計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第2版）課件第2章 操作系統(tǒng)

第2章操作系統(tǒng)2操作系統(tǒng)2.1操作系統(tǒng)的概念2.2操作系統(tǒng)的類型2.3操作系統(tǒng)的功能2.4操作系統(tǒng)的實(shí)例2.1操作系統(tǒng)的概念

什么是操作系統(tǒng)為什么需要操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的特征2.1.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的英文表示是“OperatingSystem,OS”，是位于計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是計(jì)算機(jī)硬件與應(yīng)用程序之間的接口，也是用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口。從系統(tǒng)的角度來看操作系統(tǒng)又是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬、軟件資源都是在操作系統(tǒng)的管理、控制和調(diào)度下運(yùn)行和使用的。所以，只有配置了操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源利用率和工作效率才能提高。從功能來講，操作系統(tǒng)由兩部分程序組成，即資源管理程序和用戶服務(wù)，操作系統(tǒng)是管理，控制和調(diào)度計(jì)算機(jī)硬、軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，又能為用戶提供多種服務(wù)的一種程序系統(tǒng)。2.1.2為什么需要操作系統(tǒng)從效果上看，操作系統(tǒng)既能提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率，又能方便用戶使用計(jì)算機(jī)。因此，幾乎所有的計(jì)算機(jī)都配有操作系統(tǒng)。如果沒有操作系統(tǒng)、那么計(jì)算機(jī)就要退回第2章蛹作系統(tǒng)自初的原始狀態(tài)去，即一個(gè)用戶獨(dú)占一臺(tái)計(jì)算機(jī),系統(tǒng)只能執(zhí)行一道程序，CPU與外設(shè)串行工作；在程序運(yùn)行時(shí)需要用戶不停地干預(yù)，輸入輸出時(shí)需要用戶進(jìn)行手工操作，等等。正是有了操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)的工作效率、自動(dòng)化現(xiàn)度和方便性才有了大幅度的改善和提高，計(jì)算機(jī)硬件的作用才得以充分發(fā)揮。因此可以說，沒有操作系統(tǒng)，就沒有計(jì)算機(jī)輝煌的今天。2.1.3操作系統(tǒng)的特征為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率,增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力，最大限度地提高資源利用率,并方便用戶使用,現(xiàn)代操作系統(tǒng)廣泛采用了并行操作技術(shù)，使硬件和軟件并行工作。例如,I/O操作和計(jì)算同時(shí)進(jìn)行,在內(nèi)存中同時(shí)存放多道程序等。因此，以多道程序?yàn)榛A(chǔ)的現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有以下特征。(1)并發(fā)性并發(fā)是兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。對(duì)于程序而言,并發(fā)也就是多道程序在同一時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)執(zhí)行。對(duì)于單處理機(jī)系統(tǒng)而言,程序并發(fā)執(zhí)行實(shí)際上是多道程序在一個(gè)很小的時(shí)間段內(nèi)交替執(zhí)行。而宏觀上看，它們似乎是在同時(shí)進(jìn)行,即并發(fā)執(zhí)行。實(shí)現(xiàn)并發(fā)性,使操作系統(tǒng)變得復(fù)雜。因?yàn)橐紤]，如何從一個(gè)程序轉(zhuǎn)到另一個(gè)程序，如何保護(hù)一個(gè)程序不受另一個(gè)程序侵?jǐn)_,以及如何實(shí)現(xiàn)相互制約等。2.1.3操作系統(tǒng)的特征(2)共享性共享性就是資源共享,即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬、軟件資源供所有授權(quán)程序或用戶共同使用。實(shí)際上,由于系統(tǒng)中的資源有限,當(dāng)多道程序并發(fā)執(zhí)行時(shí),必然要共享系統(tǒng)中的硬、軟件資源。所以,程序并發(fā)執(zhí)行必然依賴于資源共享機(jī)制的支持。(3)虛擬性所謂虛擬,是采用某種方法把一個(gè)物理實(shí)體映射為一個(gè)或者多個(gè)邏輯實(shí)體。前者是客觀存在的,后者只是在感覺或效果上存在。例如,在多道程序系統(tǒng)中,雖然只有一個(gè)CPU,每次只能執(zhí)行一道程序;但是采用多道程序技術(shù)后,在一段時(shí)間內(nèi),宏觀上看,有多個(gè)程序在運(yùn)行,似乎是多個(gè)CPU在運(yùn)行各自的程序,也就是說,一個(gè)物理上的CPU虛擬為多個(gè)邏輯上的CPU,即虛擬處理機(jī)。類似的還有虛擬存儲(chǔ)器、虛擬外圍設(shè)備等。2.2

操作系統(tǒng)的類型

批處理操作系統(tǒng)

分時(shí)操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

分布式操作系統(tǒng)2.2

操作系統(tǒng)的類型基于不同視角，對(duì)操作系統(tǒng)可進(jìn)行不同的分類。例如,分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)、單機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、集中式操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)、單任務(wù)操作系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)、單處理機(jī)操作系統(tǒng)和多處理機(jī)操作系統(tǒng)、通用操作系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)、串行操作系統(tǒng)和并行操作系統(tǒng)等。但是，從基本的技術(shù)特征來看，操作系統(tǒng)一般分為批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)等類型。1.批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)簡稱批處理系統(tǒng)，其基本特征是“批量處理”。所謂批量處理，就是把外存儲(chǔ)器上的若干個(gè)作業(yè)作為一批，串行或者并行調(diào)度，分配內(nèi)存和處理機(jī)，然后輸出結(jié)果。在批處理過程中、用戶不能干預(yù)。批處理操作系統(tǒng)又分為單道批處理和多道批處理。單道批處理就是將一批作業(yè)依次調(diào)入內(nèi)存，串行處理，所以設(shè)備利用率低和工作效率不高。多道批處理是以并行方式處理作業(yè),一次調(diào)入多個(gè)作業(yè)、并行處理，所以設(shè)備利用率和工作效率都得到提高。2.2

操作系統(tǒng)的類型2.分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)是把一個(gè)時(shí)向段分為若下個(gè)時(shí)問片(更小的時(shí)間段)，使多個(gè)用戶僅用各自所分配到的時(shí)間片輪流地使用計(jì)算機(jī)。要實(shí)現(xiàn)這種分時(shí)功能,必須有相應(yīng)的硬件支持。支持分時(shí)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它是一臺(tái)主機(jī)連接若干臺(tái)終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所以,分時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都可簡稱分時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)在運(yùn)行期間要不停地進(jìn)行作業(yè)(或任務(wù))的切換和調(diào)入調(diào)出。所謂作業(yè)切換,是指CPU上的作業(yè)以既定的時(shí)間片為期限進(jìn)行輪換,一個(gè)作業(yè)一次只能用一個(gè)時(shí)間片在CPU上運(yùn)行,一且時(shí)間片用完,立即撤下,而不管它是否運(yùn)行完畢。然后換上下一個(gè)作業(yè)繼續(xù)運(yùn)行。但從任務(wù)切換來看、分時(shí)系統(tǒng)與多道批處理系統(tǒng)有類似之處。調(diào)入調(diào)出也稱對(duì)換或者交換,它把將要運(yùn)行的作業(yè)從外存(交換區(qū))調(diào)入內(nèi)存,而把換下的作業(yè)從內(nèi)存移出,存入外存(的交換區(qū))。分時(shí)系統(tǒng)所劃分的時(shí)間片通常是幾十毫秒,按時(shí)間片輪流為各個(gè)終端用戶服務(wù),而用戶覺察不到中間的間歇,似乎自己在單獨(dú)使用計(jì)算機(jī)。另外,由于主機(jī)的運(yùn)行速度很高,雖然每一輪分給每個(gè)終端只有幾十毫秒的時(shí)間,但系統(tǒng)也能保證對(duì)用戶請求的及時(shí)響應(yīng)和人機(jī)交互?？傊?，分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)可概括如下。(1)同時(shí)性:不同的用戶可以同時(shí)在各自的終端上聯(lián)機(jī)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)間。(2)獨(dú)立性:每個(gè)終端用戶對(duì)主機(jī)系統(tǒng)都感覺好像是獨(dú)立占用計(jì)算機(jī)貿(mào)織。(3)及時(shí)性:用戶的請求能在足夠快的時(shí)間內(nèi)得到及時(shí)響應(yīng)(4)交互性:用戶能夠通過終端設(shè)備與主機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī),進(jìn)行人機(jī)交互。分時(shí)操作系統(tǒng)起通用大、中型計(jì)算機(jī)上配置的主流操作系統(tǒng)。著名的UNIX批作系統(tǒng)就是一個(gè)典型的分時(shí)操作系統(tǒng)。2.2

