)管理器、資源管理器實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)置和個性化定制，對磁盤文件進行有效管理，對軟件進行維護。項目3 Windows7系統(tǒng)管理與文件操作查看Windows 7系統(tǒng)文件，了解其系統(tǒng)構(gòu)成定制個性化的桌面和任務(wù)欄，管理Windows 7組件和應(yīng)用程序?qū)ξ募A及文件進

2、行基本操作整理和優(yōu)化磁盤，保護磁盤數(shù)據(jù)思維方法:硬件是計算機的軀殼，軟件是計算機的靈魂。硬件設(shè)備必須在程序指令的驅(qū)動下，才能按部就班地工作。項目3 Windows7系統(tǒng)管理與文件操作軟件分層與虛擬機觀點：操作系統(tǒng)、系統(tǒng)管理工具軟件、程序開發(fā)工具軟件、應(yīng)用軟件資源與進程觀點：計算機資源包括硬件資源、軟件資源。任何軟件都是以文件形式靜態(tài)地保存在外部設(shè)備中，需要運行時由操作系統(tǒng)裝載到內(nèi)存，等待獲得CPU控制權(quán)后才能運行。軟件的共性與個性觀點：軟件的用途和功能、核心概念和術(shù)語、操作界面及其選項設(shè)置；使用菜單掌握基本操作；定義和使用工具欄提高操作效率；使用快捷鍵達到熟練操作。如何控制機器裸機僅能執(zhí)行二進

3、制的機器指令機器指令操作復(fù)雜，計算機難以操控專家級用戶二進制數(shù)據(jù)輸入、輸出困難簡化設(shè)備操作方法常用的操作指令固化成基本功能模塊用戶通過選擇功能模塊驅(qū)動計算機操作虛擬機 控制和驅(qū)動計算機各種設(shè)備完成具體工作的指令模塊逐步完善和固化，形成了較為通用的、基本的程序模塊，這些程序的集合就是操作系統(tǒng)軟件分類操作系統(tǒng)：Windows、Linux、Mac OS.語言處理程序：C+、JAVA、MySQL 系統(tǒng)工具軟件：360安全衛(wèi)士、超級兔子.通用軟件：MS Office、AutoCAD.專用軟件：用友賬務(wù)、MIS.操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)是管理計算機系統(tǒng)所有資源，控制其他程序運行，并為用戶提供人機交互操作界面

4、的系統(tǒng)軟件的集合。 在操作系統(tǒng)的控制下，裸機的性能得到了提升和擴充，相當(dāng)于把一臺物理上的機器擴充為與人更親近的虛擬機器，這臺虛擬計算機的指令就是操作系統(tǒng)的命令和編程接口。 操作系統(tǒng)分類實時操作系統(tǒng)（RTOS）保證即時性和高可靠性 ：iEMX、VRTX、RT Linux 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS） 管理網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)：NetWare 5.0、Unix Ware 7.1 、Windows NT Server 4.0、LAN Server 4.0。分布式操作系統(tǒng)（DOS）將程序分布在多臺計算機上并行運行，有較強的容錯能力和負載均衡能力 多處理機操作系統(tǒng)（MOS) 控制多處理機并行執(zhí)行，協(xié)同

5、完成任務(wù) 嵌入式操作系統(tǒng)（EOS） 運行在嵌入式智能芯片環(huán)境中，對整個智能芯片以及它所操作、控制的各種部件裝置等資源進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制 用戶操作界面字符用戶界面（CUI）輸入命令交互式地控制計算機的操作命令 參數(shù)1 參數(shù)2 參數(shù)n /開關(guān)參數(shù) 圖形用戶界面（GUI）使用窗口、圖標(biāo)、下拉菜單、彈出菜單、對話框、滾動條、按鈕和鼠標(biāo)指針等圖符鼠標(biāo)點擊圖標(biāo)驅(qū)動功能模塊來操作計算機 多媒體用戶界面（MUI）語音、觸摸設(shè)備、多點觸控 圖形用戶界面主要操作設(shè)備:屏幕、鍵盤、鼠標(biāo)、觸控板鼠標(biāo)常用操作移動、單擊、雙擊、右擊、拖動、滾輪鼠標(biāo)和鍵盤上的控制鍵Ctrl、Alt、Shift組合使用 界面形式

