第4章 系统软件及操作系统.pdf
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1、1第四章第四章第四章第四章 系统软件及其常用操作系统系统软件及其常用操作系统系统软件及其常用操作系统系统软件及其常用操作系统 4.1 4.1 4.1 4.1 操作系统基础操作系统基础4.2 Windows XP4.2 Windows XP4.2 Windows XP4.2 Windows XP使用使用 2预备知识:计算机系统的组成预备知识:计算机系统的组成 输入设备:输入设备:键盘、鼠标、扫描仪键盘、鼠标、扫描仪 输出设备:输出设备:显示器、打印机显示器、打印机 外外 存:软、硬盘、光盘、闪存存:软、硬盘、光盘、闪存 网络设备:网卡、调制解调器等网络设备:网卡、调制解调器等 计计算算机机系系统
2、统软件软件外部设备外部设备系统软件系统软件应用软件应用软件硬件硬件运算器运算器寄存器寄存器控制器控制器主机主机内存内存CPUCPUCPUCPU随机存储器随机存储器(RAM)(RAM)(RAM)(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)(ROM)(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器 操作系统:操作系统:WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序:语言处理程序:C C、PascalPascal、VBVB等等 实用程序:诊断程序、排错程序等实用程序:诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统办公软件包、数据库管理系统 3软件软件系统软件系统软件实
3、用程序实用程序 诊断程序诊断程序 排错程序等排错程序等 操作系统操作系统 Windows Unix Windows Unix Windows Unix Windows Unix LinuxLinuxLinuxLinux语言处理程序语言处理程序 C Pascal VB C Pascal VB C Pascal VB C Pascal VB 应用软件应用软件系统软件:系统软件:控制和维护计算机的正常运行,管理计算机的各种资源,以满足应用软件的需要。应用软件:应用软件:完成一个特定的任务,在系统软件的支持下,才能运行4.1 4.1 4.1 4.1 操作系统操作系统 4.1.1 4.1.1 4.1.1
4、 4.1.1 操作系统操作系统概述概述问题的提出:问题的提出:等公交车,正常情况下公交车子不来,责任在谁?等公交车,正常情况下公交车子不来,责任在谁?公交车,车子一直不来,公交车,车子一直不来,责任在谁?责任在谁?调度员的作用:车子与乘客的最佳安排调度员的作用:车子与乘客的最佳安排 乘客等的时间最少乘客等的时间最少 车子载客量最多车子载客量最多 公交车,车子一直不来,公交车,车子一直不来,责任在谁?责任在谁?54.1 4.1 4.1 4.1 操作系统操作系统 4.1.1 4.1.1 4.1.1 4.1.1 操作系统操作系统概述概述 操作系统作用操作系统作用 用于管理和控制计算机所有的硬件和软件
5、资源的一组程序用于管理和控制计算机所有的硬件和软件资源的一组程序 接口:计算机硬件与其它软件接口:计算机硬件与其它软件 用户和计算机的接口用户和计算机的接口裸机裸机操作系统操作系统应用程序应用程序用户主要功能有:主要功能有:处理机管理处理机管理 存储管理存储管理 设备管理设备管理 信息信息(文件文件)管理管理 虚拟机虚拟机=裸机裸机+操作系统操作系统操操统统作作系系62.2.2.2.操作系统分类操作系统分类A A A AP P P PP P P PL L L LE E E EIBMIBMIBMIBMDOSDOSDOSDOS操操作作系系统统操操作作系系统统按任按任务数务数按任按任务数务数图形用户
6、界面操作系统图形用户界面操作系统图形用户界面操作系统图形用户界面操作系统命令行界面命令行界面操作系统操作系统命令行界面命令行界面操作系统操作系统多用户操作系统多用户操作系统多用户操作系统多用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统单用户操作系统多任务操作系统多任务操作系统多任务操作系统多任务操作系统单任务操作系统单任务操作系统单任务操作系统单任务操作系统分时操作系统分时操作系统分时操作系统分时操作系统批处理系统批处理系统批处理系统批处理系统实时操作系统实时操作系统实时操作系统实时操作系统网络操作系统网络操作系统网络操作系统网络操作系统按用户按用户界面界面按用户按用户界面界面按用按用
7、户数户数按用按用户数户数按系统按系统功能功能按系统按系统功能功能7分时操作系统分时操作系统主机主机CPUCPUCPUCPU内存内存 终端终端终端终端终端终端终端终端外部外部设备设备终端:键盘显示屏终端:键盘显示屏终端终端各终端用户共享主机和外部设备各终端用户共享主机和外部设备 CPU CPU CPU CPU按照按照“时间片时间片”分时给各用户分时给各用户8网络操作系统网络操作系统 工作站共享网络上的软硬件资源工作站共享网络上的软硬件资源服务器服务器 工作站工作站工作站工作站 工作站工作站工作站工作站工作站:独立功能的计算机工作站:独立功能的计算机工作站工作站网络资源网络资源 93.3.3.3.