操作系統(tǒng)的類型3.實(shí)時(shí)換作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡稱實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)就是“立即”“及時(shí)”,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是對(duì)特定輸入,能在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出響應(yīng),并完成對(duì)該輸入請求的處理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)又可分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)處現(xiàn)系統(tǒng)兩種類型。實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)用于自動(dòng)控制，如工業(yè)過程控制和武器控制等。它要求計(jì)算機(jī)具有快速響應(yīng)能力,響應(yīng)時(shí)間一般為ms級(jí)，甚至在ws級(jí)。實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)用于倍息處理,比如,銀行賬務(wù)管理、車徙或機(jī)票訂購系統(tǒng)等。它也要求快速響應(yīng)，但與實(shí)時(shí)控制相比可以低一些。一般為s級(jí)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般為專用系統(tǒng),雖然也可以具有像分時(shí)系統(tǒng)一樣的硬件配置,但其交互性較弱,通常配置在微機(jī)、小型機(jī)或工作站上。比如，RT-11,iRMX等，屬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。2.2

操作系統(tǒng)的類型4.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的操作系統(tǒng)。除了通常單機(jī)操作系統(tǒng)所具有的資原管理和服務(wù)外,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)還具有網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等功能,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)多數(shù)是在單機(jī)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信合資源共享，協(xié)調(diào)各主機(jī)上的任務(wù)的運(yùn)行,并向用戶提供統(tǒng)一、高效、方便的網(wǎng)絡(luò)接口。比如,WindowsNT、Netware和UNIX就是典型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。(1)網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最基本的功能,是在源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。為此,需要建立通信鏈路,進(jìn)行傳輸控制、差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇。網(wǎng)絡(luò)通信需要一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的,所以網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)必須支持某種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。比如,UNIX支持TCP/IP協(xié)議，Windows支持NETBIOS和TCP/IP協(xié)議，Netware則支持IPX/SPX和TCP/IP協(xié)議等。(2)網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理包括網(wǎng)絡(luò)資源管理和安全管理。資源管理是指對(duì)網(wǎng)絡(luò)中共享資源(如硬盤,打印機(jī)和文件)實(shí)施有效的管理,協(xié)調(diào)用戶對(duì)共享資源的使用,安全管理是采用某種技術(shù)保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全,比如,通過“存取控制”確保存取數(shù)據(jù)的“安全性,通過“容錯(cuò)技術(shù)”保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)數(shù)據(jù)的安全性。此外，還要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)等。2.2

操作系統(tǒng)的類型(3)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有電子郵件、文件傳輸和資源共享等。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)還為川戶提供了應(yīng)用序接口和互操作功能。應(yīng)用程序接口極大方使了用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)。所謂互操作,是在客戶/服務(wù)器模式的LAN環(huán)境下，連接服務(wù)器上的多種客戶機(jī)和主機(jī)、不僅能與服務(wù)器通信,而且還能以透明的方式訪問服務(wù)器上的文件系統(tǒng);在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互操作,是指不同網(wǎng)絡(luò)間的客戶機(jī)不僅能夠通信,而且還能以透明的方式訪問其他網(wǎng)絡(luò)中的文件服務(wù)器。目前，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有兩種工作模式:客戶/服務(wù)器(Client/Server)模式和對(duì)等(Peer-to-Peer)模式。而以前者為流行,例如,UNIX、WindowsNT、NovellNetWare、IBMOS/2等都是客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。2.2

操作系統(tǒng)的類型5.分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)是配置在分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的操作系統(tǒng)。分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接而成的系統(tǒng),從硬件連接來看、它與局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并無區(qū)別。但是分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)各節(jié)點(diǎn)的自治性,即系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)之間無主從之分,既無控制整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī),也無受制于其他視的從機(jī)。(2)節(jié)點(diǎn)間的協(xié)同性，即系統(tǒng)中的各臺(tái)計(jì)算機(jī)分工合作，以并行方式完成同一任務(wù)。(3)資源共享的透明性,即用戶只需了解系統(tǒng)是否有所需的資源，而不必了解該資源位于哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上。(4)系統(tǒng)的健壯性,由于分布式系統(tǒng)的處理和控制功能是分布的,所以任何節(jié)點(diǎn)上的故障都不會(huì)給系統(tǒng)造成太大的影響;再加上容錯(cuò)技術(shù),系統(tǒng)具有很好的健壯性。2.3操作系統(tǒng)的功能

