《信息技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)課件》第3章-操作系統(tǒng)基礎(chǔ)

操作系統(tǒng)基礎(chǔ)1操作系統(tǒng)基礎(chǔ)1操作系統(tǒng)概述

操作系統(tǒng)的定義

操作系統(tǒng)是用于管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一組程序，為用戶提供使用計(jì)算機(jī)的接口。從系統(tǒng)的角度看，在操作系統(tǒng)的支持下，計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行其他的軟件從用戶的角度看，系統(tǒng)安裝了操作系統(tǒng)才構(gòu)成了一個(gè)方便、有效、友好的使用環(huán)境。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的最基本的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在裸機(jī)之上，是對(duì)硬件系統(tǒng)的第一次擴(kuò)充。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件與其他軟件的接口，也是用戶和計(jì)算機(jī)的接口2操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系處理器管理處理器的分配和運(yùn)行是以進(jìn)程為基本單位的，所以處理器的管理對(duì)象是進(jìn)程。操作系統(tǒng)引入進(jìn)程的目的是多個(gè)程序能夠并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)的吞吐率。3處理器管理處理器的分配和運(yùn)行是以進(jìn)程為基本單位的，所以處理器進(jìn)程定義：進(jìn)程是一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，操作系統(tǒng)是以進(jìn)程作為資源分配和處理器調(diào)度的基本單位。Process≠Program進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的：當(dāng)一個(gè)程序被加載到內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)就創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程。程序執(zhí)行結(jié)束后，該進(jìn)程就消亡了程序是靜態(tài)的：有序代碼的集合，可以長(zhǎng)期保存在磁盤內(nèi)的。進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是長(zhǎng)久的。一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。4進(jìn)程定義：4進(jìn)程的狀態(tài)1）就緒狀態(tài)（Ready)當(dāng)進(jìn)程已經(jīng)分配到除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機(jī)，就可以立即執(zhí)行。這時(shí)的進(jìn)程的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。多個(gè)就緒狀態(tài)的進(jìn)程排成就緒序列。2）執(zhí)行狀態(tài)(Running)進(jìn)程已獲得處理機(jī)，其程序正在執(zhí)行。處于此狀態(tài)的進(jìn)程數(shù)目小于等于CPU的數(shù)目。3）阻塞狀態(tài)(Blocked)進(jìn)程因等待某種事件的發(fā)生而暫時(shí)不能運(yùn)行的狀態(tài)（如I/O操作或進(jìn)程同步）,此時(shí)，即使CPU空閑，該進(jìn)程也不能運(yùn)行。5進(jìn)程的狀態(tài)1）就緒狀態(tài)（Ready)5進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換執(zhí)行→阻塞：等待某個(gè)事件發(fā)生而睡眠（請(qǐng)求I/O）執(zhí)行→就緒：時(shí)間片用完就緒→執(zhí)行：調(diào)度阻塞→就緒：因等待的事件發(fā)生而喚醒（I/O完成）6進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換執(zhí)行→阻塞：等待某個(gè)事件發(fā)生而睡眠（請(qǐng)求I/O進(jìn)程調(diào)度①

先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法②

短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法③

高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法④

基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法7進(jìn)程調(diào)度①先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法7進(jìn)程死鎖當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的資源而無(wú)限期地相互等待時(shí)，就發(fā)生了進(jìn)程死鎖，系統(tǒng)將處于停滯狀態(tài)。8進(jìn)程死鎖當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的資源而無(wú)限期地相互存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理是指對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的管理。一個(gè)程序從磁盤調(diào)入內(nèi)存后才能開(kāi)始執(zhí)行，所以需要合理地為程序分配內(nèi)存，當(dāng)程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)需要回收內(nèi)存。（1）連續(xù)分配方式（2）分頁(yè)存儲(chǔ)管理（3）分段存儲(chǔ)管理（4）虛擬存儲(chǔ)技術(shù)9存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理是指對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的管理。一個(gè)程序從磁盤調(diào)分頁(yè)存儲(chǔ)管理頁(yè)表系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立一個(gè)頁(yè)表，頁(yè)表給出邏輯頁(yè)號(hào)和具體內(nèi)存塊號(hào)相應(yīng)的關(guān)系。10分頁(yè)存儲(chǔ)管理頁(yè)表10設(shè)備管理設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理與計(jì)算機(jī)相連的各類外圍設(shè)備，負(fù)責(zé)分配和回收外部設(shè)備、控制外部設(shè)備按用戶程序的要求進(jìn)行操作，提高設(shè)備的利用率和設(shè)備與處理器并行工作的能力。（1）設(shè)備類型（2）設(shè)備分配（3）設(shè)備處理11設(shè)備管理設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理與計(jì)算機(jī)相連的各類外圍設(shè)備，文件管理存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)信息是以文件的形式存在的。文件管理功能向用戶提供的功能：