8、常用操作系统常用操作系统1).DOS1).DOS1).DOS1).DOSMicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司研制的公司研制的配置在配置在PCPCPCPC的操作系统的操作系统 单用户命令行界面操作系统单用户命令行界面操作系统 从从4.04.04.04.0版开始成为支持多任务的操作系统。版开始成为支持多任务的操作系统。2).Windows2).Windows2).Windows2).Windows 图形用户界面图形用户界面Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Professional Professional
9、 Professional Professional Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Professional Professional Professional Professional Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Tablet PC Tablet PC Tablet PC Tablet PC Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Tablet PC Tablet PC Tablet PC Tablet PC Windows X
10、P Windows XP Windows XP Windows XP Home Home Home Home Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Home Home Home Home Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98Windows Windows Windows Windows NTNTNTNTWindows Windows Windows Windows NTNTNTNTWindows Windows Windo
11、ws Windows 2000200020002000Windows Windows Windows Windows 2000200020002000Windows Windows Windows Windows XPXPXPXPWindows Windows Windows Windows XPXPXPXPWindows XP Windows XP Windows XP Windows XP Media Center Media Center Media Center Media Center Windows XP Windows XP Windows XP Windows XP Media
12、 Center Media Center Media Center Media Center 103).Unix3).Unix3).Unix3).Unix分时操作系统,主要用于服务器分时操作系统,主要用于服务器/客户机体系客户机体系4).Linux4).Linux4).Linux4).Linux由由UNIXUNIXUNIXUNIX发展而来,源代码开放发展而来,源代码开放5).OS/25).OS/25).OS/25).OS/2为为PS/2PS/2PS/2PS/2设计的操作系统,用户可自行定制界面设计的操作系统,用户可自行定制界面 6).Mac OS6).Mac OS6).Mac OS6).Mac
13、 OS较好的图形处理能力,主要用在桌面出版和多媒较好的图形处理能力,主要用在桌面出版和多媒体应用等领域。体应用等领域。用在用在苹果公司的苹果公司的Power MacintoshPower MacintoshPower MacintoshPower Macintosh机及机及MacintoshMacintoshMacintoshMacintosh一族计算机上,与一族计算机上,与WindowsWindowsWindowsWindows缺乏较好的兼容性缺乏较好的兼容性7).Novell Netware 7).Novell Netware 7).Novell Netware 7).Novell Net