進(jìn)程管理存儲(chǔ)管理

文件管理

設(shè)備管理2.3.1進(jìn)程管理從系統(tǒng)角度來看,進(jìn)程是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種實(shí)體，是進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位,它由程序、數(shù)據(jù)和一個(gè)稱為進(jìn)程控制塊(ProcessControlBlock，PCB)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成。其中,進(jìn)程控制塊PCB一般包括如下信息。1.進(jìn)程的概念進(jìn)程(Process)是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中最重要的概念之一。從用戶角度來看,進(jìn)程就是程序的一次執(zhí)行(過程)、且該程序可以同其他程序并發(fā)執(zhí)行。2.3.1進(jìn)程管理2.進(jìn)程的組成(1)標(biāo)識(shí)符:進(jìn)程名、用一個(gè)字符串或數(shù)字表示。(2)地址:進(jìn)程、程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存或外存中的物理位置。(3)狀態(tài):進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài),可以是就緒、運(yùn)行、阻塞等。(4)優(yōu)先級(jí):表示進(jìn)程的優(yōu)先程度,以便為每個(gè)進(jìn)程分配處理機(jī)及其他資源時(shí)使用。(5)資源清單:進(jìn)程的資源需求和分配情況。(6)現(xiàn)場保護(hù)區(qū)地址:內(nèi)存中的一塊區(qū)域,用于進(jìn)程退出CPU時(shí)保護(hù)現(xiàn)場之用。(7)鏈接指針:用于形成進(jìn)程隊(duì)列,一般指排在該進(jìn)程之后的下一進(jìn)程的PCB地址。此外,還有一些其他信息,一般因系統(tǒng)面異。從進(jìn)程的組成可以看出：①一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)程序,反之,一個(gè)程序也可以同時(shí)屬于多個(gè)進(jìn)程。②程序和數(shù)據(jù)雖然是組成進(jìn)程的實(shí)體,但僅有程序和數(shù)據(jù)還不是進(jìn)程,而只有給程序和數(shù)據(jù)添上一個(gè)PCB才能構(gòu)成進(jìn)程。所以,PCB是進(jìn)程的唯一標(biāo)志,不同的PCB代表不同的進(jìn)程。在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)PCB,就等于創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程;撤銷一個(gè)PCB,就等于撤銷了一個(gè)進(jìn)程。2.3.1進(jìn)程管理3.進(jìn)程的特征①進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的,它由系統(tǒng)創(chuàng)建,并會(huì)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換,直至消亡。而程序是靜態(tài)的,它是指令的有序集合。②進(jìn)程可并發(fā)執(zhí)行,即一個(gè)進(jìn)程已開始工作但還沒有結(jié)束之前，另一個(gè)進(jìn)程可以開始工作。程序只能一個(gè)個(gè)執(zhí)行并完成。③多個(gè)進(jìn)程可包含有相同的程序,只要運(yùn)行的數(shù)據(jù)集合不同;反之,一個(gè)進(jìn)程也可包含多個(gè)進(jìn)程，形成父子進(jìn)程。2.3.1進(jìn)程管理4．進(jìn)程的狀態(tài)一個(gè)進(jìn)程被創(chuàng)建后，一般并不是立即在處理機(jī)上執(zhí)行,也不是一直在處理機(jī)上執(zhí)行,而是一會(huì)兒執(zhí)行,一會(huì)兒停止,走走停停,直到運(yùn)行結(jié)束。這就是說,進(jìn)程在其整個(gè)生命周期中是在不停地變換著狀態(tài)。（1）就緒狀態(tài)：就是做好了一切準(zhǔn)備、等待上CPU運(yùn)行。具休來講,就是進(jìn)程已獲得除CPU以外所有必要的資源、只要再獲得處理機(jī)，就可立即運(yùn)行。處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程通常排成一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列等候執(zhí)行,這樣的隊(duì)列稱為就緒隊(duì)列。（2）運(yùn)行狀態(tài)：就是獲得處理機(jī),其程序正在CPU上執(zhí)行。（3）阻塞狀態(tài)：因某種原因(如I/O請求,或等待某一事件發(fā)生)暫時(shí)從CPU上退下,而不能持續(xù)運(yùn)行,即進(jìn)程的運(yùn)行受到了阻塞。2.3.1進(jìn)程管理5.進(jìn)程控制進(jìn)程控制包括進(jìn)程的創(chuàng)建、撤銷和狀態(tài)轉(zhuǎn)換等。這些功能一般用進(jìn)程控制原語實(shí)現(xiàn)。所謂原語,是指由若干條機(jī)器指令構(gòu)成的用以完成一定功能的程序段,且在執(zhí)行期間不能中斷除了這幾個(gè)基本進(jìn)程控制原語外,在有些系統(tǒng)中還有一些其他進(jìn)程控制原語,如掛起原語、激活原語等。6.進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程由就緒狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)是由進(jìn)程調(diào)度程序?qū)崿F(xiàn)的,實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程稱為進(jìn)程調(diào)度。進(jìn)程調(diào)度的具體操作是按照某--原則(所謂調(diào)度算法)從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程,然后把處理機(jī)分配給它。引起進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)一般是正在運(yùn)行的進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，或因時(shí)間片用完轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)、或因某一原因轉(zhuǎn)人阻塞狀態(tài)。另外。當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就結(jié)隊(duì)列、請求立即分配處理機(jī)時(shí),也會(huì)引起進(jìn)程調(diào)度。當(dāng)然，這又涉及進(jìn)程調(diào)度的方式。進(jìn)程調(diào)度的方式一般分為剝奪(搶占)式和非剝奪(非搶占)式兩種。2.3.1進(jìn)程管理常用的進(jìn)秘調(diào)度算法如下。(1)優(yōu)先級(jí)法就是給每一個(gè)進(jìn)程設(shè)置--個(gè)級(jí)別,每次進(jìn)程調(diào)度時(shí)調(diào)度程序總是從緒隊(duì)列中選取一個(gè)級(jí)別最高的進(jìn)程,為其分配CPU。進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)一般用一個(gè)數(shù)字表示,常按某種原則(如進(jìn)程的類型、大小、需占用CPU的時(shí)間以及緊急程度等)由系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定,或者人工設(shè)定。優(yōu)先級(jí)法又可分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)法和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)法。前者優(yōu)先級(jí)始終不變,后者優(yōu)先級(jí)隨進(jìn)程的運(yùn)行在不斷地調(diào)整和變化。(2)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法該算法是按某一顧序?qū)M(jìn)程進(jìn)行循環(huán)調(diào)度。每個(gè)進(jìn)程占用CPU的時(shí)向由其時(shí)間片決定,當(dāng)用完自已的時(shí)間片后該進(jìn)程退出,然后調(diào)度下一個(gè)進(jìn)程。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法又分為固定時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法和可變時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。前者時(shí)間片的大小固定,而后者的時(shí)間片可隨進(jìn)程的運(yùn)行而調(diào)整和變化。2.3.1進(jìn)程管理7.進(jìn)程互斥與同步進(jìn)程互斥是指兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程因爭奪某一臨界資源面相互排斥。如兩個(gè)進(jìn)程A和B,同時(shí)請求使用一臺(tái)打印機(jī)、而打印機(jī)是一-種臨界資源,它一次只能允許一個(gè)進(jìn)程使用,于是出現(xiàn)相互排斥。進(jìn)程同步是指兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程為共同完成一個(gè)任務(wù)面相互配合、協(xié)同工作。例如,進(jìn)程A、B分別為計(jì)算進(jìn)程和打印進(jìn)程,兩者的合作關(guān)系是A算出結(jié)果,B才能打印。2.3.1進(jìn)程管理8.進(jìn)程通信進(jìn)程通信就是進(jìn)程間進(jìn)行信息交流。其實(shí),前面的信號(hào)量機(jī)制也可以看作是一種進(jìn)程通信方式。因?yàn)樾盘?hào)量本身就是一種信息,進(jìn)程正是通過對(duì)信號(hào)量的設(shè)定、修改和判定來實(shí)現(xiàn)互斥和同步的。但是由于信號(hào)量所攜帶的信息太簡單、太有限,所以利用信號(hào)量通信只能算作一種低級(jí)通信。為了在進(jìn)程間傳遞大量信息,即進(jìn)程通信,操作系統(tǒng)發(fā)展了多種通信方式。(1)利用共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或共享內(nèi)存的通信方式在這種通信方式中,進(jìn)行通信的每個(gè)進(jìn)程公用某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息交換;或者由操作系統(tǒng)在內(nèi)存中劃出一塊共享存儲(chǔ)區(qū),每個(gè)進(jìn)程通過對(duì)共享存儲(chǔ)區(qū)的讀寫來實(shí)現(xiàn)通信。2.3.1進(jìn)程管理(2)利用消息傳遞的通信方式在這種通信方式中，進(jìn)程間的通信以消息(message)為單位、通過調(diào)用一組高級(jí)通信原語來進(jìn)行。消息傳遞通信有可分為直接通信和間接通信兩種。(3)利用共享文件的通信方式這種通信方式其實(shí)就是所謂的管道(PIPE)通信。在這種通信方式中、通信進(jìn)程使用一個(gè)已經(jīng)打開的共享文件來實(shí)現(xiàn)通信,該共享文件被形象地稱為“管道”、所以這種通信方式也稱為管道通信。