6、：桌面、窗口、對話框桌面：圖標(biāo)、任務(wù)欄、“開始”按鈕 窗口：菜單、工具欄、應(yīng)用程序工作區(qū)、狀態(tài)欄對話框：選項卡、文本框、列表框、下拉列表框、復(fù)選框、單選按鈕、命令按鈕、微調(diào)器、滑尺 應(yīng)用程序編程接口系統(tǒng)調(diào)用（System Call）：擴充機器功能，增強系統(tǒng)能力，方便用戶編程使用。 用戶在程序中使用相應(yīng)的“系統(tǒng)調(diào)用”就可以獲得操作系統(tǒng)的底層服務(wù)，從而直接使用或訪問系統(tǒng)管理的各種軟硬件資源。應(yīng)用程序編程接口API API是Windows操作系統(tǒng)提供的一種應(yīng)用程序接口，它是在操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用基礎(chǔ)上經(jīng)過規(guī)范整理出來面向社會公布的唯一的接口方式。三個動態(tài)鏈接庫DDL（Dynamic Link Libr

7、ary）來支持API的使用：Kernel.dll、User.dll、GDI.dll 文件管理文件：指存儲在外部存儲器中的由文件名標(biāo)識的一組相關(guān)信息的集合。 無論信息的內(nèi)容、形式、數(shù)量、格式如何，統(tǒng)統(tǒng)抽象成一定格式的二進制數(shù)據(jù)集合，形成統(tǒng)一的邏輯結(jié)構(gòu)體存儲在外存上。文件名和擴展名： 完整的文件名稱是由文件名和擴展名兩部分組成，中間用點“.”分隔文件名為用于識別各個具體的文件（用戶），擴展名用于識別文件類型（操作系統(tǒng)）文件名是必需的，可由用戶按規(guī)則任意命名；擴展名可以省略，但必須按程序的規(guī)定起名，不能隨意命名。常用文件擴展名不同應(yīng)用程序生成的文件有其規(guī)定的擴展名，其頭部（文件頭）包含有特殊的標(biāo)識和

8、數(shù)據(jù)格式說明信息。 文件命名規(guī)則各種操作系統(tǒng)的文件命名規(guī)則不盡相同，文件名長度不同MS-DOS: 8（文件名）+3（擴展名）老版本的UNIX：14字符，區(qū)分大小寫字母Windows7：255個字符，不區(qū)分大小寫字母文件名原則上可以用字母、數(shù)字、下劃線以及漢字等命名，但有些字符在操作系統(tǒng)中已經(jīng)有特殊的作用，不能再用于文件名中。Windows7文件名不可使用的字符： / | * ?文件用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，由于不同計算機上使用的漢字編碼可能不一樣，會導(dǎo)致文件操作上的錯誤超長的文件名在壓縮解壓和刻錄到光盤中時也可能導(dǎo)致錯誤 文件目錄結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)對文件目錄管理通常采用分層結(jié)構(gòu)和樹形結(jié)構(gòu)進行管理操作系統(tǒng)格式化磁

9、盤時自動生成根目錄（“”），以此為起點，用戶可以在任何目錄下創(chuàng)建子目錄，形成父目錄和子目錄的層次關(guān)系。子目錄也是一種特殊的文件（目錄文件），其中會產(chǎn)生兩個特殊的文件項，第一個的文件名為“.”，代表該子目錄本身；第二個文件名為“.”，代表父目錄，通過這兩個特殊的文件建立目錄之間的聯(lián)系。文件路徑分層目錄解決了同一目錄下文件重名問題，有利于文件分類管理，提高檢索文件的速度，方便用戶進行存取權(quán)限的控制 目錄分隔符（Windows中斜杠“”，UNIX和Linux中用反斜杠“/”）將文件所在位置的各層子目錄描述出來，這就是文件的路徑。 絕對路徑 從根目錄開始順著一層層的子目錄引導(dǎo)下直到文件所在目錄D:EX

