重慶警院《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課件第3章 操作系統(tǒng)基礎(chǔ)

1、第三章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)一、操作系統(tǒng)概述二、操作系統(tǒng)功能三、Window7使用 請(qǐng)問這個(gè)LOGO的含義？ 預(yù)備知識(shí)：新周刊201108期封 3個(gè)蘋果改變的世界夏娃 欲望 看到這個(gè)新世界 牛頓 知識(shí) 了解這個(gè)新世界 喬布斯 創(chuàng)新 體驗(yàn)這個(gè)新世界 創(chuàng)新例 ： 喬布斯 創(chuàng)造力和想象力定義了一個(gè)時(shí)代，他重新詮釋了創(chuàng)新的意義，創(chuàng)新不僅顛覆性的，更是持續(xù)性的：蘋果公司第一臺(tái)麥金塔計(jì)算機(jī)（Macintosh），開創(chuàng)微機(jī)圖形用戶界面 皮克斯工作室的玩具總動(dòng)員再次引領(lǐng)了3D動(dòng)畫領(lǐng)域的新潮流 iPhone、iPad、iPod等給PC、電影、互聯(lián)網(wǎng)、音樂、手機(jī)等行業(yè)帶來了顛覆性的創(chuàng)新 5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 輸入設(shè)備：鍵盤、

2、鼠標(biāo)、掃描儀 輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī) 外 存：軟、硬盤、光盤、閃存 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器寄存器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)高速緩沖存儲(chǔ)器 (Cache)操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等 實(shí)用程序：診斷程序、排錯(cuò)程序等 辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 6軟件系統(tǒng)軟件實(shí)用程序 診斷程序 排錯(cuò)程序等 操作系統(tǒng) Windows Unix Linux語言處理程序 C、C+、C#、Java、VB 應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件： 控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行， 管理計(jì)算機(jī)的各種資源，

3、 以滿足應(yīng)用軟件的需要。應(yīng)用軟件： 完成一個(gè)特定的任務(wù)， 在系統(tǒng)軟件的支持下，才能運(yùn)行一、操作系統(tǒng)概述1.問題的提出： 鐵路、高鐵、地鐵出問題所在？ 等公交車，正常情況下公交車子不來，責(zé)任在誰？ 公交車，車子一直不來， 責(zé)任在誰？ 調(diào)度員的作用：車子與乘客的最佳安排 乘客等的時(shí)間最少 車子載客量最多 82. 操作系統(tǒng)作用裸機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶主要功能有： 處理機(jī)管理 存儲(chǔ)管理 設(shè)備管理 信息(文件)管理用于管理和控制計(jì)算機(jī)所有的硬件和軟件資源接口：計(jì)算機(jī)硬件與其它軟件 用戶和計(jì)算機(jī)的接口 虛擬機(jī)=裸機(jī)+操作系統(tǒng)操統(tǒng)作系3.什么是操作系統(tǒng)？廣義操作系統(tǒng)： 廠家為了方便用戶使用機(jī)器所安排的硬件和

4、軟件 例如電視機(jī)的遙控器、配合遙控完成工作的電路、遙控器的使用說明書。 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) Operating System，OS 管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的一組計(jì)算機(jī)程序， 是直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上的最基本的系統(tǒng)軟件， 任何其他軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。 4.操作系統(tǒng)的發(fā)展10滿足兩大需求：提高資源利用率、增強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能要求 以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展（1）無操作系統(tǒng)階段（計(jì)算機(jī)誕生-20世紀(jì)50年年代中期） 計(jì)算機(jī)工作采用手工操作方式。 穿孔卡片或紙帶輸入機(jī)計(jì)算機(jī)輸出機(jī)程序數(shù)據(jù)結(jié)果用戶特點(diǎn)：用戶獨(dú)占全機(jī)，資源利用率低。 CPU 等待手工操作，CPU的利用不充分。11（2）各種系統(tǒng)功

5、能的操作系統(tǒng)小、中、大型計(jì)算機(jī) 批處理系統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （3）操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算機(jī)普及（20世紀(jì)80年代以來） 個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 12批處理系統(tǒng) 作用：自動(dòng)、成批處理用戶的作業(yè)。 特點(diǎn)：有了磁帶，作業(yè)放在磁帶，監(jiān)控程序管理作業(yè)的運(yùn)行 要執(zhí)行的程序應(yīng)是正確的，用戶無法交互。 高速CPU與相對(duì)低速的IO，CPU利用率問題。 解決辦法：多道批處理，即多個(gè)程序加載到內(nèi)存交替運(yùn)行。 執(zhí)行過程 13分時(shí)操作系統(tǒng)主機(jī)CPU內(nèi)存 終端終端終端終端外部設(shè)備終端：鍵盤和顯示屏終端作用：各終端用戶共享主機(jī)和外部設(shè)備 實(shí)現(xiàn)：CPU按照“時(shí)間片”分時(shí)給各用戶特點(diǎn)：提高CPU利用率，

