第七章操作系統(tǒng)實例分析

1、第七章 操作系統(tǒng)實例分析第七章 操作系統(tǒng)實例分析n1、Windows操作系統(tǒng)概述n2、LINUX操作系統(tǒng)概述n3、UNIX操作系統(tǒng)概述一、Windows操作系統(tǒng)概述n1、Windows操作系統(tǒng)的產生與發(fā)展n2、Windows操作系統(tǒng)的特點n3、Windows98的文件系統(tǒng)和資源樹狀結構n4、Windows2000操作系統(tǒng) 1985年底，Windows 1.0的首發(fā)式上，人們對它反映冷淡。 1988年，Windows2.0問世，并安裝在第一臺基于386的PC機（Compaq Deskpro）上。 1990年5月22日，Windows 3.0問世 1992年中期發(fā)布了3.1版本。 1995年8月2

2、4日誕生的Windows 95是一個真正的全32位的個人計算機圖形環(huán)境操作系統(tǒng)，它開創(chuàng)了Windows的新紀元。 1998年8月，Microsoft公司繼續(xù)推出了Windows 98中文版操作系統(tǒng) 2000年3月，Microsoft公司推出了Windows 2000中文版。 返回二、LINUX操作系統(tǒng)概述n1、Linux的歷史n2、 Linux用戶n3、 Linux的功能n4、 Linux的缺陷n5、 Linux與其他操作系統(tǒng)的性能對比n6、網絡服務n7、中文系窗口環(huán)境支持n8、紅旗服務器2.0版本主要特性介紹1、具有多任務處理能力 2、虛擬內存管理 3、操作更便捷、靈活 4、靈活的窗口操作

3、5、靈活的快捷菜單操作 6、支持新的硬件標準 7、增強網絡功能 8、易于安裝9、附件功能強大 10、豐富多彩的桌面 返回Windows 98操作系統(tǒng)采用VFAT文件系統(tǒng)，同時支持短文件名和長文件名。 在Windows 98中，為便于管理，將系統(tǒng)資源組織成樹狀結構，以桌面（Desktop）為最高單元，桌面中包含系統(tǒng)的所有資源，返回Windows 2000中文版操作系統(tǒng)具有以下明顯的特點1、使用圖形用戶界面 2、多任務操作系統(tǒng) 3、支持多種語言系統(tǒng)4、即插即用技術 5、網絡支持 返回 Linux最早是由赫爾辛基大學的一位學生Linus Torvalds編寫的。當時Linux是他的一項個人研究項目，

4、其目的是為Minix用戶設計一個比較有效的UNIX PC版本，Linus Torvalds稱它為Linux。 1991年發(fā)行了解情況Linux0.11版本，并將它發(fā)布在Internet上，免費供人們使用。隨后他又在comp.os.minix新聞組內請求其他編程人員幫助完善。經過各地愛好者的補充和修改。 1994年Linux1.0發(fā)布之時，這一操作系統(tǒng)已經具備了搶先多任務和對稱多處理的功能。 如今Linux家族已經有近140個不同的版本。所有這些不同的版本都基于最初的、免費的源代碼。不同的公司可以推出不同的Linux產品，但是他們都必須承諾對初始源代碼的任何改動皆公布于眾。返回1、個人用戶 2、

5、專業(yè)用戶 3、商業(yè)用戶 返回1、提供WWW服務2、文件及打印服務。3、數據庫服務。 4、網絡服務 返回目前在Linux下的應用軟件還不太多，還沒有像Word、wordprofect、wordpro、WPS一樣的重量級字處理軟件。目前Linux下的應用軟件還不夠豐富，人們的選擇性還不大。Linux缺少全面漢化或者說是內核漢化的中文系統(tǒng)。不過，這一切正在改善，目前國內也發(fā)行了許多自己的發(fā)行版，但是，大多數發(fā)行版的中文系統(tǒng)還不夠成熟、不夠穩(wěn)定?？上驳氖羌t旗服務器版本2.0對中文的支持大大加強，用戶可以盡情享受中文帶來的樂趣了。對于軟件開發(fā)商而言，到目前為止還沒有Linux環(huán)境下的集成開發(fā)環(huán)境。Lin

6、ux系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境都是字符環(huán)境，用戶在Linux環(huán)境下編寫程序，通常都是使用Emacs寫好程序，再在Emacs中使用編譯器對源程序進行編譯。 返回1、與DOS系統(tǒng)比較 在同一系統(tǒng)上運行Linux和MS-DOS已很普遍，就發(fā)揮處理器功能來說，MS-DOS沒有完全實現(xiàn)x86處理器的功能，而Linux完全在處理器保護模式下運行，并且開發(fā)了處理器的所有特性。Linux可以直接訪問計算機內的所有可用內存，提供完整的UNIX接口。而MS-DOS只支持部分UNIX的接口。 就操作系統(tǒng)的功能來說，MS-DOS是單任務的操作系統(tǒng)，一旦用戶運行了一個MS-DOS的應用程序，它就獨占了系統(tǒng)的資源，用戶不可能再同

