操作系统.docx
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操作系统
目录
操作系统：
OS（OperatingSystem）1
操作系统的核心作用1
操作系统的定义2
常见操作系统2
现代操作系统的代表UNIX2
DOSDiskOperationSystem3
Windows3.1发布最大的特点就是“傻瓜”“好用”3
MacOS4
著名的微机开源操作系统Linux4
操作系统的发展历程5
智能手持设备操作系统5
操作系统的主要功能6
让用户方便、有效地使用计算机软硬件协同发展6
常用的图形界面操作7
常见的图形用户界面操作7
文件管理8
原因8
三个基本要求：
能够存储大量的信息、长期保存信息、可以共享信息8
什么是文件8
文件系统性能9
文件及文件名10
文件类型10
文件格式11
设备管理12
原因12
即插即用技术13
存储管理14
原因14
操作系统存储管理14
存储管理技术分类14
进程管理：
调度CPU和分配系统资源15
程序与进程的区别：
15
操作系统：
OS（OperatingSystem）
实用工具：
用户管理和使用计算机资源的专用软件，增强操作系统的功能。
如Norton、磁盘格式化软件FDISK
设备驱动程序：
协助计算机控制外围设备的软件例如：
打印机驱动、显示卡驱动、网络驱动
计算机编程语言：
使程序员使用类似于英语的指令来编写程序，例如：
C语言编译器、BASIC语言、Fortran语言
操作系统的核心作用
∙操作系统是计算机软件的核心，负责统一控制、调度和管理计算机的软件和硬件资源，使之有效利用；
∙组织协调计算机的运行，以增强计算机的处理能力；
∙提供人机接口，方便用户使用
用户界面设备管理进程管理文件管理内存管理
操作系统的定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合，以追求更高效、合理地发挥硬件
分类：
单机操作系统并行操作系统网络操作系统嵌入式操作系统
一些著名的操作系统
∙工作站、大型机操作系统UNIX
∙个人计算机操作系统DOS，Windows，MacintoshOS，Linux
∙手持设备操作系统
常见操作系统
现代操作系统的代表UNIX
∙用C语言编写，因此它是可移植的
∙UNIX是世界上唯一能在笔记本计算机、PC机、工作站直至巨型机上运行的操作系统
∙是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统
∙KenThompson，DennisRitchie•1983年图灵奖
∙研发动机之一：
可以在DECPDP‐7小型计算机上玩星际探险游戏
DOSDiskOperationSystem
∙个人计算机的成功，逼得IBM急需现成的操作系统
∙IBM公司洽谈CP/M操作系统不顺利，机遇落到了微软公司
∙微软经销西雅图计算机产品公司的QDOS操作系统
∙IBMPC和MSDOS于1981年推出
Microsoft的第一桶金
∙1995年被Windows正式取代
最大的困难是使用不方便（命令行界面）
单用户，只能使用640K内存
Windows微软成为全球软件巨头的依赖
Windows3.1发布最大的特点就是“傻瓜”“好用”
一个划时代的产品
运行于DOS之上
还不是真正的操作系统，只是“窗口”
MacOS
∙苹果Macintosh系列电脑上的操作系统
∙首个在商用领域成功的图形用户界面
∙1984年第一版
∙在图形图像处理占垄断地位
∙源自施乐PaloAlto研究中心
∙70年代的计算机研究思想库
∙世界上第一台个人计算机Alto于1972年在这里出现
∙图形界面、手持鼠标、面向对象程序设计、微机网络、桌面出版和激光打印、面向侧面的编程等等具有先进概念和技术的原型都首次出现在这里
著名的微机开源操作系统Linux
其创始人是LinusTorvalds