6、用戶可以與計(jì)算機(jī)交互 快速的CPU，使得用戶感覺獨(dú)享CPU 14系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件，并要快速處理。分類： 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)：飛機(jī)、導(dǎo)彈發(fā)射的實(shí)時(shí)控制， 軋鋼、石化等工業(yè)生產(chǎn)過程控制 實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)：飛機(jī)票訂票、銀行系統(tǒng)、證券系統(tǒng)等特點(diǎn):及時(shí)響應(yīng)。每一個(gè)信息接收、分析處理和發(fā)送有時(shí)間限制。 高可靠性。不可逆，可靠保障、保密措施等。 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 15網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)服務(wù)器 工作站工作站工作站工作站工作站：獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)工作站網(wǎng)絡(luò)資源 工作站共享網(wǎng)絡(luò)上的軟硬件資源164. 操作系統(tǒng)分類APPLEIBMDOS操作系統(tǒng)按任務(wù)數(shù)圖形用戶界面操作系統(tǒng)命令行界面操作系統(tǒng)多用戶操作系統(tǒng)單用戶操作系

7、統(tǒng)多任務(wù)操作系統(tǒng)單任務(wù)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)批處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)按用戶界面按用戶數(shù)按系統(tǒng)功能5. 常用操作系統(tǒng)1). S （Disk Operating System ） 1981Microsoft公司研制的配置在PC的操作系統(tǒng) 單用戶命令行界面操作系統(tǒng) 從4.0版開始成為支持多任務(wù)的操作系統(tǒng)。2). Windows圖形用戶界面 1985Windows 98Windows NTWindows 2000Windows VistaWindows7Windows8Windows xp183).Unix操作系統(tǒng)開發(fā)：Unix是AT&T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室1969用匯編語言開發(fā)的； 1973年用C

8、語言重新編寫。特點(diǎn)：安全性、可靠性高 可移植性 多用戶多任務(wù) 網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)，TCP/IP協(xié)議是在UNIX系統(tǒng)上開發(fā)的主要應(yīng)用：服務(wù)器/客戶機(jī)體系Windows194).Linux操作系統(tǒng) 開發(fā)：由UNIX發(fā)展而來，丹麥大學(xué)生 特點(diǎn)：源代碼開放 多用戶多任務(wù) 主要應(yīng)用：Linux服務(wù)器5). Mac OS操作系統(tǒng) 開發(fā)：蘋果公司 特點(diǎn)：較好的圖形處理能力 主要應(yīng)用：Power Macintosh機(jī)及Macintosh一族計(jì)算機(jī) 與Windows缺乏較好的兼容性。公布軟件源代碼的程序可以編輯、編譯，免費(fèi) 擴(kuò)充：智能手機(jī)操作系統(tǒng)目前三足鼎立：Google的Android蘋果的iOS微軟的Windows

9、 Phone以往其他操作系統(tǒng)諾基亞Symbian（塞班）Windows MobileAndroidAndroid(安卓或安致 )最初由Andy Rubin創(chuàng)辦，2005年由Google收購，是目前市場(chǎng)上的霸主。優(yōu)點(diǎn)：免費(fèi)開源、服務(wù)不受限制、第三方軟件多。iOSiOS是由蘋果公司為iPhone、 iPad以及iPod touch 等系列產(chǎn)品開發(fā)的操作系統(tǒng)，最新版本6.0優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)秀的圖形用戶界面、多媒體效果和方便的觸控、豐富的軟件庫。缺點(diǎn)：付費(fèi)軟件庫、不支持第三方軟件。 Windows Phone2010年微軟發(fā)布的智能手機(jī)操作系統(tǒng)最新典型版本W(wǎng)indows Phone 8發(fā)布時(shí)間晚，被Googl

10、e占了先機(jī)特點(diǎn)：與Windows8相同的內(nèi)核，方便用戶開發(fā) 提高市場(chǎng)占有率 微軟公司CEO兼總裁史蒂夫鮑爾默：“全新的Windows手機(jī)把網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人電腦和手機(jī)的優(yōu)勢(shì)集于壹身，讓人們可以隨時(shí)隨地享受到想要的體驗(yàn)?！?網(wǎng)站資料軟件風(fēng)云操作系統(tǒng)發(fā)展史WINDOWS誕生始末Windows的發(fā)展史UNIX發(fā)展史從UNIX到Linux這一段歷史智能手機(jī)操作系統(tǒng) 25操作系統(tǒng)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)基本功能Windows7使用 操作系統(tǒng)的基本功能馮諾依曼計(jì)算機(jī)的組成存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)流控制流運(yùn)算器外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備控制器 處理器管理 存儲(chǔ)管理 文件系統(tǒng) 設(shè)備管理處理器 程序管理 存儲(chǔ)管理 文件系統(tǒng) 磁