在管道通信中,發(fā)送進(jìn)程把數(shù)據(jù)寫到管道中，而接受進(jìn)程則從管道中讀出數(shù)據(jù)。顯然，管道是一種臨界資源,所以通信時(shí),兩個(gè)通信進(jìn)程關(guān)于管道也需要互斥和同步。在上述的幾種通信機(jī)制中,基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或共享內(nèi)存的通信速度最快。一-般的多任務(wù)操作系統(tǒng)都采用這種方式。管道通信方式由UNIX首創(chuàng),是建立在共享文件的基礎(chǔ)之上的,但效率要低一些。在UNIX(SystemV)中,提供了一個(gè)進(jìn)程通信包,即IPC，實(shí)現(xiàn)了三種通信方式,即共享內(nèi)存方式、消息通信方式和管道通信方式。2.3.1進(jìn)程管理9.死鎖(1)死鎖的由來死鎖是操作系統(tǒng)層面的一個(gè)錯(cuò)誤,是進(jìn)程死鎖的簡稱,最早在1965年由Dijikstra在研究銀行家算法時(shí)提出的,它是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)乃至整個(gè)并發(fā)程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域中最難處理的問題之一。事實(shí)上,計(jì)算機(jī)世界有很多事情需要多線程方式去解決,因?yàn)檫@樣才能最大限度利用資源,才能體現(xiàn)出計(jì)算的高效。但是,實(shí)際上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有很多一次只能由一個(gè)進(jìn)程使用的資源的情況，如打印機(jī),同時(shí)只能有一個(gè)進(jìn)程控制它。在多通道程序設(shè)計(jì)環(huán)境中,若干進(jìn)程往往要共享這類資源，而且一個(gè)進(jìn)程所需要的資源還很有可能不止一個(gè)。因此,就會(huì)出現(xiàn)若干進(jìn)程競爭有限資源,又推進(jìn)順序不當(dāng)。從而構(gòu)成無限期循環(huán)等待的局面,我們稱這種狀態(tài)為死鎖。簡單一點(diǎn)描述，死鎮(zhèn)是指多個(gè)進(jìn)程循環(huán)等待它方占有的資源而無限期地假持下去的局面。很顯然，如果沒有外力的作用,那么死鎮(zhèn)涉及的各個(gè)進(jìn)程都將永遠(yuǎn)處于封鎖狀態(tài)。系統(tǒng)發(fā)生死鎖現(xiàn)象不僅浪費(fèi)大量的系統(tǒng)資源,甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，帶來災(zāi)難性后果。所以，對(duì)于死鎖問題在理論上和技術(shù)上都必須予以高度重視。2.3.1進(jìn)程管理(2)死鎖的概念死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中,由于競爭資源或者由于彼此通信而造成的一種阻塞的現(xiàn)象，若無外力作用,它們都將無法推進(jìn)下去。此時(shí)稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖,這些永遠(yuǎn)在互相等待的進(jìn)程稱為死鎖進(jìn)程。簡而言之,死鎖是多個(gè)進(jìn)程由于競爭資源而導(dǎo)致循環(huán)等待的情況。2.3.1進(jìn)程管理(3)產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件1)互斥條件：指進(jìn)程對(duì)所分配到的資源進(jìn)行排他性使用,即在一段時(shí)間內(nèi)某資源只由一個(gè)進(jìn)程占用。如果此時(shí)還有其他進(jìn)程請求資源，則請求者只能等待，直至占有資源的進(jìn)程用畢釋放。2)請求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請求,而該資源已被其他進(jìn)程占有、此時(shí)請求進(jìn)程阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其他資源保持不放。3)不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源,在未使用完之前，不能被剝奪,只能在使用完時(shí)由自己釋放。4)循環(huán)等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程——資源的環(huán)形鏈，即進(jìn)程集合|P0,P1,P2,.…,Pn|中的P正在等待一個(gè)P1占用的資源；P1正在等待P2占用的資源,……,Pn正在等待已被P0占用的資源。2.3.1進(jìn)程管理(4)打破死鎖的四個(gè)必要條件前面介紹了死鎖發(fā)生時(shí)的四個(gè)必要條件,只要破壞這四個(gè)必要條件中的任意一個(gè)條件,死鎖就不會(huì)發(fā)生。這就為我們解決死鎖問題提供了可能。一般解決死鎖的方法分為死鎖的預(yù)防、避免、檢測與恢復(fù)三種(注意:死鎖的檢測與恢復(fù)是一個(gè)方法)。(5)死鎖的預(yù)防死鎖的預(yù)防是保證系統(tǒng)不進(jìn)入死鎖狀態(tài)的一種策略。它的基本思想是要求進(jìn)程申請資源時(shí)遵循某種協(xié)議，從而打破產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件中的一個(gè)或幾個(gè),保證系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。1)打破互斥條件,即允許進(jìn)程同時(shí)訪問某些資源。但是,有的資源是不允許被同時(shí)訪問的.像打印機(jī)等,這是由資源本身的屬性所決定的。所以，這種辦法并無實(shí)用價(jià)值。2.3.1進(jìn)程管理2)打破不可搶占條件，即允許進(jìn)程強(qiáng)行從占有者那里奪取某些資源。就是說,當(dāng)一個(gè)進(jìn)程已占有了某些資源,它又申請新的資源,但不能立即被滿足時(shí)，它必須釋放所占有的全部資源以后再重新申請。它所釋放的資源可以分配給其他進(jìn)程。這就相當(dāng)于該進(jìn)程占有的資源被隱蔽地強(qiáng)占了。這種預(yù)防死鎖的方法實(shí)現(xiàn)起來困難,會(huì)降低系統(tǒng)性能。3)打破占有且申請條件，可以實(shí)行資源預(yù)先分配策略,即進(jìn)程在運(yùn)行前一次性地向系統(tǒng)申請它所需要的全部資源。如果某個(gè)進(jìn)程所需的全部資源得不到滿足,則不分配任何資源,此進(jìn)程暫不運(yùn)行。只有當(dāng)系統(tǒng)能夠滿足當(dāng)前進(jìn)程的全部資源需求時(shí),才一次性地將所申請的資源全部分配給該進(jìn)程。由于運(yùn)行的進(jìn)程已占有了它所需的全部資源,所以不會(huì)發(fā)生占有資源又申請資源的現(xiàn)象,因此,不會(huì)發(fā)生死鎖。但是,這種策略也有如下缺點(diǎn)。①在許多情況下,一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行之前不可能知道它所需要的全部資源。這是由于逛程在執(zhí)行時(shí)是動(dòng)態(tài)的、不可預(yù)測的。②資源利用率低。無論所分資源何時(shí)用到,一個(gè)進(jìn)程只有在占有所需的全部資源后才能執(zhí)行。即使有些資源最后才被該進(jìn)程用到一次，但該進(jìn)程在生存期間卻一直占有它們.造成長期占著不用的狀況。這顯然是一種極大的資源浪費(fèi)。③降低了進(jìn)程的并發(fā)性。因?yàn)橘Y源有限，又加上存在浪費(fèi)，能分配到所需全部資源的進(jìn)程個(gè)數(shù)就必然少了。2.3.1進(jìn)程管理4)打破循環(huán)等待條件,實(shí)行資源有序分配策略。采用這種策略，即把資源事先分類編號(hào)，按號(hào)分配,使進(jìn)程在申請，占用資源時(shí)不會(huì)形成環(huán)路。所有進(jìn)程對(duì)資源的請求必須嚴(yán)格按資源序號(hào)遞增的順序提出。進(jìn)程占用了小號(hào)資源,才能申請大號(hào)資源、就不會(huì)產(chǎn)生環(huán)路,從而預(yù)防了死鎖。這種策略與前面的策略相比,資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量都有很大提高,但是也存在以下缺點(diǎn)。①限制了進(jìn)程對(duì)資源的請求，同時(shí)給系統(tǒng)中所有資源合理編號(hào)也是件困難事,并增加了系統(tǒng)開銷。②為了遵循按編號(hào)申請的次序，暫不使用的資源也需要提前申請,從而增加了進(jìn)程對(duì)資源的占用時(shí)間。死鎖的檢測和解除經(jīng)常會(huì)配套使用，當(dāng)檢測到死鎖時(shí),需要利用各種辦法來解除系統(tǒng)的死鎖,常用的辦法有資源奪取法、進(jìn)程撤銷法、系統(tǒng)重啟法、進(jìn)程回退法。2.3.2存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理是指對(duì)內(nèi)存(主存)的管理，主要包括內(nèi)存分配、地址變換、存儲(chǔ)擴(kuò)充和存儲(chǔ)保護(hù)等。1.地址映射一個(gè)應(yīng)用程序(源程序)經(jīng)編譯后,通常會(huì)形成若干個(gè)目標(biāo)程序;這些目標(biāo)程序再經(jīng)過鏈接而形成可裝人程序。這些程序的地址都是從“0”開始的,程序中的其他地址都是相對(duì)于起始地址計(jì)算的;由這些地址所形成的地址范圍稱為“地址空間”,其中的地址稱為“邏輯地址”或“相對(duì)地址”。此外,由內(nèi)存中的一系列單元所限定的地址范圍稱為“內(nèi)存空間”,其中的地址稱為“物理地址”。在多道程序環(huán)境下，地址空間中的邏輯地址和內(nèi)存空間中的物理地址是不可能一致的,因此,存儲(chǔ)器管理必須提供地址映射功能,將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對(duì)應(yīng)的物理地址。該功能同樣應(yīng)在硬件的支持下完成。2.3.2存儲(chǔ)管理2.內(nèi)存分配操作系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配時(shí),可采取以下兩種方式。①靜態(tài)分配方式。每個(gè)作業(yè)的內(nèi)存空間是在作業(yè)裝入時(shí)確定的；在作業(yè)裝入后的整個(gè)運(yùn)行期間,不允許再申請新的內(nèi)存空間,也不允許作業(yè)在內(nèi)存中“移動(dòng)”。②動(dòng)態(tài)分配。每個(gè)作業(yè)所要求的基本內(nèi)存空間也是在裝入時(shí)確定的；但允許作業(yè)任運(yùn)行過程中繼續(xù)申請新的附加空間,以適應(yīng)程序和數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)增長,也允許作業(yè)在內(nèi)存中“移動(dòng)”。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配,在內(nèi)存分配的機(jī)制中應(yīng)具有以下結(jié)構(gòu)和功能。*內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)用于記錄內(nèi)存空間的使用情況，作為內(nèi)存分配的依據(jù)。*內(nèi)存分配功能。系統(tǒng)按照一定的內(nèi)存分配算法為用戶程序分配內(nèi)存空間。2.3.2存儲(chǔ)管理3.內(nèi)存回收功能系統(tǒng)對(duì)于用戶不再需要的內(nèi)存,通過用戶的釋放請求,去完成系統(tǒng)的回收功能。4．