Linus需要终端仿真程序来存取Usenet新闻组的内容，于是他编写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键盘和调制解调器的驱动程序，然后编写了磁盘驱动程序、文件系统，一旦有了进程切换、文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，或者至少是它的一个内核类Unix操作系统，目前主要用于构造各种服务器端应用，成为Windows的主要竞争对手
开源：
在遵循相应规范以及知识产权规定的前提下，每个人可以参与其开发
操作系统的发展历程
智能手持设备操作系统
AppleiOSAndroidOS智能手持设备操作系统和桌面操作系统比较
∙都提供了资源管理、设备管理、用户界面等基本功能
∙智能手持设备操作系统可以直接放在ROM中，而不需要从硬盘加载到RAM
∙智能手持设备计算能力和存储能力正在不断增强
Android是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统。
2003年投入研发，2005年被Google收购。
由于其开放平台的特性，被多家手机制造厂商如三星、摩托罗拉、LG采用。
苹果iOS是由苹果公司开发的手持设备操作系统。
最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布。
最初是设计给iPhone使用的，后来陆续套用到iPodtouch、iPad以及AppleTV等苹果产品上
iOS和Android推动了互联网环境下移动设备应用（即Apps）的发展和繁荣，改变了软件发布模式
操作系统的主要功能
进程管理：
调度CPU和分配系统资源
存储管理：
内存空间的管理、分配与回收、共System享和保护、内存扩充、地址转换
设备管理：
分配和回收外部设备以及控制外部
文件管理：
设备按用户程序的要求进行操作
用户界面：
提供一个友好的用户访问操作系统的接口
文件管理：
向用户提供创建、撤销、读写，打开、关闭文件等功能
以下以Windows操作系统为例，介绍操作系统的主要功能和常用技巧
PC机上操作系统的启动工作原理
在BIOS中可以设置启动顺序常见启动方式有硬盘启动、软盘启动、光盘启动等
操作系统的主要功能
让用户方便、有效地使用计算机软硬件协同发展
用户界面的演变
图形用户界面
多窗口技术所见即所得一屏多用任务切换资源共享与信息共享
菜单技术“下拉式”菜单“弹出式”快捷菜单（右键点击）
联机帮助技术Windows自带的联机帮助应用程序的联机帮助对话框中的联机帮助
常用的图形界面操作
∙鼠标及其操作选定、拖动、单击、双击等
∙图标及其操作应用程序、文档、文件夹、快捷方式、驱动器等
∙窗口及其操作应用程序窗口、文件夹窗口、对话框窗口活动窗口、非活动窗口
∙基本元素及操作：
窗口主体、菜单栏、工具栏、滚动栏、状态栏打开、移动、缩放、最大最小化、还原、排列
常见的图形用户界面操作
∙菜单及其操作开始菜单：
程序菜单（键盘操作）快捷键
∙对话框及其操作标题栏、选项卡、文本框、列表框、命令按钮、单选按钮、复选框等
∙剪贴板：
为系统设置的特殊的内存区域，用于在一个以及多个程序之间，通过“复制——粘帖”或“剪切——粘帖”交换数据。
快捷操作：
选择内容、Ctrl+C（将内容复制到剪贴板）、Ctrl+V
∙（将剪贴板内容插入到指定区域）PrtSc，Alt+PrtScr（截屏，推荐用SnagIt软件）
文件管理
原因
所有的计算机应用程序都要：
存储信息检索信息
三个基本要求：
能够存储大量的信息、长期保存信息、可以共享信息
解决方法
把信息以一种单元，即文件的形式存储在磁盘或其他介质上
文件系统：
操作系统负责管理和存取文件的部分。
负责建立、存取、修改、转存，控制文件的存取，实现“按名存取”，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用需要处理
什么是文件
文件：
一组带标识的在逻辑上有完整意义的信息项的序列。
操作系统以文件为单位，在外存上管理并存取信息。
文件可以是一组记录、文档、照片、视频、电子邮件或者计算机的程序
DOS，Windows3.1
Windows95/98/2000
文件名
最多8个字符
最多255个字符
扩展名
0-3个字符
0-3字符
允许空格
不
允许
不允许字符
/[]；=“\;|*?
\?
:
”<>|*?