11、盤管理本章一、處理器管理 單道程序系統(tǒng): 任何時(shí)刻內(nèi)存中只有一道程序。 一個(gè)程序的運(yùn)行完全結(jié)束后才能運(yùn)行下一個(gè)程序任務(wù)：有效地、合理地分配CPU的時(shí)間時(shí)間tCPU程序A程序B程序C演示：?jiǎn)蔚莱绦蛳到y(tǒng)2. 多道程序系統(tǒng)：多道程序同時(shí)在執(zhí)行程序A程序C程序A程序B程序C程序CCPU時(shí)間t特點(diǎn)： 多道：計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放了幾道相互獨(dú)立的程序 宏觀上并行：同時(shí)在執(zhí)行 微觀上串行：各程序輪流地占有CPU，交替執(zhí)行演示：多道程序系統(tǒng) 程序 程序是文件的形式存放在外儲(chǔ)存器。 運(yùn)行一個(gè)程序，首先將程序文件從外存儲(chǔ)器被調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行。 進(jìn)程 一個(gè)正在執(zhí)行的程序 進(jìn)程是一個(gè)程序與其數(shù)據(jù)一道 在計(jì)算機(jī)上順序執(zhí)行

12、時(shí)所發(fā)生的活動(dòng)。3. 程序、進(jìn)程和線程 進(jìn)程的狀態(tài)和調(diào)度 就緒狀態(tài) 除了CPU，所有的資源都擁有了 執(zhí)行狀態(tài) 在CPU上運(yùn)行 掛起狀態(tài) 進(jìn)程因等待某個(gè)事件而暫停執(zhí)行時(shí)的狀態(tài) 進(jìn)程和線程的區(qū)別 程序是一個(gè)靜態(tài)的概念，進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。 程序可以脫離機(jī)器長期保存，進(jìn)程是執(zhí)行著的程序 一個(gè)程序可多次執(zhí)行并產(chǎn)生多個(gè)不同的進(jìn)程。分配到了所需資源除了CPU以外，所需要的所有資源都分配了缺少資源等待某個(gè)資源，如打印機(jī)演示：多道程序系統(tǒng) 線程 目的：充分共享共源，減少內(nèi)存開銷 提高并發(fā)性，切換速度相對(duì)較快 目前許多操作系統(tǒng)把進(jìn)程再“細(xì)分”成線程(threads) 在UNIX中，進(jìn)程仍然是CPU的分配單位

13、在Windows中，線程是CPU的分配單位二、存儲(chǔ)管理 計(jì)算機(jī)內(nèi)存是CPU可以直接存取的存儲(chǔ)器。 存儲(chǔ)管理主要功能有下面4個(gè)方面: 虛擬內(nèi)存 存儲(chǔ)器分配 地址的轉(zhuǎn)換 信息的保護(hù)虛擬內(nèi)存 用硬盤空間模擬內(nèi)存真正內(nèi)存虛擬內(nèi)存內(nèi)存空間Windows 7： 控制面板系統(tǒng)和安全 系統(tǒng)高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置高級(jí)設(shè)置 高級(jí)更改 頁面文件是pagefile.sys 演示：虛擬內(nèi)存演示：觀察當(dāng)前計(jì)算 機(jī)上虛擬內(nèi)存情況2. 存儲(chǔ)器分配目的：提高存儲(chǔ)器的利用率，提高系統(tǒng)速度多個(gè)進(jìn)程共享存儲(chǔ)器，分配、釋放存儲(chǔ)器 進(jìn)程需要的存儲(chǔ)空間是變化的調(diào)進(jìn)或調(diào)出進(jìn)程移動(dòng)進(jìn)程進(jìn)程1進(jìn)程2進(jìn)程3進(jìn)程4進(jìn)程5RAM虛擬內(nèi)存交換在CPU上運(yùn)行的進(jìn)程

14、肯定要在RAM中三、文件系統(tǒng) 35負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的部分稱為文件系統(tǒng)或信息管理系統(tǒng) 為用戶提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、統(tǒng)一的訪問文件的方法，有了文件系統(tǒng)： 實(shí)現(xiàn)了按名訪問 不必考慮各種外存儲(chǔ)器的差異， 不必了解文件在外存儲(chǔ)器上的具體物理位置以及如何存放的 1目錄結(jié)構(gòu) 樹狀結(jié)構(gòu) 樹根：根目錄 樹枝：文件夾 樹葉：文件 2文件路徑 絕對(duì)路徑：從根目錄開始相對(duì)路徑：從當(dāng)前目錄開始絕對(duì)路徑： Notepad.exeC:WindowsSystem32Notepad.exe Test.docC:UserTest.doc。相對(duì)路徑： 假定當(dāng)前目錄為System32， Data.mdb.UserData.mdb注：