內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行,互不干擾。進(jìn)一步說,絕不允許用戶程序訪問操作系統(tǒng)的程序和數(shù)據(jù);也不允許轉(zhuǎn)移到非共享的其他用戶程序中去執(zhí)行。2.3.2存儲(chǔ)管理5.內(nèi)存擴(kuò)充由于物理內(nèi)存的容量有限(它是非常寶貴的硬件資源，不可能做得太大)，因而難以滿足用戶的需要，勢必影響到系統(tǒng)的性能。在存儲(chǔ)器管理中的內(nèi)存擴(kuò)充任務(wù)，并非是去增加物理內(nèi)存的容量,而是借助于虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量、使用戶所感覺到的內(nèi)存比物理內(nèi)存大得多;或者是讓更多的用戶程序能并發(fā)運(yùn)行。這樣，即滿足了用戶的需要、改善了系統(tǒng)性能,又基本上不增加硬件投資。為了從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存,系統(tǒng)必須具有內(nèi)存擴(kuò)充機(jī)制，用于實(shí)現(xiàn)下述各功能。①請求調(diào)入功能。允許在僅裝入一部分用戶程序和數(shù)據(jù)的情況下,啟動(dòng)該程序運(yùn)行。在運(yùn)行過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)行時(shí)所需的程序和數(shù)據(jù)尚未裝人內(nèi)存時(shí),可向操作系統(tǒng)發(fā)出請求、由操作系統(tǒng)將所需部分調(diào)入內(nèi)存、以便繼續(xù)運(yùn)行。②置換功能。若內(nèi)存中已無足夠的空間米裝入需要調(diào)入的部分時(shí),系統(tǒng)應(yīng)能將內(nèi)存中的一部分暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)至磁盤上，以便騰出內(nèi)存空間,然后再將所需部分調(diào)入內(nèi)存。2.3.3文件管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件資源,如源程序、目標(biāo)程序、數(shù)據(jù)、編譯程序等，都是以文件形式組織的。對(duì)這些文件的高效管理,并為用戶提供方便、安全地使用這些文件的手段，是操作系資的另一個(gè)重要任務(wù)。1．文件及文件系統(tǒng)(1)文件：指邏輯上具有完整意義的一紐相關(guān)信息的有序集合,它由文件體及文件控制塊(FCB)所組成。其中,文件體是文件信息的本體，文件控制塊則是文件的說明，包含有文件名、用戶名、文件類型、文件所在物理位置,文件建立日期等。(2)文件類型：按照不同觀點(diǎn),可將文件分成多類,見教材P164。(3)文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中對(duì)文件進(jìn)行組織、存取和管理的機(jī)構(gòu)(軟件集合)，稱為文件管理系統(tǒng),簡稱文件系統(tǒng)。2.3.3文件管理2.文件系統(tǒng)的功能文件系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)“按名存取”,具體包括如下。(1)實(shí)現(xiàn)從邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換。邏輯文件:按用戶使用要求構(gòu)造的文件。它是面向用戶的。物理文件:按存儲(chǔ)介質(zhì)(如磁盤、磁帶)的物理特性構(gòu)造的文件。它是面向設(shè)備的。為使用戶方便按名存取文件，文件系統(tǒng)為用戶“屏蔽”了復(fù)雜的輔存特性及文件在輔存上的具體操作,實(shí)現(xiàn)邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換。(2)有效地分配文件的存儲(chǔ)空間。(3)建立文件目錄,提供合適的存取方法。(4)實(shí)現(xiàn)文件的共享、保護(hù)和保密。2.3.3文件管理3．文件的組織文件系統(tǒng)提供了上述的兩種文件結(jié)構(gòu):邏輯結(jié)構(gòu)，物理結(jié)構(gòu)。(1)文件的邏輯結(jié)構(gòu)(邏輯文件)流式文件:將文件信息作為一個(gè)整體來管理和使用的文件。如由系統(tǒng)程序、源程序.標(biāo)準(zhǔn)子程序等信息組成的文件。記錄式文件:由若干個(gè)相關(guān)記錄所組成的文件。文件系統(tǒng)以記錄為單位對(duì)文件進(jìn)行管理,用戶則按文件名和學(xué)號(hào)以記錄為單位使用文件中的信息。2.3.3文件管理(2)文件的物理結(jié)構(gòu)(物理文件)文件的物理結(jié)構(gòu)可分為三類。①順序結(jié)構(gòu)定義:邏輯文件的記錄依次存放在外存的連續(xù)物理塊中，這種結(jié)構(gòu)稱為順序結(jié)構(gòu)。②鏈接結(jié)構(gòu)定義:邏輯文件的記錄依次存放在外存用指針鏈接的物理塊中,這種結(jié)構(gòu)稱為鏈接結(jié)構(gòu)。③索引結(jié)構(gòu)定義:邏輯文件的記錄依次存放在外存中由索引表指示的物理塊中,這種結(jié)構(gòu)稱為索引結(jié)構(gòu)。索引表與文件同時(shí)建立,并與文件-起存放在同-文件卷上,通常占用個(gè)或幾個(gè)物理塊。當(dāng)索引表的表目不多時(shí),可用一個(gè)物理塊存放;當(dāng)文件很大時(shí)，就需要多個(gè)物理塊存放其索引表。存放索引表的物理塊,稱為索引表塊。一個(gè)文件可有多個(gè)素引表,索引表塊可以按串聯(lián)方式組織,也可以按多級(jí)索引方式組織。2.3.3文件管理(3)文件的存取方式文件的存取方式是指操作系統(tǒng)為用戶或進(jìn)程提供的讀寫邏輯文件的方法。通常有兩種方式,即順序存取和直接存取(亦稱隨機(jī)存取)。順序存取是按照記錄或字符在文件中的排列順序依次存取。例如,在記錄式文件中,當(dāng)前存取的記錄為Ri,則下一次存取的記錄自動(dòng)確定為Ri+1。在無結(jié)構(gòu)的流式文件中,順序存取按照讀寫位移(offset)從當(dāng)前位置開始讀寫，每讀寫完一段信息后,自動(dòng)加上該段的長度,然后在根據(jù)該位移讀寫下面的信息。這就是說,順序讀取不允許跳過某些內(nèi)容而存取。這就意味著要讀取最后一個(gè)記錄時(shí),必須從第一個(gè)記錄開始。2.3.3文件管理4.文件目錄如何從成千上萬的文件中,“按名存取”所需要的文件？這就需要建立文件目錄,如同通過本書的日錄來查找各章節(jié)的內(nèi)容及其所在頁號(hào)?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)通常采用樹型結(jié)構(gòu)對(duì)文件進(jìn)行組織。最基本的一級(jí)稱為卷,一盤磁帶、一張來盤片、一個(gè)硬盤分區(qū)或一張軟盤片都可稱為一卷。在卷上可以建立目錄樹,有的系統(tǒng)中稱為文件夾。最基本的一級(jí)稱為根目錄，它通常是在格式化時(shí)創(chuàng)建的。在根目錄中,操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要建立一-些系統(tǒng)使用的目錄，用戶也可以根據(jù)自己的想法在根目錄中建立自己使用的目錄樹結(jié)構(gòu)。在根目錄上建立的目錄稱為子目錄，子目錄中還可以再建立子日錄，從而形成多級(jí)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)日錄中,文件不能重名,即一個(gè)文件名只能用于命名一個(gè)文件。而不同目錄中的文件可以重名。從根目錄開始直到文件名，所有目錄名排列起來稱為文件的路徑。操作系統(tǒng)對(duì)目錄樹的層次、路徑的長度和每個(gè)目錄中所能存儲(chǔ)的文件數(shù)潯都有一定的限制。2.3.3文件管理5.文件的共享、保護(hù)和保密(1)文件的共享:文件作為軟件資源可供多個(gè)用戶共同使用,稱為文件共享。實(shí)現(xiàn)文件共享的方法有連訪法(用指針鏈指向同一信息文件)采用基本文件自錄和符號(hào)文件目錄的多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。(2)文件保護(hù):防止文件因硬件故障或共享文件時(shí)庭受破壞，稱為文件保護(hù)。實(shí)現(xiàn)文件保護(hù)的方法有建立存取控制權(quán)限表,定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)，建立多個(gè)副本等。(3)文件的保密:防止他人竊取文作,稱為文作保密。實(shí)現(xiàn)文作保密的方法有設(shè)置口令,對(duì)文件進(jìn)行加密等。2.3.4設(shè)備管理現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都配置有名種外部設(shè)備,其物理特性名異,使用時(shí)差別很大。操作系統(tǒng)中的設(shè)備管理程序不僅高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)備的管理(如設(shè)備共享,并發(fā)操作等),而且為用戶方便使用設(shè)備提供了良好手段(如用戶按詡輯設(shè)備申請?jiān)O(shè)備,且不必考慮設(shè)備的物理特性)。1.設(shè)備管理的任務(wù)和功能設(shè)備管理的主要任務(wù)是完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設(shè)備,提高I/O設(shè)備的利用率,方便用戶使用I/O設(shè)備。設(shè)備管理應(yīng)該具備以下功能。(1)設(shè)備分配。按照設(shè)備類型和相應(yīng)的分配算法決定將I/O設(shè)備分配給哪個(gè)要求使用該設(shè)備的進(jìn)程。如果在I/O設(shè)備與CPU之間還存在著設(shè)備控制器和通道，則還需分配相應(yīng)的控制器和通道,以保證I/O設(shè)備與CPU之間有傳遞信息的通路。凡未分配到所需設(shè)備的進(jìn)程應(yīng)放入一個(gè)等待隊(duì)列。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備分配，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于記錄設(shè)備的狀態(tài)。2.3.4設(shè)備管理(2)設(shè)備處理。設(shè)備處理程序?qū)崿F(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信，即當(dāng)CPU向設(shè)備控制器發(fā)出I/O指令時(shí),設(shè)備處理程序應(yīng)啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行I/O操作，并能對(duì)設(shè)備發(fā)來的中斷請求做出及時(shí)的響應(yīng)和處理。(3)緩沖管理。設(shè)置緩沖區(qū)的目的是緩和CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾。緩沖管理程序負(fù)責(zé)完成緩沖區(qū)的分配和釋放及有關(guān)的管理工作。(4)設(shè)備獨(dú)立性。設(shè)備獨(dú)立性又稱設(shè)備無關(guān)性,是指應(yīng)用程序獨(dú)立于物理設(shè)備。用戶在編制應(yīng)用程序時(shí),要盡量避免直接使用實(shí)際設(shè)備名。如果程序中使用了實(shí)際設(shè)備名,則當(dāng)該設(shè)備沒有連接在系統(tǒng)中或者該設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，用戶程序無法運(yùn)行,若要運(yùn)行此程序則需要修改程序。