第4章-計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)

第4章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)1第4章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)4.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)（掌握）4.2操作系統(tǒng)概述（理解）4.3常用的操作系統(tǒng)（了解）4.4WindowsXP操作基礎(chǔ)（掌握）4.5計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件（了解）2第4章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分類；操作系統(tǒng)的定義，分類，功能。難點(diǎn)：操作系統(tǒng)的功能。34.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng):中央處理器：運(yùn)算器/控制器/寄存器。存儲(chǔ)器：內(nèi)存/外存。外設(shè)：輸入設(shè)備/輸出設(shè)備。軟件系統(tǒng):

是在硬件系統(tǒng)上運(yùn)行的各種程序和文檔的總稱。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件44.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是負(fù)責(zé)管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)的各種軟硬資源的最基本的軟件。通常由計(jì)算機(jī)硬件生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的軟件廠商提供，它是保證計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行不可缺少的部分。系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng)；語言處理程序匯編程序、編譯程序、解釋程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；54.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem,OS）定義：組織和管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源及其工作流程，控制程序執(zhí)行，并向用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件。作用：為其它系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行提供支持。具有處理器管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理、網(wǎng)絡(luò)與通信管理等功能。Eg:Windows,UNIX,Linux等64.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)語言處理程序程序設(shè)計(jì)語言：機(jī)器語言，匯編語言，高級(jí)語言需要將用高級(jí)語言或匯編語言編寫的程序（源程序，Sourceprograms），翻譯成等價(jià)的機(jī)器語言程序，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行；起該作用的翻譯程序稱為語言處理程序。74.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)語言處理程序分類：匯編程序（Assembler）：將匯編語言程序翻譯成對應(yīng)的目標(biāo)程序。編譯程序（Compiler）：將高級(jí)語言程序翻譯成對應(yīng)的目標(biāo)程序。鏈接程序（Linker）：將一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)程序與一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的程序庫（Library）組織在一起，產(chǎn)生可執(zhí)行代碼，并存入外存，在需要運(yùn)行時(shí)再由操作系統(tǒng)加載后執(zhí)行。解釋程序（Interpreter）：對高級(jí)語言程序逐句地進(jìn)行翻譯，產(chǎn)生對應(yīng)的機(jī)器語言指令序列并執(zhí)行之。84.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)語言處理程序程序編譯執(zhí)行過程編譯－鏈接－加載－執(zhí)行編譯鏈接目標(biāo)程序其他目標(biāo)程序與程序庫可執(zhí)行程序源程序加載ExecutableCode執(zhí)行94.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個(gè)幫助人們建立數(shù)據(jù)庫和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的系統(tǒng)軟件。例如：SQLServer，Oracle，DB2等104.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件是指為了滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題的應(yīng)用需求而提供的軟件?？煞譃橥ㄓ密浖蛯Ｓ密浖?。通用軟件應(yīng)用廣泛，可以為多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的人們使用。專用軟件只供某個(gè)行業(yè)或某些人使用。常見的應(yīng)用軟件有辦公自動(dòng)化軟件、管理信息系統(tǒng)、多媒體處理軟件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件和科學(xué)計(jì)算軟件等。114.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件辦公自動(dòng)化軟件多媒體制作軟件輔助設(shè)計(jì)軟件軟件開發(fā)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)通信軟件安全防護(hù)軟件工具軟件娛樂休閑軟件124.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件共同構(gòu)成。操作系統(tǒng)各種應(yīng)用程序13計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件用戶按下‘P’鍵Hi，OS，發(fā)生了一個(gè)事件：‘P’鍵被按下了！Hi，財(cái)務(wù)系統(tǒng)，鍵盤輸入的是‘P’，看著辦吧！Hi，OS，打印我送到你那里的工資報(bào)表文件！Hi，激光打印機(jī)，把我送給你的數(shù)據(jù)打印出來！