15、. 表示上一級(jí)目錄 3文件系統(tǒng) FAT MS DOS采用的文件系統(tǒng)， 最多支持512MB 用在軟盤和移動(dòng)硬盤上。 FAT32 可支持達(dá)8TB的卷 不能支持512MB以下的卷 因此用在硬盤分區(qū)上。 NTFS 高性能、安全性、可靠性 例如文件和文件夾權(quán)限、加密、磁盤配額等高級(jí)功 當(dāng)系統(tǒng)故障或誤刪除恢復(fù)好。 exFAT 擴(kuò)展FAT FAT32不支持4G及其更大的文件 對(duì)于閃存，NTFS文件系統(tǒng)四、磁盤管理381磁盤分區(qū)與創(chuàng)建邏輯驅(qū)動(dòng)器 分區(qū)目的： 硬盤容量很大，為便于管理 安裝不同的系統(tǒng)，如Windows、Linux等不可以細(xì)分可以細(xì)分磁盤分區(qū)創(chuàng)建邏輯驅(qū)動(dòng)器使用格式化Windows XP分區(qū)注：Wi

16、ndows7中可以創(chuàng)建3個(gè)主分區(qū) 只有創(chuàng)建了3個(gè)主分區(qū)才能建后面的邏輯驅(qū)動(dòng)器Windows 7分區(qū)40控制面板管理工具創(chuàng)建并格式硬盤分區(qū)412. 磁盤格式化 格式化的目的 把磁道劃分成一個(gè)個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512個(gè)字節(jié)。 安裝文件系統(tǒng)，建立根目錄。 注意：格式化磁盤會(huì)丟失磁盤上所有信息 兩類磁盤不能格式化 磁盤不能處于寫保護(hù)狀態(tài)。 磁盤上不能有打開的文件 容量文件系統(tǒng) FAT FAT32 NTFS文件占用磁盤空間的基本單位NTFS時(shí)可選擇；其余只用缺省值。卷的名稱3. 磁盤碎片整理 磁盤碎片：文件碎片，是指一個(gè)文件沒有保存在一個(gè)連續(xù)的 磁盤空間上，而是被分散存放在許多地方時(shí)間長了會(huì)有磁盤碎片磁盤

17、碎片太多會(huì)影響數(shù)據(jù)的讀寫速度4. 磁盤清理 刪除垃圾文件，釋放硬盤空間 47操作系統(tǒng)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的基本功能Windows7使用 48Windows7使用一、Windows基礎(chǔ)二、Windows7基本使用 一、Windows基礎(chǔ)491. Windows的發(fā)展歷史 兩條產(chǎn)品線 面向個(gè)人消費(fèi)者和客戶機(jī) Windows XP/Vista/7/8 面向服務(wù)器 Windows Server 2003/2008/20122桌面3控制面板4用戶管理5幫助系統(tǒng)6剪貼板 剪貼板是程序和文件之間用于傳遞信息的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū) 7任務(wù)管理器的使用 Ctrl+Alt+Del 終止未響應(yīng)的應(yīng)用程序 終止進(jìn)程的運(yùn)行

18、判斷是否有病毒 特別是蠕蟲病毒 文件是存放在外存上的一組相關(guān)信息的集合 文件名 1. 文件二、Windows7的使用 按名存取 文件名：文件名. 擴(kuò)展名 文件類型 擴(kuò)展名反映了文件類型 EXE、CPP、JPG、WMV、HTM 文件屬性文件大小 占用空間 日期與時(shí)間 所有者信息 只讀 隱藏 存檔 52文件類型擴(kuò)展名說明 可執(zhí)行程序EXE、COM可執(zhí)行程序文件源程序文件C、CPP、BAS程序設(shè)計(jì)語言的源程序文件Office文檔DOC、XLS、PPTWord、Excel、Powerpoint創(chuàng)建的文檔流媒體文件WMV、RM、QT能通過Internet播放的流式媒體文件壓縮文件ZIP、RAR壓縮文件網(wǎng)頁文件HTM、ASP前者是靜態(tài)的，后者是動(dòng)態(tài)的圖像文件BMP、JPG、GIF不同格式的圖像文件音頻文件WAV、MP3、MID不同格式的聲音文件常用應(yīng)用程序文件名Windows資源