如果用戶程序不涉及實(shí)際設(shè)備而使用邏輯設(shè)備，那么它所要求的輸入/輸出便與物理設(shè)備無關(guān)。設(shè)備獨(dú)立性可以提高用戶程序的可適應(yīng)性，使程序不局限與某個(gè)具體的物理設(shè)備。2.3.4設(shè)備管理2．設(shè)備控制器與I/O通道(1)設(shè)備控制器設(shè)備一般由機(jī)械和電子兩部分組成,設(shè)備的電子部分通常稱為設(shè)備控制器。設(shè)備控制器處于CPU與I/O設(shè)備之間,它接收從CPU發(fā)來的命令,并去控制I/O設(shè)備工作,使CPU從繁雜的設(shè)備控制事務(wù)中解脫出來。設(shè)備控制器是一個(gè)可編址設(shè)備，當(dāng)它僅控制一個(gè)設(shè)備時(shí),它有一個(gè)設(shè)備地址;當(dāng)控制器連接多個(gè)設(shè)備時(shí)，則應(yīng)具有多個(gè)設(shè)備地址，使每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備。設(shè)備控制器應(yīng)具有以下功能:接收和識(shí)別來自CPU的各種命令,實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控制器、設(shè)備控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，記錄設(shè)備的狀態(tài)供CPU查詢，識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備地址。為此，設(shè)備控制器中應(yīng)設(shè)置控制寄存器存放接收的命令及參數(shù)、設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器存放傳輸?shù)臄?shù)據(jù),設(shè)置狀態(tài)寄存器記錄設(shè)備狀態(tài)。(2)I/O通道在-般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通道指專門用于負(fù)責(zé)輸入/輸出工作的處理機(jī)。通道有自己的指令系統(tǒng)，該指令系統(tǒng)比較簡單，一般只有數(shù)據(jù)傳送指令、設(shè)備控制指令等。通道所執(zhí)行的程序稱為通道程序。2.3.4設(shè)備管理3.中斷技術(shù)中斷是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了某一急需處理的事件,使得CPU暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序，待處理完畢后又返回到原來被中斷處繼續(xù)執(zhí)行。引起中斷發(fā)生的事件稱為中斷源。中斷源向CPU發(fā)出的請求中斷處理的信號(hào)稱為中斷請求。而CPU收到中斷請求后轉(zhuǎn)相應(yīng)事件處理程序的過程稱為中斷響應(yīng)。發(fā)生中斷時(shí)，剛執(zhí)行完的那條指令所在的單元號(hào)稱為斷點(diǎn),斷點(diǎn)的邏輯后繼指令的單元號(hào)稱為恢復(fù)點(diǎn)。而現(xiàn)場是指中斷的那一時(shí)刻能保證程序繼續(xù)運(yùn)行的有關(guān)信息。在某些情況下，盡管產(chǎn)生了中斷源和中斷請求，但CPU內(nèi)部的處理機(jī)狀態(tài)字PSW(是一組反映程序運(yùn)行狀態(tài)的信息,又稱為程序狀態(tài)字)的中斷允許位已被清除，從而不允許CPU響應(yīng)中斷，這種情況稱為禁止中斷，也稱為關(guān)中斷。CPU禁止中斷后、只有等到PSW的中斷允許位重新設(shè)置后才能接受中斷。當(dāng)設(shè)置PSW的中斷允許位時(shí),CPU可以接受中斷,這種情況稱為允許中斷,也稱為開中斷。開中斷和關(guān)中斷是為了保證某些程序執(zhí)行的原子性。2.3.4設(shè)備管理為了處理上的方便，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常采用中斷向量來存放中斯處理程序的入口地址,以便中斷發(fā)生時(shí)硬件能根據(jù)中斷向量轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序執(zhí)行。在中斷向量中每一個(gè)中斷信號(hào)占用連續(xù)的兩個(gè)單元:一個(gè)單元用來存放中斷處理程序的人口地址;另一個(gè)單元用來保存在處理中斷時(shí)CPU應(yīng)具有的狀態(tài)。除了禁止中斷外、還有一個(gè)比較常用的概念是中斷屏蔽。中斷屏磁是指系統(tǒng)用軟件方式有選擇地封鎖部分中斷而允許其余部分中斷仍能得到響應(yīng)。不過,有些中斷請求是不能屏蔽甚至不能禁止的、也就是說,這些中斷具有最高優(yōu)先級(jí)，不管CPU是否關(guān)中斷,只要這些中斷請求一提出，CPU必須立即響應(yīng)。2.3.4設(shè)備管理4．緩沖技術(shù)緩沖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想是在CPU和外設(shè)之間設(shè)立緩沖，用以暫存CPU和外設(shè)之間交換的數(shù)據(jù),從而緩和CPU與外設(shè)速度不匹配所產(chǎn)生的矛盾。事實(shí)上，凡是數(shù)據(jù)到來速度和數(shù)據(jù)離去速度不同的地方都可以使用緩沖。緩沖的實(shí)現(xiàn)方法有兩種:一種實(shí)現(xiàn)方法是采用硬件緩沖器，但由于這種方法成本太高,除一些關(guān)鍵部位外，一般情況下不采用硬件緩沖器;另一種實(shí)現(xiàn)方法是在內(nèi)存劃出一塊存儲(chǔ)區(qū),專門用來臨時(shí)存放輸入/輸出數(shù)據(jù),這個(gè)區(qū)域稱為緩沖區(qū)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的緩沖區(qū)個(gè)數(shù)不同，可以將緩沖分為單緩沖、雙緩沖、環(huán)形緩沖和緩沖池。單緩沖是在設(shè)備和處理機(jī)之間設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)。設(shè)備和處理機(jī)交換數(shù)據(jù)時(shí),先把被交換數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)、然后，需要數(shù)據(jù)的設(shè)備或處理機(jī)從緩沖區(qū)取走數(shù)據(jù)。由于只設(shè)置了一個(gè)緩沖區(qū),因而設(shè)備與處理機(jī)對(duì)緩沖區(qū)的操作是串行的。2.3.4設(shè)備管理引入雙緩沖可以提高處理機(jī)與設(shè)備的并行操作程度。例如，在設(shè)備輸入時(shí),輸入設(shè)備先將第一個(gè)緩沖區(qū)裝滿數(shù)據(jù),在輸人設(shè)備裝填第二個(gè)緩沖區(qū)的同時(shí),處理機(jī)可以從第一個(gè)緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)供用戶進(jìn)程進(jìn)行處理;當(dāng)?shù)谝粋€(gè)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)處理完后,若第二個(gè)緩沖區(qū)已填滿，則處理機(jī)又可以從第二個(gè)緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而輸人設(shè)備又可以裝填第一個(gè)緩沖區(qū)。顯然，雙緩沖的使用提高了處理機(jī)和輸人設(shè)備并行操作的程度。只有當(dāng)兩個(gè)緩沖區(qū)都為空,而且進(jìn)程還要提取數(shù)據(jù)時(shí),該進(jìn)程被迫等待。環(huán)形緩沖(又稱循環(huán)緩沖)中包含多個(gè)大小相等的緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)中有一個(gè)鏈接指針指向下一個(gè)緩沖區(qū)，最后一個(gè)緩沖區(qū)指針指向第一個(gè)緩沖區(qū),這樣多個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成一個(gè)環(huán)形。環(huán)形級(jí)沖用于輸入/輸出時(shí),還需要有兩個(gè)指針in和out。對(duì)于輸入而言,首先要從設(shè)備接收數(shù)據(jù)到緩沖區(qū),in指針指向可以輸入數(shù)據(jù)的第一個(gè)空緩沖區(qū);當(dāng)運(yùn)行進(jìn)程需要數(shù)據(jù)時(shí),從環(huán)形緩沖中取一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū),并從此緩沖區(qū)中提取數(shù)據(jù)，out指針指向可以提取數(shù)據(jù)的第一個(gè)滿緩沖區(qū)。顯然，對(duì)輸入而言正好相反,進(jìn)程將處理過的需要輸出的數(shù)據(jù)從到空緩沖區(qū)中，而當(dāng)設(shè)備空閑時(shí),從滿緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)由設(shè)備輸出。2.3.4設(shè)備管理5.SPOOLing系統(tǒng)SPOOLing的意思外部設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作，又稱為假脫機(jī)輸入/輸出操作,是操作系統(tǒng)中采用的項(xiàng)將獨(dú)占設(shè)備改造成共享設(shè)備的技術(shù)。SPOOLing系統(tǒng)是對(duì)脫機(jī)輸入/輸出工作的模擬,它必須有高速大容量且可隨機(jī)存取的外存支持。SPOOLing系統(tǒng)主要包括以下三部分。(1)輸入井和輸出井這是在磁盤上開辟出來的兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域。輸入井模擬脫機(jī)輸入時(shí)的磁盤，用于收容I/O設(shè)備輸人的數(shù)據(jù)。輸出井模擬脫機(jī)輸出時(shí)的磁盤、用于收容用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。(2)輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)這是在內(nèi)存中開辟的兩個(gè)緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù),以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸出設(shè)備。(3)輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程輸入進(jìn)程模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī),將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)通過輸人級(jí)沖區(qū)再送到輸入井。當(dāng)CPU需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，直接將數(shù)據(jù)從輸入井讀入內(nèi)存。輸出進(jìn)程模擬脫機(jī)輸出時(shí)的外控制機(jī)，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)先從內(nèi)存送到輸出井，帶輸出設(shè)備空閑時(shí),再將輸出井中的數(shù)據(jù)輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。2.4