激光打印機(jī)開始打印4.1計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)144.2操作系統(tǒng)概述4.2.1什么是操作系統(tǒng)4.2.2操作系統(tǒng)的分類4.2.3操作系統(tǒng)的特征4.2.4操作系統(tǒng)的功能154.2.1什么是操作系統(tǒng)為了使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有軟、硬件資源協(xié)調(diào)一致，有條不紊地工作，就必須有一個(gè)軟件來進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，這種軟件就是操作系統(tǒng)。164.2.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)定義控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各種資源(硬件資源、軟件資源),合理組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作流程,控制程序的執(zhí)行，并提供多種服務(wù)功能及友好界面，方便用戶使用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件，是最基本、最重要的系統(tǒng)軟件。174.2.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程：①計(jì)算機(jī)加電時(shí)，電源給主機(jī)及其他系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出電信號(hào)；②電脈沖使處理器芯片復(fù)位，并查找含有BIOS的ROM芯片。③BIOS執(zhí)行加電自檢，檢測總線、擴(kuò)展卡、RAM芯片等各種系統(tǒng)部件，以確定硬件連接合理及操作正確。自檢得到的系統(tǒng)信息會(huì)顯示在顯示器上。184.2.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的啟動(dòng)過程：④系統(tǒng)自動(dòng)將自檢結(jié)果與主板上的CMOS芯片中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。CMOS芯片是一種特殊的只讀存儲(chǔ)器，存放計(jì)算機(jī)的相關(guān)配置信息。⑤如果自檢成功，BIOS會(huì)到外存中查找引導(dǎo)程序并裝入內(nèi)存執(zhí)行，由引導(dǎo)程序把操作系統(tǒng)的核心部分引導(dǎo)進(jìn)入內(nèi)存，然后操作系統(tǒng)開始接管、控制計(jì)算機(jī)，并把其他功能部分裝入內(nèi)存。⑥操作系統(tǒng)把系統(tǒng)配置信息從注冊表裝入內(nèi)存。注冊表由幾個(gè)包含系統(tǒng)配置信息的文件組成。194.2.2操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)可按照不同的方式加以分類按照操作系統(tǒng)提供給用戶的工作環(huán)境可以分為：批處理操作系統(tǒng)；分時(shí)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；分布式操作系統(tǒng)；嵌入式操作系統(tǒng)；204.2.2操作系統(tǒng)的分類-人工操作階段人工操作階段工作流程：（1）由程序員事先穿孔（對應(yīng)程序和數(shù)據(jù)）（2）將穿孔的紙帶（卡片）裝入紙帶（卡片)輸入機(jī)（3）再啟動(dòng)輸入機(jī)將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)（4）然后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行（5）運(yùn)行完畢取走計(jì)算機(jī)結(jié)果（6）下一位用戶214.2.2操作系統(tǒng)的分類-人工操作階段人工操作的缺點(diǎn)：用戶獨(dú)占全機(jī)（資源浪費(fèi)）CPU等待人工操作：裝入時(shí)、取走時(shí)的CPU及內(nèi)存等資源是空閑的。主要矛盾：人機(jī)矛盾即人工操作方式與機(jī)器利用率的矛盾CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾解決方法：脫機(jī)輸入輸出方式224.2.2操作系統(tǒng)的分類-人工操作階段脫機(jī)輸入/輸出方式(off-LineI/O）：在外圍機(jī)控制下進(jìn)行輸入輸出。工作流程：（示意圖)優(yōu)點(diǎn)：減少了CPU的空閑時(shí)間。提高了I/O速度（CPU只與高速的磁盤打交道）輸入設(shè)備外圍機(jī)外存輸出設(shè)備主機(jī)外存外存外存外圍機(jī)高速高速23卡片輸入機(jī)打印機(jī)外圍機(jī)輸入帶輸出帶執(zhí)行帶調(diào)入作業(yè)輸出結(jié)果主機(jī)4.2.2操作系統(tǒng)的分類-人工操作階段脫機(jī)輸入/輸出方式244.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)什么是批處理？所謂批處理(BatchProcessing)就是將作業(yè)按照它們的性質(zhì)分組（分批），然后再成組（成批）地提交給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成后再輸出結(jié)果，從而減少作業(yè)建立和結(jié)束過程中的時(shí)間浪費(fèi)。特點(diǎn)：一次可以提交一批作業(yè)，運(yùn)行過程中不允許與用戶發(fā)生交互作用。254.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)什么是批處理操作系統(tǒng)？所謂批處理操作系統(tǒng)是指加載在計(jì)算機(jī)上的一個(gè)系統(tǒng)軟件，在它的控制下，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)地成批地處理由操作員提交的若干用戶的作業(yè)。什么是作業(yè)？是指用戶在一次數(shù)據(jù)處理中要求計(jì)算機(jī)所做的全部工作的總和，由用戶程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成。264.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)分類單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)274.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代的中期，和第二代計(jì)算機(jī)——晶體管計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)相對應(yīng)。一次把一批作業(yè)放入外存,但一次只調(diào)用一道作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行，且作業(yè)按照先進(jìn)先出的次序依次運(yùn)行。28其它作業(yè)成批進(jìn)入輸入井輸出井單道批處理系統(tǒng)4.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)29單道批處理系統(tǒng)特征：自動(dòng)性、順序性、單道性。