14、ware 基于文件服务和目录服务的网络操作系基于文件服务和目录服务的网络操作系统,用于构建局域网。统,用于构建局域网。演示:演示:UNIXUNIX发展史发展史 从从UnixUnix到到LinuxLinux这一段历史这一段历史WindowsWindowsWindowsWindows114.4.4.4.操作系统操作系统4 4 4 4大资源管理功能大资源管理功能冯冯.诺依曼思想诺依曼思想:二进制二进制程序与数据一样存程序与数据一样存放在内存放在内存五大模块五大模块冯冯.诺依曼思想诺依曼思想:二进制二进制程序与数据一样存程序与数据一样存放在内存放在内存五大模块五大模块存储器存储器数据流数据流控制流控制
15、流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器主要功能有:主要功能有:处理机管理处理机管理 存储管理存储管理文件管理文件管理 设备管理设备管理处理器处理器处理器处理器124.1.2 4.1.2 4.1.2 4.1.2 处理机管理处理机管理 1.1.单道程序系统单道程序系统:任一时刻只允许一个程序在系统中执行任一时刻只允许一个程序在系统中执行 一个程序执行结束后才能执行下一个程序一个程序执行结束后才能执行下一个程序 任务:有效地、合理地分配任务:有效地、合理地分配CPUCPU的时间的时间时间时间t t t tCPUCPUCPUCPU程序程序A A A A程序程序B B B B程序程序C C C
16、C演示:演示:单道程序系统单道程序系统132.2.多道程序系统多道程序系统:多道程序同时在执行多道程序同时在执行程序程序A A A A程序程序C C C C程序程序A A A A程序程序B B B B程序程序C C C C程序程序C C C CCPUCPUCPUCPU时间时间t t t t特点:特点:多道:计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序多道:计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序 宏观上并行:同时在执行宏观上并行:同时在执行 微观上串行:各程序轮流地占有微观上串行:各程序轮流地占有CPUCPU,交替执行,交替执行演示:演示:多道程序系统多道程序系统1.1.1.1.程序程序 程序是文
17、件的形式存放在外储存器。程序是文件的形式存放在外储存器。一个程序开始执行,首先将程序文件从外存储一个程序开始执行,首先将程序文件从外存储 器被调入内存开始运行。器被调入内存开始运行。2 2 2 2进程进程 一个正在执行的程序一个正在执行的程序 进程是一个程序与其数据一道进程是一个程序与其数据一道 在计算机上顺序执行时所发生的活动。在计算机上顺序执行时所发生的活动。3 3 3 3线程线程 目的:充分共享共源,减少内存开销目的:充分共享共源,减少内存开销 提高并发性,切换速度相对较快提高并发性,切换速度相对较快 目前许多操作系统把进程再目前许多操作系统把进程再“细分细分”成线程成线程(thread
18、s)threads)threads)threads)在在UNIXUNIXUNIXUNIX中,进程仍然是中,进程仍然是CPUCPUCPUCPU的分配单位的分配单位 在在WindowsWindowsWindowsWindows中,线程是中,线程是CPUCPUCPUCPU的分配单位的分配单位151617进程的状态和调度进程的状态和调度时间片到时间片到执行状态执行状态就绪状态就绪状态挂起状态挂起状态进程被选中进程被选中发生了某个事件发生了某个事件等待某个事件等待某个事件如打印机如打印机等待某个资源等待某个资源分配到了所需资源分配到了所需资源如打印机如打印机除了除了CPUCPUCPUCPU以外,以外,所
19、需要的所有资源都分配了所需要的所有资源都分配了缺少资源缺少资源184.1.3 4.1.3 4.1.3 4.1.3 存储管理存储管理 计算机内存是CPU可以直接存取的存储器。操作系统的存储管理主要功能有下面4个方面:1.1.虚拟内存虚拟内存2.2.存储器分配存储器分配3.3.地址的转换地址的转换4.4.信息的保护信息的保护191.1.虚拟内存虚拟内存 用硬盘空间模拟内存用硬盘空间模拟内存真正内存真正内存虚拟内存虚拟内存内存空间内存空间Windows Windows Windows Windows:管理工具管理工具 计算机管理计算机管理默认默认RAM RAM RAM RAM 的的 1.51.51.