操作系統(tǒng)的實(shí)例UNIX操作系統(tǒng)

Linux操作系統(tǒng)

Windows操作系統(tǒng)

MacOS2.4.1UNIX操作系統(tǒng)UNIX最初是一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)、由美國AT&T公司開發(fā),于1974年正式發(fā)表、最初只配置在PDP-7上。后來,因其良好的可移植性和系列優(yōu)異特性,很快推廣到各類大、中、小型計(jì)算機(jī)上，成為操作系統(tǒng)領(lǐng)域中的佼佼者,而且不斷地發(fā)展。如今,在進(jìn)人Internet時(shí)代的情況下,UNIX仍然經(jīng)久不衰。現(xiàn)在的UNIX不僅是工作站上的主流操作系統(tǒng),也是廣泛流行的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。可以認(rèn)為，UNIX已經(jīng)成為最著名、影響最深遠(yuǎn)的一個(gè)操作系統(tǒng)。2.4.1UNIX操作系統(tǒng)2.UNIX的特點(diǎn)(1)可移植性。UNIX是用C語言編寫的，所以具有良好的可移植性,易讀、易修改。(2)開放性。它遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,特別是遵循開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI國際標(biāo)準(zhǔn),具有良好的開放性,可方便地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。因而廣泛地配置在從微型機(jī)到大、中型機(jī)的各種機(jī)器上;而且還能將配置UNIXOS的機(jī)器互聯(lián)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