優(yōu)點(diǎn)：

減少了CPU等待人工操作的時(shí)間，在一定程度上提高了計(jì)算機(jī)的使用效率。缺點(diǎn)：對某些作業(yè)來說，當(dāng)它發(fā)出輸入/輸出請求后，CPU必須等待I/O的完成，特別因?yàn)镮/O設(shè)備的低速性，從而使機(jī)器的利用率很低。4.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)304.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)為解決單道批處理系統(tǒng)中內(nèi)存僅存放一道作業(yè)，導(dǎo)致資源利用率和吞吐量低下的問題，引入了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，從而引出了多道批處理。多道批處理系統(tǒng)的引入：允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并啟動(dòng)進(jìn)行的方法.314.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)“多道”：即在系統(tǒng)內(nèi)（內(nèi)存）同時(shí)存放并運(yùn)行幾個(gè)相互獨(dú)立的程序。調(diào)度程序每次把若干個(gè)作業(yè)從作業(yè)隊(duì)列中調(diào)入內(nèi)存，并選擇一個(gè)作業(yè)，將CPU資源分配給它，讓它開始運(yùn)行。若當(dāng)前正處理的作業(yè)要進(jìn)行輸入/輸出操作時(shí)，就釋放對CPU的占有權(quán)。調(diào)度程序則從其它調(diào)入內(nèi)存的作業(yè)中重新選擇一個(gè)運(yùn)行。32其它作業(yè)成批進(jìn)入輸出井多道批處理系統(tǒng)多道并發(fā)執(zhí)行輸入井4.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)33多道批處理操作系統(tǒng)的工作原理

多道批處理系統(tǒng)工作原理作業(yè)卡片機(jī)作業(yè)1作業(yè)2┇作業(yè)nOS磁盤磁盤內(nèi)存后備作業(yè)完成作業(yè)打印機(jī)處理器輸入設(shè)備內(nèi)存打印機(jī)

4.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)344.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)的特征①多道性；②無序性；③調(diào)度性354.2.2操作系統(tǒng)的分類-批處理操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：①提高CPU的利用率；在作業(yè)程序進(jìn)行輸入/輸出操作時(shí)CPU也不會(huì)閑置。②可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率；③增加系統(tǒng)吞吐量。缺點(diǎn)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長無交互能力36分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生用戶對系統(tǒng)功能需求不斷增長，主要以下3個(gè)方面：

人—機(jī)交互；程序調(diào)試、修改可直接對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

共享主機(jī)；多個(gè)用戶都希望以“獨(dú)占”方式共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

方便上機(jī)；用戶希望有一個(gè)終端設(shè)備直接將作業(yè)傳遞給計(jì)算中心主機(jī)，并能直接對其作業(yè)控制。4.2.2操作系統(tǒng)的分類-分時(shí)操作系統(tǒng)374.2.2操作系統(tǒng)的分類-分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)在分時(shí)計(jì)算機(jī)上采用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的操作系統(tǒng)稱為分時(shí)操作系統(tǒng)。在分時(shí)系統(tǒng)中，一個(gè)主機(jī)可以連接多個(gè)終端，每個(gè)用戶都可以在自己的終端上操作或控制作業(yè)的完成，從宏觀上看，多用戶同時(shí)工作，共享系統(tǒng)資源；從微觀上看，各進(jìn)程按時(shí)間片輪流運(yùn)行，提高了系統(tǒng)資源利用率。384.2.2操作系統(tǒng)的分類-分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)把CPU的時(shí)間分成微小的片段，稱為時(shí)間片。各終端共享一臺(tái)主機(jī)，CPU按時(shí)間片輪流為多個(gè)終端服務(wù)。具有人機(jī)對話功能。39分時(shí)操作系統(tǒng)終端終端終端┅響應(yīng)時(shí)間

123n…時(shí)間片計(jì)算機(jī)硬件終端分時(shí)操作系統(tǒng)終端終端終端┅響應(yīng)時(shí)間

123n…時(shí)間片計(jì)算機(jī)主機(jī)終端終端終端終端終端終端終端終端終端分時(shí)系統(tǒng)示意圖4.2.2操作系統(tǒng)的分類-分時(shí)操作系統(tǒng)404.2.2操作系統(tǒng)的分類-分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