創(chuàng)建文件

刪除文件

讀寫文件

打開(kāi)文件

關(guān)閉文件用戶按照文件名訪問(wèn)文件，不必了解文件在磁盤中的物理存儲(chǔ)位置。12文件管理存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)信息是以文件的形式存在的。12文件文件是通過(guò)名字標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)在磁盤上的一組信息的集合。文件是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的基本單位，文件中可以存放文本、數(shù)值和圖像等信息。文件名每一個(gè)文件必須有一個(gè)名字，即文件名。文件名是存取文件的依據(jù)，即按名存取。文件名的格式為：

文件名.擴(kuò)展名文件的類型13文件文件是通過(guò)名字標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)在磁盤上的一組信息的集合。文件是目錄管理在文件系統(tǒng)中為了提高文件的檢索速度和性能，通常采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。每一級(jí)目錄可以包含子目錄和文件。

文件夾文件夾是系統(tǒng)組織和管理文件的一種形式，可以理解為存放文件的容器，便于用戶管理和使用文件，用戶可以將文件按需要存放在不同的文件夾中。14目錄管理在文件系統(tǒng)中為了提高文件的檢索速度和性能，通常采用多目錄管理文件夾的優(yōu)點(diǎn)：

提高文件的檢索速度

解決文件重名的問(wèn)題

不同級(jí)的子文件夾或文件可以具有相同的名字

同一文件夾中同級(jí)的子文件夾或文件不能具有相同的名字文件夾和文件的命名規(guī)則類似，不需要擴(kuò)展名。15目錄管理文件夾的優(yōu)點(diǎn)：15文件路徑從根目錄開(kāi)始到達(dá)指定的文件所經(jīng)歷的各級(jí)子目錄（子文件夾）的一系列目錄名（文件夾名）稱為目錄的路徑（或文件路徑）。

文件路徑的表示方式為：\子文件夾1\子文件夾2\……\子文件夾n

訪問(wèn)文件的完整的“文件路徑名”表示方式為：[盤符名]:[路徑]<主文件名>[擴(kuò)展文件名]D:\B\b1.rar16文件路徑從根目錄開(kāi)始到達(dá)指定的文件所經(jīng)歷的各級(jí)子目錄（子文件用戶接口操作系統(tǒng)需要向用戶提供方便、友好的用戶界面，方便用戶使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)為用戶提供了三種形式的接口

命令接口：是用戶使用操作系統(tǒng)提供的命令完成相關(guān)的操作。

程序接口：是計(jì)算機(jī)程序員使用操作系統(tǒng)的方法

圖形接口：GUI是最常見(jiàn)的形式，用戶可以通過(guò)圖形界面方式直觀方便地使用計(jì)算機(jī)。17用戶接口操作系統(tǒng)需要向用戶提供方便、友好的用戶界面，方便用戶操作系統(tǒng)的分類按結(jié)構(gòu)和功能分類操作系統(tǒng)特點(diǎn)批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)將用戶提交的作業(yè)組成一批作業(yè)，在操作系統(tǒng)的管理下，逐個(gè)執(zhí)行每個(gè)作業(yè)，將運(yùn)行結(jié)果交給用戶。分時(shí)操作系統(tǒng)用戶以交互的方式向操作系統(tǒng)提出命令請(qǐng)求，系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式處理用戶的請(qǐng)求。分時(shí)系統(tǒng)將CPU劃分為若干個(gè)時(shí)間片，并且以時(shí)間片為單位輪流為每個(gè)終端用戶服務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)能夠及時(shí)響應(yīng)事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成處理，具有高度可靠性。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)軟件，具有網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等功能。分布式操作系統(tǒng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起的系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)的任務(wù)是使多臺(tái)計(jì)算機(jī)并行計(jì)算，協(xié)調(diào)一致地完成工作18操作系統(tǒng)的分類按結(jié)構(gòu)和功能分類操作系統(tǒng)特點(diǎn)批處理操作系按照用戶數(shù)量分類操作系統(tǒng)特點(diǎn)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，一次只能運(yùn)行一個(gè)用戶程序，該用戶獨(dú)占計(jì)算機(jī)的全部資源。多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，可以有多個(gè)用戶同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的程序。19按照用戶數(shù)量分類操作系統(tǒng)特點(diǎn)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)在一個(gè)典型操作系統(tǒng)介紹1.DOS操作系統(tǒng)2.Windows操作系統(tǒng)3.UNIX操作系統(tǒng)4.Linux操作系統(tǒng)5.MacOS操作系統(tǒng)20典型操作系統(tǒng)介紹1.DOS操作系統(tǒng)20問(wèn)題？問(wèn)題？操作系統(tǒng)基礎(chǔ)22操作系統(tǒng)基礎(chǔ)1操作系統(tǒng)概述