7、時運行其他應用程序。而Linux是多任務的操作系統(tǒng)，用戶可以同時運行多個應用程序。2、與Windows系統(tǒng)比較 從發(fā)展背景看，Linux與其他操作系統(tǒng)的區(qū)別是Linux是從一個比較成熟的操作系統(tǒng)發(fā)展而來的。 其他操作系統(tǒng)，如Windows NT等，都是自成體系，沒有對應的相依托的操作系統(tǒng)。 從使用費用上看，Linux與其他操作系統(tǒng)的區(qū)別在于Linux是一種開放、免費的操作系統(tǒng)，而其他操作系統(tǒng)都是封閉的系統(tǒng)，需要有償使用。這一區(qū)別使得用戶能夠不用花錢就能得到很多Linux的版本以及為其開發(fā)的應用軟件。返回（1）Internet/Intranet服務器 （2）網絡管理服務器 （3）企業(yè)群組服務器

8、（4）應用服務器 返回 對于中國用戶來說，中文顯示、中文打印是非常重要的。桌面系統(tǒng)對中文的顯示、打印等要求很高，Linux在漢字處理方面開發(fā)的時間較短，還不夠成熟，在字型字體、顯示打印等方面與其他桌面系統(tǒng)比起來存在著一定的差距。不過紅旗Linux中文能力在這方面處于領先的位置。紅旗Linux預裝了炎黃中文平臺和方正TrueType字庫，是目前國內唯一一套在Linux上支持大字符集（GBK）的中文操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了Linux上的TrueType顯示和打印功能，并且從安裝到使用提供了全中文的操作環(huán)境。返回支持三種語言，簡體中文、繁體中文和英文。并可動態(tài)切換。提供了日志文件系統(tǒng)reiserfs，支持海

9、量文件系統(tǒng)。增加了UPS電源管理。加強了系統(tǒng)備份的工具。提供了LVS的支持，用戶可以架構自己的Web集群服務器。提供了網絡防病毒軟件。提供了紅旗網絡商務通e-Office系統(tǒng)。部分支持USB設備。返回三、UNIX操作系統(tǒng)概述n1、UNIX系統(tǒng)基本概念n2、UNIX系統(tǒng)的初步使用n3、UNIX的體系結構及特點n4、UNIX存儲管理n5、UNIX進程管理1、用戶帳戶 UNIX是一個多用戶系統(tǒng)，它可以有若干個用戶同時使用一臺機器，在系統(tǒng)上的各個用戶必須在系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下，在一定范圍內從事自己的工作，因此，每個用戶和在銀行里存款一樣，都必須有自己的戶頭，這種用戶帳戶用來組織和記錄用戶在系統(tǒng)中的活動。它

10、也被稱為帳號或注冊號。兩種類型的用戶帳戶，一種是普通用戶帳戶，一種是超級用戶帳戶 普通用戶帳戶：用戶登錄名 用戶口令字 組標識符 用戶登錄目錄（Home directory），又稱主目錄/基目錄用戶登錄Shell 超級用戶帳號： 超級用戶是以“root”名登錄的用戶。為了實現(xiàn)各種系統(tǒng)管理工作，系統(tǒng)管理員必須以超級用戶身份登錄。超級用戶在系統(tǒng)中具有最高的自主權，可以讀寫系統(tǒng)中的任意一個文件，也可以執(zhí)行任何一個程序。2、UNIX的文件文件是UNIX文件系統(tǒng)的基本單位，共有三種不同類型的UNIX文件。分別是：普通文件 就是我們通常所指的程序文件和文本文件 特殊文件 就是指磁帶、磁盤等外部設備 目錄文

11、件。文件與目錄的命名規(guī)則 通配符 3UNIX命令 UNIX命令是一些可執(zhí)行的程序，在用戶輸入一條命令后，操作系統(tǒng)尋找名字為該命令名的可執(zhí)行程序，并執(zhí)行之。（1）命令行 命令行是一行字符，Shell程序由此讀入命令。有兩種Shell，一種是B-Shell，一種叫做C-Shell。 在終端上輸入命令時，其實是在編輯一個叫做“命令行緩沖器”的一行命令文本，按下回車鍵（Return），表示輸入認可，若在此之間按了中斷鍵（大多數為Del鍵），則命令行緩沖器被清空。 在一個命令行是可以輸入若干條命令，只要加上分號（；）分開即可。 要把一行命令推到后臺處理，在命令行的末尾打上一個“&”號即可。下面這