10、AMtest2.c 相對路徑 用當(dāng)前目錄作為參照，指出文件相對于當(dāng)前目錄的路徑 . debug test2.exe 文件基本操作文件系統(tǒng)提供了一組對文件（包括目錄）進行操作的系統(tǒng)調(diào)用命令。最基本的文件操作命令有建立文件、刪除文件、打開文件、關(guān)閉文件、讀文件、寫文件 編程用戶，操作系統(tǒng)提供了與文件操作相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用或API函數(shù)，可以在程序中直接引用文件系統(tǒng)實現(xiàn)程序功能 讀寫文件的一般操作步驟是：建立文件（或打開已有文件）讀/寫文件關(guān)閉文件 Windows7的“資源管理器”或“計算機”實現(xiàn)對磁盤文件（文件夾）的創(chuàng)建、打開、關(guān)閉、復(fù)制、更名、刪除、設(shè)置屬性、共享、搜索等操作 磁盤管理主引導(dǎo)扇區(qū)(Bo

11、ot) 硬盤0柱面的第一個扇區(qū)(邏輯扇區(qū)0，CHS表示應(yīng)該是0-0-1) ，記錄了整個硬盤的重要信息（主引導(dǎo)記錄、硬盤分區(qū)表）主引導(dǎo)記錄MBR：操作系統(tǒng)的主引導(dǎo)程序，占446字節(jié)，由系統(tǒng)BIOS代碼將它裝入內(nèi)存，并將CPU控制權(quán)轉(zhuǎn)交給它來引導(dǎo)系統(tǒng)完成下一步的操作 硬盤分區(qū)表DPT：總共只占64字節(jié)，可記錄4個分區(qū)信息，每個分區(qū)用16字節(jié)描述它的開始柱面、結(jié)束柱面等信息。 55AA 主引導(dǎo)記錄內(nèi)存管理 內(nèi)存有多大，程序就會有多大。帕金森定律操作系統(tǒng)必須為每個運行程序分配獨立的、足夠的內(nèi)存空間 內(nèi)存地址 通常以字節(jié)為單位編址 內(nèi)存中所有存儲單元順序編址后形成了內(nèi)存的地址空間 4G內(nèi)存:地址編碼需要

12、32位（232=4GB）00000000 HFFFFFFFF H CPU尋址空間 現(xiàn)代微機有36位的尋址空間,甚至達到44位尋址空間236=64GB 虛擬內(nèi)存程序局部性原理 ：在一段時間內(nèi)，程序的執(zhí)行僅局限于某個部分；相應(yīng)地，它所訪問的存儲空間也局限于某個區(qū)域內(nèi)大型程序在運行之前僅將當(dāng)前要運行的那部分指令和數(shù)據(jù)（頁面或段），先裝入內(nèi)存便可啟動運行，其余部分暫時留在磁盤上 當(dāng)內(nèi)存空間不足時，可以將一段時間內(nèi)未運行的程序代碼和數(shù)據(jù)暫時交換到外存中，騰出寶貴的內(nèi)存空間以裝入當(dāng)前需要運行的代碼和數(shù)據(jù)，當(dāng)內(nèi)存空間空余時或交換出去的代碼需要執(zhí)行時，再將它們交換到內(nèi)存中。虛擬存儲器 采用請求調(diào)入和置換功能，將內(nèi)存和設(shè)定的外存統(tǒng)一管理，達到把程序的一部分裝入內(nèi)存便可運行，給用戶提供的一個比內(nèi)存容量大的一維的邏輯地址空間。Windows7 ：調(diào)頁文件“pagefile.sys” CPU管理計算機在開