操作系統(tǒng)的定義

操作系統(tǒng)是用于管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一組程序，為用戶提供使用計(jì)算機(jī)的接口。從系統(tǒng)的角度看，在操作系統(tǒng)的支持下，計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行其他的軟件從用戶的角度看，系統(tǒng)安裝了操作系統(tǒng)才構(gòu)成了一個(gè)方便、有效、友好的使用環(huán)境。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的最基本的系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在裸機(jī)之上，是對(duì)硬件系統(tǒng)的第一次擴(kuò)充。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件與其他軟件的接口，也是用戶和計(jì)算機(jī)的接口23操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系處理器管理處理器的分配和運(yùn)行是以進(jìn)程為基本單位的，所以處理器的管理對(duì)象是進(jìn)程。操作系統(tǒng)引入進(jìn)程的目的是多個(gè)程序能夠并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)的吞吐率。24處理器管理處理器的分配和運(yùn)行是以進(jìn)程為基本單位的，所以處理器進(jìn)程定義：進(jìn)程是一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，操作系統(tǒng)是以進(jìn)程作為資源分配和處理器調(diào)度的基本單位。Process≠Program進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的：當(dāng)一個(gè)程序被加載到內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)就創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程。程序執(zhí)行結(jié)束后，該進(jìn)程就消亡了程序是靜態(tài)的：有序代碼的集合，可以長(zhǎng)期保存在磁盤內(nèi)的。進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是長(zhǎng)久的。一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。25進(jìn)程定義：4進(jìn)程的狀態(tài)1）就緒狀態(tài)（Ready)當(dāng)進(jìn)程已經(jīng)分配到除CPU以外的所有必要的資源后，只要能再獲得處理機(jī)，就可以立即執(zhí)行。這時(shí)的進(jìn)程的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。多個(gè)就緒狀態(tài)的進(jìn)程排成就緒序列。2）執(zhí)行狀態(tài)(Running)進(jìn)程已獲得處理機(jī)，其程序正在執(zhí)行。處于此狀態(tài)的進(jìn)程數(shù)目小于等于CPU的數(shù)目。3）阻塞狀態(tài)(Blocked)進(jìn)程因等待某種事件的發(fā)生而暫時(shí)不能運(yùn)行的狀態(tài)（如I/O操作或進(jìn)程同步）,此時(shí)，即使CPU空閑，該進(jìn)程也不能運(yùn)行。26進(jìn)程的狀態(tài)1）就緒狀態(tài)（Ready)5進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換執(zhí)行→阻塞：等待某個(gè)事件發(fā)生而睡眠（請(qǐng)求I/O）執(zhí)行→就緒：時(shí)間片用完就緒→執(zhí)行：調(diào)度阻塞→就緒：因等待的事件發(fā)生而喚醒（I/O完成）27進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換執(zhí)行→阻塞：等待某個(gè)事件發(fā)生而睡眠（請(qǐng)求I/O進(jìn)程調(diào)度①