20、51.5 可调整可调整页面文件:页面文件:pagefile.syspagefile.syspagefile.syspagefile.sys 最大容量与最大容量与CPUCPU的寻址能力有关的寻址能力有关 3232位位CPUCPU最大可达最大可达4GB4GB。演示:演示:虚拟内存虚拟内存演示:观察当前计算演示:观察当前计算 机上虚拟内存情况机上虚拟内存情况202.存储器分配存储器分配目的:提高存储器的利用率,提高系统速度目的:提高存储器的利用率,提高系统速度 多个进程共享存储器,分配、释放存储器多个进程共享存储器,分配、释放存储器 进程需要的存储空间是变化的进程需要的存储空间是变化的 调进或调出进
21、程调进或调出进程 移动进程移动进程进程进程1 1 1 1进程进程2 2 2 2进程进程3 3 3 3进程进程4 4 4 4进程进程5 5 5 5RAMRAMRAMRAM虚拟内存虚拟内存交换交换在在CPUCPUCPUCPU上运行的进程上运行的进程肯定要在肯定要在RAMRAMRAMRAM中中213.3.地址的转换地址的转换程序员编写程序程序员编写程序逻辑地址(从0开始)内存中程序内存中程序 物理地址 转换转换4.4.4.4.信息的保护信息的保护防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 软件和硬件结合的保护措施软件和硬件结合的保护措施 224.1.4 4.1.4
22、4.1.4 4.1.4 文件系统文件系统 文件是存放在外存上的一组相关信息的集合文件是存放在外存上的一组相关信息的集合按名存取按名存取文件基本属性文件基本属性 文件名:文件名文件名:文件名.扩展名扩展名 文件类型文件类型 文件属性文件属性 文件文件操作操作见名知意见名知意UNIXUNIX中大小写有区别中大小写有区别WindowsWindows中大小写无区别中大小写无区别 Iexplore.exe 1.1.文件基本概念文件基本概念23树状结构树状结构 根目录根目录WindowsWindowsWindowsWindowsUser1User1User1User1System32System32Sys
23、tem32System32Notepad.exeNotepad.exeNotepad.exeNotepad.exeTest.docTest.docTest.docTest.docData.mdbData.mdbData.mdbData.mdbMspaint.exeMspaint.exeMspaint.exeMspaint.exeExplorer.exeExplorer.exeExplorer.exeExplorer.exe目录路径目录路径 绝对路径:从根目录开始,依序到该文件之前的名称。绝对路径:从根目录开始,依序到该文件之前的名称。相对路径:从当前目录开始到某个文件之前的名称。相对路径:从当
24、前目录开始到某个文件之前的名称。C:WindowsSystem32Notepad.exe C:UserTest.doc(当前目录为System32 ).UserData.mdb /表示根目录表示根目录 分隔符分隔符.上一级目录上一级目录 24WindowsWindowsWindowsWindows中的树型结构中的树型结构 桌面为根桌面为根编程时:编程时:根目录是指逻辑驱动器的根目录根目录是指逻辑驱动器的根目录25文件类型文件类型文件的扩展名表示文件的类型。文件的扩展名表示文件的类型。文件类型文件类型扩展名扩展名说明说明 可执行程序可执行程序EXEEXE、COMCOM可执行程序文件可执行程序文件
25、源程序文件源程序文件C C、CPPCPP、BASBAS程序设计语言的源程序文件程序设计语言的源程序文件OfficeOffice文档文档DOCDOC、XLSXLS、PPTPPTWordWord、ExcelExcel、PowerpointPowerpoint创建的文档创建的文档流媒体文件流媒体文件WMVWMV、RMRM、QTQT能通过能通过InternetInternet播放的流式媒体文件播放的流式媒体文件压缩文件压缩文件ZIPZIP、RARRAR压缩文件压缩文件网页文件网页文件HTMHTM、ASPASP前者是静态的,后者是动态的前者是静态的,后者是动态的图像文件BMP、JPG、GIF不同格式的图
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