多路性：多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

獨(dú)占性：每個(gè)聯(lián)機(jī)用戶都感覺是獨(dú)占計(jì)算機(jī)。

交互性：用戶采用“一問一答”的方式使用計(jì)算機(jī)。及時(shí)性：在很短時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)，小于2～3秒。414.2.2操作系統(tǒng)的分類-實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)所謂實(shí)時(shí)，指能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對用戶請求或外部事件做出響應(yīng)和處理。在20世紀(jì)70年代初期出現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有及時(shí)性和可靠性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的可靠性通過兩個(gè)方面來保證進(jìn)一步增強(qiáng)軟件系統(tǒng)的可靠性。采用多臺(tái)硬件設(shè)備作為備份。實(shí)時(shí)系統(tǒng)分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。42實(shí)時(shí)控制是指把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于生產(chǎn)過程的控制、航天系統(tǒng)的跟蹤和控制等，所形成的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為中心的過程控制系統(tǒng)，屬于硬實(shí)時(shí)任務(wù)。這種應(yīng)用要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對所控制系統(tǒng)的參數(shù)變化采集及時(shí)，對應(yīng)該做出的調(diào)整控制及時(shí)。實(shí)時(shí)信息處理是指把主機(jī)和許多個(gè)終端（主要是遠(yuǎn)程終端）連接起來，計(jì)算機(jī)及時(shí)接收用戶從終端發(fā)來的服務(wù)請求，并根據(jù)用戶的請求做出及時(shí)處理和回答。屬于軟實(shí)時(shí)任務(wù)。目前廣泛應(yīng)用的飛機(jī)票購票系統(tǒng)，股票買賣系統(tǒng)，情報(bào)檢索系統(tǒng)，信用卡記賬取款系統(tǒng)等，都屬于實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)的例子。4.2.2操作系統(tǒng)的分類-實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)434.2.2操作系統(tǒng)的分類-實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)返回實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)立即做出相應(yīng)的控制專用OS使計(jì)算機(jī)及時(shí)響應(yīng)外部事件請求444.2.2操作系統(tǒng)的分類-通用操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)如果一個(gè)操作系統(tǒng)兼有批處理、分時(shí)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)三者或二者的功能，則稱該操作系統(tǒng)為通過操作系統(tǒng)。系統(tǒng)中同時(shí)存在三類任務(wù)：實(shí)時(shí)、分時(shí)、批處理。按優(yōu)先級(jí)分類處理?，F(xiàn)在常用的操作系統(tǒng)都屬于通用操作系統(tǒng)。454.2.2操作系統(tǒng)的分類-網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施互聯(lián)起來的自主計(jì)算機(jī)集合。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是指運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境上的操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)在不同主機(jī)系統(tǒng)之間的用戶通信、全網(wǎng)硬件和軟件資源的共享，并向用戶提供統(tǒng)一的、方便的網(wǎng)絡(luò)接口，以方便用戶使用網(wǎng)絡(luò)。464.2.2操作系統(tǒng)的分類-網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能網(wǎng)絡(luò)通信；資源管理；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的模式客戶/服務(wù)器模式對等模式:每個(gè)點(diǎn)即可做客戶，又可做服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)例WindowsNT,WindowsServer.網(wǎng)絡(luò)版的UNIX和Linux.474.2.2操作系統(tǒng)的分類-分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)是指把多個(gè)處理機(jī)通過高速局域網(wǎng)互連而構(gòu)成的系統(tǒng)，系統(tǒng)的處理和控制功能分布在各個(gè)處理機(jī)上。分布式操作系統(tǒng)是運(yùn)行上分布式系統(tǒng)之上的操作系統(tǒng)，是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級(jí)形式。主要任務(wù)是把分布式系統(tǒng)虛擬成一臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)。484.2.2操作系統(tǒng)的分類-分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)在分布式系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)對用戶是透明的，用戶不需要了解系統(tǒng)中軟件和硬件的分布，發(fā)給操作系統(tǒng)的命令和操作，由操作系統(tǒng)來選擇合適的計(jì)算機(jī)和設(shè)備進(jìn)行處理。分布式系統(tǒng)的出現(xiàn)基于兩個(gè)重要方面：高性能低價(jià)格微機(jī)的快速發(fā)展和普及；高速局域網(wǎng)的出現(xiàn)。494.2.2操作系統(tǒng)的分類-分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的區(qū)別：分布性并行性透明性共享性健壯性50分布OS處理器存儲(chǔ)器處理器存儲(chǔ)器處理器存儲(chǔ)器處理器存儲(chǔ)器處理器存儲(chǔ)器計(jì)算輸入輸出4.2.2操作系統(tǒng)的分類-分布式操作系統(tǒng)514.2.2操作系統(tǒng)的分類-嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)指運(yùn)行在嵌入式電子設(shè)備中的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng):嵌入式操作系統(tǒng)與其嵌入的電子設(shè)備緊密結(jié)合成一體，稱為嵌入式系統(tǒng)。它更一般性的定義：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。52嵌入式操作系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征：