先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法②

短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法③

高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法④

基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法28進(jìn)程調(diào)度①先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法7進(jìn)程死鎖當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的資源而無(wú)限期地相互等待時(shí)，就發(fā)生了進(jìn)程死鎖，系統(tǒng)將處于停滯狀態(tài)。29進(jìn)程死鎖當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的資源而無(wú)限期地相互存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理是指對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的管理。一個(gè)程序從磁盤調(diào)入內(nèi)存后才能開(kāi)始執(zhí)行，所以需要合理地為程序分配內(nèi)存，當(dāng)程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)需要回收內(nèi)存。（1）連續(xù)分配方式（2）分頁(yè)存儲(chǔ)管理（3）分段存儲(chǔ)管理（4）虛擬存儲(chǔ)技術(shù)30存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理是指對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的管理。一個(gè)程序從磁盤調(diào)分頁(yè)存儲(chǔ)管理頁(yè)表系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程建立一個(gè)頁(yè)表，頁(yè)表給出邏輯頁(yè)號(hào)和具體內(nèi)存塊號(hào)相應(yīng)的關(guān)系。31分頁(yè)存儲(chǔ)管理頁(yè)表10設(shè)備管理設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理與計(jì)算機(jī)相連的各類外圍設(shè)備，負(fù)責(zé)分配和回收外部設(shè)備、控制外部設(shè)備按用戶程序的要求進(jìn)行操作，提高設(shè)備的利用率和設(shè)備與處理器并行工作的能力。（1）設(shè)備類型（2）設(shè)備分配（3）設(shè)備處理32設(shè)備管理設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理與計(jì)算機(jī)相連的各類外圍設(shè)備，文件管理存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)信息是以文件的形式存在的。文件管理功能向用戶提供的功能：

創(chuàng)建文件

刪除文件

讀寫文件

打開(kāi)文件

關(guān)閉文件用戶按照文件名訪問(wèn)文件，不必了解文件在磁盤中的物理存儲(chǔ)位置。33文件管理存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)信息是以文件的形式存在的。12文件文件是通過(guò)名字標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)在磁盤上的一組信息的集合。文件是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的基本單位，文件中可以存放文本、數(shù)值和圖像等信息。文件名每一個(gè)文件必須有一個(gè)名字，即文件名。文件名是存取文件的依據(jù)，即按名存取。文件名的格式為：

文件名.擴(kuò)展名文件的類型34文件文件是通過(guò)名字標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)在磁盤上的一組信息的集合。文件是目錄管理在文件系統(tǒng)中為了提高文件的檢索速度和性能，通常采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。每一級(jí)目錄可以包含子目錄和文件。

文件夾文件夾是系統(tǒng)組織和管理文件的一種形式，可以理解為存放文件的容器，便于用戶管理和使用文件，用戶可以將文件按需要存放在不同的文件夾中。35目錄管理在文件系統(tǒng)中為了提高文件的檢索速度和性能，通常采用多目錄管理文件夾的優(yōu)點(diǎn)：

提高文件的檢索速度

解決文件重名的問(wèn)題

不同級(jí)的子文件夾或文件可以具有相同的名字

同一文件夾中同級(jí)的子文件夾或文件不能具有相同的名字文件夾和文件的命名規(guī)則類似，不需要擴(kuò)展名。36目錄管理文件夾的優(yōu)點(diǎn)：15文件路徑從根目錄開(kāi)始到達(dá)指定的文件所經(jīng)歷的各級(jí)子目錄（子文件夾）的一系列目錄名（文件夾名）稱為目錄的路徑（或文件路徑）。

文件路徑的表示方式為：\子文件夾1\子文件夾2\……\子文件夾n

訪問(wèn)文件的完整的“文件路徑名”表示方式為：[盤符名]:[路徑]<主文件名>[擴(kuò)展文件名]D:\B\b1.rar37文件路徑從根目錄開(kāi)始到達(dá)指定的文件所經(jīng)歷的各級(jí)子目錄（子文件用戶接口操作系統(tǒng)需要向用戶提供方便、友好的用戶界面，方便用戶使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)為用戶提供了三種形式的接口

命令接口：是用戶使用操作系統(tǒng)提供的命令完成相關(guān)的操作。

程序接口：是計(jì)算機(jī)程序員使用操作系統(tǒng)的方法

圖形接口：GUI是最常見(jiàn)的形式，用戶可以通過(guò)圖形界面方式直觀方便地使用計(jì)算機(jī)。38用戶接口操作系統(tǒng)需要向