(3)只有良好的用戶界而,如可編程語言Shell和圖形用戶界面X-Window。(4)具有可裝卸的樹型日錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng),可將外設(shè)與文件統(tǒng)一處理,簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì),方便了用戶使用;而且具有良好的安全性、保密性和可維護(hù)性(5)提供了多種通信機(jī)制,如管道、軟中斷、消息、共享存儲(chǔ)和信號(hào)燈等。(6)采用進(jìn)程對(duì)換內(nèi)存管理機(jī)制和分頁存儲(chǔ)管理方式,實(shí)現(xiàn)了虛擬存儲(chǔ)器管理,提高了內(nèi)存的使用效率。(7)內(nèi)核與外殼的有機(jī)結(jié)合．提供了豐富的系統(tǒng)調(diào)用和核外實(shí)用程序。(B提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)功能。各種版本的UNIX都支持TCP/IP協(xié)議,而且在UNIX中還包含有網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NPS,客戶/服務(wù)器協(xié)議軟件LanManagerClientServer、IPX/SPX軟件等。可實(shí)現(xiàn)UNIX系統(tǒng)之問、UNIX與Netware、WindowsNT,LANServer等網(wǎng)絡(luò)之向的互聯(lián)與互操作。2.4.2Linux操作系統(tǒng)1.Linux概述Linux是一個(gè)年輕而又發(fā)展迅速的操作系統(tǒng)。它的雛形是由一個(gè)名叫LinusTorvalds的猶蘭大學(xué)生首先開發(fā)的。從結(jié)構(gòu)特征來看,Linux屬于UNIX系列。事實(shí)上,它確實(shí)繼承了UNIX的許多優(yōu)點(diǎn)。因此,有人稱Linux是UNIX的一種克隆。然而Linux的開發(fā)道路與UNIX截然不同,與Windows更是大相徑庭,它所走的是“自由軟件”的道路。Linux的內(nèi)核是由LinusTorvaldks以及網(wǎng)絡(luò)上組織松散的“黑客”們從零開始編寫的。它的目標(biāo)是保持與POSIX的兼容,它具備現(xiàn)代UNIX所具備的全部特征，包括真正的多任務(wù)、虛擬存儲(chǔ)器管理、共享庫、需求裝以及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)支持等。Linux最初是基于386/486PC機(jī)開發(fā)的，但是現(xiàn)在也可以運(yùn)行在DECAl-pha,SUNSparc、MC68000以及MIPS和PowerPC等計(jì)算機(jī)上。事實(shí)上，Linux已經(jīng)成為能與WindowsNT抗衡優(yōu)秀操作系統(tǒng)。2.4.2Linux操作系統(tǒng)2.Linux的特點(diǎn)(1)Linux的工作方式類似于UNIX，但它免費(fèi)使用,源代碼開放。(2)Linux是符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的32位(在64位CPU上是64位)操作系統(tǒng)、它擁有現(xiàn)代操作系統(tǒng)所具有的功能,例如、真正的搶先式多任務(wù)處理,支持多用戶,提供內(nèi)存保護(hù)機(jī)制、支持虛擬內(nèi)存,支持對(duì)稱多處理SMP(SymmetricMultiprocessing),符合POSIX標(biāo)準(zhǔn),提供聯(lián)網(wǎng)功能和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,具有圖形用戶接口和桌面環(huán)境(實(shí)際上桌面環(huán)境并不止·個(gè)),能保證速度和穩(wěn)定性的要求等。(3)Linux的開發(fā)是基于一組優(yōu)秀的概念,它從UNIX的各個(gè)流派中吸取成功的經(jīng)驗(yàn),繼承UNIX的優(yōu)點(diǎn),屏棄它的缺點(diǎn),使其成為UNIX系列中的佼佼者。(4)Linux基本上是單內(nèi)核,但它并不是一個(gè)純粹的單內(nèi)核,它將微內(nèi)核的許多優(yōu)點(diǎn)引入到自己的單內(nèi)核設(shè)計(jì)中。(S)Linux的虛擬文件系統(tǒng)(VirtualFileSysltem，VFS)作為實(shí)際文件系統(tǒng)與操作系統(tǒng)之間的接口、而將實(shí)際文件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)隔離開來。在VFS的幫助下,支持除自身文件系統(tǒng)(如EXT2)以外的許多文件系統(tǒng)。各文件系統(tǒng)為VFS提供一致的接口,從而將不同文件系統(tǒng)的細(xì)節(jié)隱藏起來。對(duì)操作系統(tǒng)的其他部分以及運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的程序而言,所有的文件系統(tǒng)都是一樣的。2.4.3Windows操作系統(tǒng)Windows操作系統(tǒng)是美國微軟開發(fā)的Windows系列視窗化操作系統(tǒng)。目前服務(wù)器操作系統(tǒng)中，最高版本為WindowsServer2019,個(gè)人用操作系統(tǒng)中最高版本為Windows10.因其個(gè)人版操作系統(tǒng)簡單易操作一直是個(gè)人用戶的最大賣家。1.Windows操作系統(tǒng)概述(1)WindowsMeWindowsMe(WindowsMillenniumEdition)是一個(gè)16位/32位混合的Windows系統(tǒng),由微軟公司在2000年9月14日發(fā)行。WindowsMe是最后一個(gè)基于DOS的混合16位/32位的Windows9X系列的Windows，其版本號(hào)為4.2。其名字有三個(gè)意思,一是紀(jì)念2000年,Me是英文中千禧年(Millennium)的意思;二是指自己,Me在英文中是“我”的意思;三是Me還有多媒體應(yīng)用的意義(多媒體英文為multimedia)。2.4.3Windows操作系統(tǒng)(2)Windows2000Windows2000(微軟視窗操作系統(tǒng)2000，簡稱Win2K)是由微軟公司發(fā)行于1999年年底的WindowsNT系列的32位視窗操作系統(tǒng),起初稱為WindowsNT5.0。英文版于1999年12月19日上市,中文版于次年春上市。Windows2000是一個(gè)可中斷的、圖形化的、面向商業(yè)環(huán)境的操作系統(tǒng),為單一處理器或?qū)ΨQ多處理器的32位Intelx86電腦而設(shè)計(jì)。(3)WindowsXPWindowsXP是基于Windows2000代碼的產(chǎn)品,也是目前使用人數(shù)最多的操作系統(tǒng)。它擁有新的用戶圖形界面(叫作月神Luna)，它包括了一些細(xì)微的修改,其中有些看起來是從Linux的桌面環(huán)境(desktopenvironment)如KDE中獲得的靈感:帶有用廣圖形的登錄界面就是一個(gè)例子。此外，WindowsXP引入了一個(gè)“選擇任務(wù)”的用戶界面,使用戶可以由工具條訪問任務(wù)細(xì)節(jié)。它還包括簡化的Windows2000的用戶安全特性,并整合了防火墻,試圖解決一直困擾微軟的安全問題。2.4.3Windows操作系統(tǒng)(4)WindowsVistaWindowsVista是微軟Windows操作系統(tǒng)的一個(gè)版本。微軟最初在2005年7月22日正式公布了這一名字、之前操作系統(tǒng)開發(fā)代號(hào)Longhom。WindowsVista的內(nèi)部版本是6.0(WindowsNT6.0)，正式版的Build是6.0.6000。在2006年11月8日,WindowsVista開發(fā)完成并正式進(jìn)入批量生產(chǎn)。此后的兩個(gè)月僅向MSDN用戶、電腦軟硬件制造商和企:業(yè)客戶提供。在2007年1月30日，WindowsVista正式對(duì)普通用戶出售,同時(shí)也可以從微軟的網(wǎng)站下載。WindowsVisla距離上一版本W(wǎng)inlowsXP已有超過五年的時(shí)間,這是Windows版本歷史上間隔時(shí)間最久的一次發(fā)布。(5)Windows7Windows7是由微軟公司(Microsolt)開發(fā)的操作系統(tǒng)，核心版本號(hào)為WindowsNT6.1?？晒┘彝ゼ吧虡I(yè)工作環(huán)境、筆記本電腦、平板電腦、多媒體中心等使用。2009年7月14日Windows7RTM(Build7600.16385)正式上線、2009年10月22日微軟于美國正式發(fā)布Windows7。Windows7同時(shí)也發(fā)布了服務(wù)器版本——WindowsServer2008R2。2011年2月23日凌晨,微軟面向大眾用戶正式發(fā)布了windows7升級(jí)補(bǔ)丁——Windlows7SP1(Build7601.17514.101119-1850)，另外還包括WindowsServer2008R2SPI升級(jí)補(bǔ)丁。2.4.3Windows操作系統(tǒng)(6)Windows8Windows8是由微軟公司開發(fā)的，具有革命性變化的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在讓人們的日常電腦操作更加簡單和快捷,為人們提供高效易行的工作環(huán)境。Windows8將支持來自Intel、AMD和ARM(版本為WindowsRT)的芯片架構(gòu)。微軟表示,這一決策意味著Windows系統(tǒng)開始向更多平臺(tái)邁進(jìn),包括平板電腦和PC。WindowsPhone8將采用和Windows8相同的內(nèi)核。2011年9月14日,Windows8開發(fā)者預(yù)覽版發(fā)布,宣布兼容移動(dòng)終端,改軟將蘋果的IOS.谷歌的Android視為Windows8在移動(dòng)領(lǐng)域的主要競爭對(duì)手。2012年2月,微軟發(fā)布“視窗8”消費(fèi)者預(yù)覽版,可在平板電腦上使用。(7)Windows10Windows10是由美國微軟公司發(fā)布的新一代全平臺(tái)操作系統(tǒng),新系統(tǒng)將涵蓋傳統(tǒng)PC.平板電腦、二合一設(shè)備、手機(jī)等,支持廣泛的設(shè)備類型。新一代操作系統(tǒng)將倡導(dǎo)Onepronluctfamily,Oneplatform、Onestore的新思路,打造全平臺(tái)"統(tǒng)一”的操作系統(tǒng)。Windows10首次曝光,是在微軟Build2014開發(fā)者大會(huì)上進(jìn)行演示的,當(dāng)時(shí)外界普遍都認(rèn)為大會(huì)演示的版本為Windows8的升級(jí)版。之后外界一直流傳，微軟將會(huì)在2014年9月發(fā)布新一代操作系統(tǒng)Windows9,直到2014年9月30日(美國時(shí)間),微軟在舊金山舉行小型發(fā)布會(huì),發(fā)布新一代操作系統(tǒng)Windows10，而不是之前一直盛傳的Windows9。從2014年10月1日開始,微軟在其官方頁面,提供臺(tái)式電腦和便攜式電腦的技術(shù)預(yù)覽版下載。目前Windows10正式版已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,成為當(dāng)前主流操作系統(tǒng)。2.4.3Windows操作系統(tǒng)2.Windows的特點(diǎn)(1)直觀、高效的面向?qū)ο蟮膱D形用戶界而．易學(xué)易用Windows用戶界面和開發(fā)環(huán)境都是面向?qū)ο蟮?。用戶采用“選擇對(duì)象——操作對(duì)象”這種方式進(jìn)行工作。比如，要打開一個(gè)文檔,我們首先用鼠標(biāo)或鍵盤選擇該文檔,然后從右鍵菜單中選擇“打開”操作,打開該文檔。這種操作方式模擬了現(xiàn)實(shí)世界的行為，易于理解、學(xué)習(xí)和使用。(2)用戶界面統(tǒng)一Windows應(yīng)用程序大多符合IBM