12、條命令把/usr目錄下盤空間的使用統(tǒng)計放到后臺進行，并存入diskusage文件中：du /usrdiskusage&（2）命令語法命令的一般語法規(guī)則如下： command 選擇項變量文件名 按照規(guī)定，命令的名字要小寫，選擇項前面有一條短線（-）。 選擇項可以組合使用，請看下面命令： ls -rl 這條命令中的-rl表示這條命令將以長列表的格式以及倒字母順序的排列列出目錄中的全部文件。當然，在某些情況多個選擇必須分開表示，如： copy a v source destination 在命令中還可以給出一些別的變量，例如： grep ”all right ”recorder.txt4UN

13、IX命令的輸入和輸出UNIX命令通常是把終端鍵盤作為約定的輸入設備，而把終端顯示器作為約定的輸出設備，在UNIX系統(tǒng)中，命令的輸入和輸出可以重新定向。另外，UNIX的命令還可以建立管道。所謂管道，也就是一個命令的輸入是另一個命令的輸出。輸出重定向符號是大于號（）,命令lsfilesave，把ls的輸出重定向到文件filesave之中。輸出附加符是兩個連續(xù)的大于號（）,命令lsexitfile，把ls的輸入附加到文件exitfile內容的后面，對應于輸入重定向，還有輸出重定向，請參閱Shell的內容。返回（1）普通文件普通文件是以字節(jié)為單位的數據信息的集合。這些文件包括文本文件、程序源碼、程序數

14、據和可執(zhí)行二進制文件。普通文件的字節(jié)可被系統(tǒng)解釋成文本文件的字符、二進制的指令或程序語句。每個普通文件具有下列屬性：（a）一個文件名（不必是唯一的）；（b）一個唯一的文件索引號，叫做i結點號；（c）以字節(jié)為計數單位的文件長度；（d）最后修改的時間；（e）一組存取權；（f）所有者及從屬組名。返回2特殊文件 特殊文件事實上是指和計算機系統(tǒng)相連的一些硬設備，如硬盤、軟盤、打印機、終端和內存等。UNIX系統(tǒng)為了更好地管理和使用這些設備，把這些設備和普通文件一樣處理。在系統(tǒng)中，這些設備以特殊文件的形式存放在/dev目錄中。如果我們對目錄/dev進行列表顯示，會看到如下特殊文件：硬盤：hd（1號盤hd0a

15、，1分區(qū)hd00,2分區(qū)hd01，2號盤hd1a）；軟盤：fd(a盤fd0,b盤fd1)；終端：tty(tty00,tty01,tty02);主控臺：console;打印機；lp(lp,lp0,lp,lp2)盤交換區(qū)：swap;盤根分區(qū)：root;盤用戶分區(qū)：usr；存儲器：mem;時鐘：clock.返回特殊文件有兩種類型。一種是硬盤、軟盤和磁帶，記錄數據塊，以512個字節(jié)的數據為單位的，我們常常把它叫做塊設備。在列表時，塊設備的特殊文件行首有一個字母“b”。另一種是打印、終端等，這些設備傳送數據速度慢，常常以字符為單位，這種設備我們常常把它叫做字符型設備。字符型設備的特殊文件列表行首有一個字

16、母“c”。 目錄文件 如果說普通文件是真正的文件，那末目錄文件就是存放這種文件的抽屜。 和普通文件一樣，目錄也可以通過賦予存取權來保護。其存取權也是讀權、寫權和執(zhí)行權。如果一個用戶要對這個目錄進行操作，它至少要有執(zhí)行權。執(zhí)行權和寫權決定能否往目錄寫入或從目錄中刪除文件。執(zhí)行權和讀讀權決定能否列出目錄中的內容。目錄的存取權也是決定于目錄的主人，該主人常常就是創(chuàng)建人 返回1、進入和退出UNIX系統(tǒng) 2、登入 3、改變口令 4、注銷 返回 1、 UNIX 的體系結構 UNIX及其變種XENIX是一個多用戶、多任務的操作系統(tǒng)，其系統(tǒng)結構大致可分為3個層次 （1）最內層是UNIX內核（Kernel），運

17、行UNIX后，內核長駐內存。（2）中間一層是命令解釋程序，稱為外殼（Shell）。外殼只是在輸入命令時才調入內存，當執(zhí)行完這條命令后就釋放外殼所占的內存空間。因此外殼是用戶與內核的接口。用戶可以根據需要編制一些功能程序來擴充Shell命令。（3）最外層是應用程序，它包括眾多的應用軟件和除UNIX系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)軟件。 2、UNIX系統(tǒng)的特點。（1）UNIX是一個多用戶系統(tǒng)。（2）UNIX是一個多任務操作系統(tǒng)。（3）具有良好的用戶界面。 （4）UNIX系統(tǒng)將文件、目錄、輸入輸出設備都作為文件統(tǒng)一處理。它們具有相同的語法、語義和保護措施，給使用帶來方便。（5）具有與MS-DOS相同的系統(tǒng)環(huán)境，可