系統(tǒng)內(nèi)核??；由于是應(yīng)用于小型電子裝置，系統(tǒng)資源相對有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。

專用性強(qiáng)；個(gè)性化很強(qiáng)，軟件系統(tǒng)和硬件結(jié)合非常緊密。

系統(tǒng)精簡；一般沒有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，以安全可靠為主。

高實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng)；這是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度。4.2.2操作系統(tǒng)的分類-嵌入式操作系統(tǒng)534.2.2操作系統(tǒng)的分類-嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用智能電器家庭娛樂航空航天國防安全等。嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE、VxWorks等是常用的嵌入式操作系統(tǒng)。544.2.2操作系統(tǒng)的分類從用戶角度分類單用戶單任務(wù)只允許一個(gè)用戶上機(jī)、且只允許用戶程序作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。CP/M,MS-DOS。單用戶多任務(wù)只允許一個(gè)用戶上機(jī)、但允許將一個(gè)用戶程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。Windows2000,WindowsXP。多用戶多任務(wù)允許多個(gè)用戶通過各自的終端使用同一臺(tái)主機(jī)，共享主機(jī)的各類資源，同時(shí)用戶程序又可進(jìn)一步分成幾個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。UNIXOS.55并發(fā)(concurrence)共享(sharing)虛擬(virtual)異步性(asynchronism)4.2.3操作系統(tǒng)的特征56并發(fā)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在多道運(yùn)行的程序（進(jìn)程）。

宏觀上：多道程序同時(shí)在執(zhí)行；微觀上：任何時(shí)刻只有一道程序在執(zhí)行，即微觀上多道程序在CPU上輪流（交替）執(zhí)行（單機(jī)）并行：與并發(fā)相似，指多道程序在同一時(shí)刻執(zhí)行，但需多個(gè)硬件支持。

注：1、程序的并發(fā)執(zhí)行能有效改善系統(tǒng)資源的利用率，但使系統(tǒng)復(fù)雜化，因此操作系統(tǒng)必須對并發(fā)活動(dòng)進(jìn)行控制和管理。

2、并發(fā)是操作系統(tǒng)最重要的特征，其它特征均以并發(fā)為前提。4.2.3操作系統(tǒng)的特征57并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征二者互為存在條件：資源的共享是以程序的并發(fā)執(zhí)行為條件。程序的并發(fā)執(zhí)行也以資源的共享為條件。共享：指系統(tǒng)中的資源不再為某道程序所獨(dú)占，而是供多道程序共同使用。資源共享方式：互斥共享方式：對單處理器的訪問。同時(shí)共享方式：對同一磁盤中的訪問4.2.3操作系統(tǒng)的特征58虛擬：把一個(gè)物理實(shí)體映射為若干個(gè)對應(yīng)的邏輯實(shí)體可以通過分時(shí)使用的方式實(shí)現(xiàn)虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率。如：虛擬處理機(jī)、虛擬設(shè)備、虛擬存儲(chǔ)器、虛擬磁盤。4.2.3操作系統(tǒng)的特征59異步性：也稱不確定性，指進(jìn)程在執(zhí)行中，其執(zhí)行時(shí)間、順序、向前推進(jìn)的速度和完成的時(shí)間等都是不可預(yù)知的。4.2.3操作系統(tǒng)的特征604.2.4操作系統(tǒng)的功能處理器管理存儲(chǔ)器管理設(shè)備管理文件管理用戶接口61

處理器管理在多任務(wù)系統(tǒng)中，可能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，它們都需要使用CPU資源。應(yīng)用程序進(jìn)程進(jìn)程進(jìn)程操作系統(tǒng)硬件CPU62CPU怎么辦CPU是競爭最激烈的資源，CPU管理解決多個(gè)程序同時(shí)工作的優(yōu)先權(quán)控制問題。處理器管理計(jì)算程序1t1成績排序程序2t2繪畫程序nt3