不允许的文件名
AUX,COM1,LPT1
文件的命名规则由操作系统决定
操作系统负责：
文件目录怎样实现？
怎样管理存储空间？
文件存储位置？
磁盘实际运作方式（与设备
管理的接口）？
用户关心：
一个文件由什么组成？
如何命名？
如何保护文件？
可以进行何种操作？
文件系统性能
Windows文件系统
FAT16
FAT32
NTFS
支持的磁盘大小
2GB
32GB
2TB（2048GB）
文件最小单元
的大小
32KB
4KB
4KB
NTFS其他特性支持文件加密功能支持对分区、文件夹和文件的压缩可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制可恢复（拷贝、粘贴、移动失败后可以自动恢复）
文件及文件名
文件名格式：
文件名.扩展名例如：
xxx.txt,xxx.doc
文件引用名格式
[盘符:
][文件路径名\]文件名.扩展名例如：
C:
\\Courses\05‐计算机操作系统.ppt
文件名通配符：
表示一组文件名的符号*：
代表所在位置开始的任意字符串？
：
代表所在位置的任意一个字符
举例：
*.docA*.doc
文件类型
∙程序型文件包含了计算机执行特定任务的程序指令，如扩展名为com或exe；如聊天程序QQ，字处理软件winWord，
∙数据型文件包含可以查看、编辑、存储、发送和打印的词语、数字和图片等数据编辑或显示文档型的方法启动应用程序，用应用程序提供的open命令特定文件扩展名通常与某个特定应用程序相关联，并指明用什么应用软件创建该文件。
某个特定类型的文件通常可以有多种可打开其的应用程序与之关联。
如.avi文件可以用多种播放器打开
文件格式
文件格式：
指存储在文件中的数据的组织和排列。
例如图片可以存储为.png、.gif、.jpeg等文件格式
文件扩展名不等同于文件格式！
文件格式是由可以创建和打开它的应用程序决定的。
例如，可以将
word文档扩展名.doc改为.avi，但文件格式依然是word格式
某种格式的文件无法打开的原因
∙文件因为传输或磁盘错误已经被损坏
∙文件扩展名被改变
∙文件格式存在变体或版本不兼容情况
基本概念
文件属性：
只读、隐藏、存档文件用树型结构来组织和管理文件夹存放文件和子文件夹
系统文件夹
文件关联是将一种类型的文件与一个可以打开它的应用程序建立一种依存关系。
即：
文件扩展名‐‐‐‐‐处理程序
如何建立关联
∙安装新应用程序会自动与类型文件关联
∙利用“打开方式”指定文件关联
∙利用“文件夹选项”新建文件关联
文件管理工具——资源管理器Win+E
创建和保存文件的三要素：
文件名、文件类型和存放位置
创建和保存文件夹的两要素：
文件夹名和存放位置
文件通配符？
和*可出现在文件名或后缀名中，代表任意字符。
其中*表示任意一串字符;?
表示任一个字符
文件管理的常用技巧
∙使用描述性名称，避免含糊、隐晦的缩写
∙保留文件扩展名
∙类似文件进行编组，置入同一个文件夹
∙从上向下的组织文件夹层次结构
∙考虑使用默认文件夹，但尽量不要存放到桌面
∙不要把程序型文件和数据型文件混放在一起
∙不要再根目录下存储文件尽量从硬盘访问文件
∙删除和归档不需要的文件
∙定期备份
∙找不到文件？
第三方辅助软件：
Google桌面
设备管理
原因
∙完成用户的I/O请求，按照用户的请求，控制设备的各种操作，完成I/O设备与内存之间的数据交换，包括设备分配与回收；设备驱动程序；设备中断处理；缓冲区管理方便的编程接口、设备独立性逻辑设备与物理设备、屏蔽硬件细节（设备的物理细节，错误处理，不同I/O的差异性）
∙用户能独立于具体物理设备而方便的使用设备完成用户的I/O请求
∙方便的编程接口、设备独立性
∙协调多个进程间的竞争、提高资源利用率
∙保证在多个程序竞争使用设备时，按一定策略分配和管理各种设备，使系统能有条不紊的工作
∙充分利用各种方式提高CPU与设备、设备与设备之间的并行工作能力
∙保护设备传送或管理的数据（安全、无损、保密）
即插即用技术
PlugandPlay,PnP
在计算机内插入一个设备并使计算机确认此设备的存在，而用户不必通知计算机
“对号入座”
•事先为各类硬件发一张身份证，然后系统根据不同硬件的身份证号分配系统中的IRQ、I/O等资源，并自动搜索、加载硬件的驱动程序
即插即用的实现需要硬件厂商的生产遵循特定标准，同时操作系统提供支持
真的“想用就用”？
不行，因为硬件资源有限，存在冲突
UniversalPnP
存储管理
原因
∙帕金森定律：
“内存多大，程序多长”程序大小的增长速度比内存容量的增长快
∙程序员的梦想：
内存容量无限大、速度无限快、永久存储
∙操作系统存储管理：
充分利用内存，为程序并发执行提供存储基础尽可能方便用户使用，如自动装入用户程序
∙解决程序空间比实际内存空间大的问题
操作系统存储管理
∙记录内存空闲与否
∙为进程分配和释放存储空间
∙管理主存与外存间的数据交换
存储管理技术分类
∙不在主存与磁盘间移动程序
主存足以存储程序进程
连续区vs.分区
∙在主存与磁盘间移动程序
主存不足以存储程序进程
交换vs.虚拟存储
进程管理：
调度CPU和分配系统资源
程序与进程的区别：
∙进程是由程序和数据两部分组成的
∙程序是静态的，进程是动态的，描述程序执行时动态特征
∙进程有生命周期，有诞生有消亡，短暂的；而程序是相对长久的
∙一个程序可对应多个进程，反之亦然
∙进程具有创建其他进程的功能，而程序没有
进程的分类：
系统进程和用户进程（前者优于后者
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