18、以利用MS-DOS上已有的豐富的應用軟件資源。（6）具有支持網絡功能，可以很方便地直接組成局域網和遠程通信網。（7）UNIX系統(tǒng)是由C語言開發(fā)的，因而移植性好。（8）支持多種語言并具有很多使用軟件。返回早期的UNIX系統(tǒng)在內存和對換設備之間傳送整個進程，而不是獨立地傳送進程的各個部分（不包括共享正文）這樣的存儲管理策略稱為對換（swap）。近期推出的UNIX系統(tǒng)V支持請求調頁（demand paging）存儲管理策略。整個進程并不需要全部駐留在內存就可運行。當進程訪問頁面時，核心按需要為進程裝入該頁。請求調頁可以使進程的虛地址空間到機器的物理存儲空間映射具有更大的靈活性。它通常允許進程的大小比

19、可用的物理存儲空間大得多，還允許將更多的進程同時裝入內存。而對換策略的優(yōu)點是較為簡單，系統(tǒng)開銷少。1、UNIX進程存儲分布（1）進程在核心下的虛地址空間。核心態(tài)下虛地址空間分配如下，其中第0至5頁存放UNIX代碼。對不同的系統(tǒng)配置，生成不同的的代碼。第6頁存放現(xiàn)運行進程的ppda區(qū)其實際長度是1024字節(jié)，它隨進程的不同而變化。第7頁是輸入、輸出頁。（2）進程在用戶態(tài)下的虛地址空間。用戶狀態(tài)下進程映像分為：共享正文段、數據段用戶棧，在虛地址空間中位置也是這樣的順序，而且棧段是由高地址向低地址延伸。每段均占用整頁數。UNIX代碼總是駐留從0地址開始的低內存區(qū)域，而輸入/輸出頁則占物理地址空間的最

20、后4KW。各進程非常駐內存部分映像不論在內存還是外存，除共享正文段外，其余各段占據連續(xù)存儲區(qū)。2、存儲資源管理（1）可用存儲區(qū)表UNIX進程映像或駐內存，或駐盤交換區(qū)，對這兩部分資源的釋放、分配、算法相同。系統(tǒng)設置了內存可用存儲區(qū)表和盤交換區(qū)可用存儲表，以分別對它們進行管理 （2）存儲區(qū)分配算法按照對存儲區(qū)長度的要求，在可用存儲區(qū)表中，從第一個表目項開始，逐項進行比較，直到找出一個表目項，它的m-size值大于或等于所要求的值。并從該項分配所需存儲區(qū)，修改存儲區(qū)表中相應的表目。這種算法為首次適應法（first fit）。實施這一算法的程序是malloc(mp,size)。其中：mp是corem

21、ap或swapmap;size是要求分配的存儲區(qū)長度。 （3）存儲區(qū)的釋放某存儲區(qū)被釋放時，與其前后相鄰的空閑區(qū)可能處于四種不同關系。可用存儲區(qū)表針對這四種情況要作相應的修改。在此，稱可用存儲取區(qū)表中對應于前空閑區(qū)的項為前項，對應于后空閑區(qū)的項為后項。3、對換對換算法的描述有三部分：對換設備上的空間管理；把進程換出內存；把進程換入內存。（1）對換空間分配(2) 進程的換出 (3) 進程的換入 4、UNIX存儲管理中的保護 在計算機系統(tǒng)中，只要軟硬件結合組合組成的虛、實地址空間映射機構以及存儲資源管理機構工作正常，就可以使系統(tǒng)中各進程彼此隔離，從而對它們起保護作用。具體體現(xiàn)在：（1）除操作系統(tǒng)占

22、用的存儲區(qū)，輸入/輸出頁及不可修改的共享正文段外，各進程映像占用的存儲區(qū)均不重疊。（2）進程在處于核心態(tài)和用戶態(tài)時使用不同的管理寄存器，所以占用不同的內存空間。進程在用戶態(tài)下運行時，無權修改存儲管理寄存器的內容，因此它不會對核心態(tài)內存空間產生干擾，不會破壞操作系統(tǒng)。（3）進程對組成其映像各段的訪問，受到長度和存取權的嚴格限制，不允許超界進行非法訪問。這樣任一進程就不可能對其他段、其他進程的存儲區(qū)造成破壞。返回1、UNIX進程的運行狀態(tài)在某些操作系統(tǒng)中，進程分為兩類：系統(tǒng)進程和用戶進程。系統(tǒng)進程執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，提供系統(tǒng)功能，例如：作業(yè)調度、資源管理和控制等。用戶進程提供用戶功能，執(zhí)行用戶程序。UNIX對進程的處理不同，一個UNIX進程既可執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，又