處理器管理63

處理器管理處理器管理：是操作系統(tǒng)中最重要、最復(fù)雜的管理，它描述和管理程序的動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程?？傮w功能是對處理機(jī)進(jìn)行分配、回收對處理機(jī)運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理注：處理機(jī)的分配以進(jìn)程為基本單位，因此對處理機(jī)的管理可歸結(jié)為對進(jìn)程的管理。進(jìn)程是指程序的一次執(zhí)行過程。具體功能(了解)進(jìn)程控制；進(jìn)程同步；進(jìn)程通信；進(jìn)程調(diào)度64

處理器管理1）進(jìn)程控制進(jìn)程控制是進(jìn)程管理中最基本的功能，即對系統(tǒng)中所有的進(jìn)程實(shí)施有效的管理，其功能包括進(jìn)程的創(chuàng)建、撤消、阻塞與喚醒等，這些功能一般是由操作系統(tǒng)的內(nèi)核來完成。2）進(jìn)程同步進(jìn)程同步的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程（線程）之間的推進(jìn)步驟。同步機(jī)制：信號(hào)量機(jī)制。65

處理器管理3）進(jìn)程通信實(shí)現(xiàn)相互合作進(jìn)程之間的信息交換。通信方式直接方式：相互合作的進(jìn)程處于同一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)。信號(hào)量機(jī)制間接方式：相互合作的進(jìn)程處于不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)。信箱通信方式

寫進(jìn)程――>信箱（中間實(shí)體）――>讀進(jìn)程4）進(jìn)程調(diào)度為并發(fā)執(zhí)行的多個(gè)進(jìn)程分配處理器資源。66程序1程序2程序3N個(gè)程序同時(shí)裝入內(nèi)存程序n調(diào)入運(yùn)行結(jié)束調(diào)出1.按要求為用戶程序分配內(nèi)存2.保證多個(gè)程序互不干擾3.程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)，及時(shí)回收它所占用的內(nèi)存空間，以便再裝入其它程序

存儲(chǔ)器管理功能67

存儲(chǔ)器管理功能存儲(chǔ)器管理：是操作系統(tǒng)中用戶與內(nèi)存之間的接口，主要管理內(nèi)存資源?？傮w功能眾多進(jìn)程共用一個(gè)存儲(chǔ)器，必然涉及到存儲(chǔ)器的分配、安全、利用率、共享以及擴(kuò)展等諸多問題。其目的是合理利用內(nèi)存空間并方便用戶使用，提高存儲(chǔ)器的利用率，從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存。具體功能1）內(nèi)存分配分配功能：內(nèi)存分配/內(nèi)存回收/內(nèi)存分配記錄。分配方式：靜態(tài)分配/動(dòng)態(tài)分配。68

存儲(chǔ)器管理功能具體功能2）內(nèi)存保護(hù)確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行。內(nèi)存保護(hù)機(jī)制：設(shè)置界限寄存器。3）地址映射將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址。程序的相對地址范圍稱為地址空間（邏輯地址空間）。內(nèi)存中的物理地址范圍稱為內(nèi)存空間（物理地址空間）。69

存儲(chǔ)器管理功能具體功能4）內(nèi)存擴(kuò)充通過虛擬存儲(chǔ)技術(shù)把外存虛擬成內(nèi)存，即虛擬存儲(chǔ)器。能夠擴(kuò)充邏輯內(nèi)存，提高系統(tǒng)性能虛擬存儲(chǔ)器的特征1、多次性：指一個(gè)作業(yè)被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行。2、對換性：允許在作業(yè)運(yùn)行過程中進(jìn)行換進(jìn)、換出。換進(jìn)、換出可提高內(nèi)存利用率。3、虛擬性：指能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。虛擬性是虛擬存儲(chǔ)器最重要的特征，也是實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器最重要的目標(biāo)。70設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序CPU、內(nèi)存運(yùn)行程序設(shè)備

設(shè)備管理功能設(shè)備管理：是操作系統(tǒng)中用戶與外部設(shè)備之間的接口，是對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存以外的所有輸入、輸出設(shè)備的管理。71

設(shè)備管理功能總體功能分配I/O設(shè)備,提高CPU和I/O設(shè)備的利用率,提高I/O速度,方便用戶使用I/O設(shè)備。具體功能1）緩沖區(qū)管理緩沖是兩種不同速度的設(shè)備之間傳輸信息時(shí)平滑傳輸過程的常用手段。設(shè)置緩沖區(qū)以緩和CPU和I/O速度不匹配的矛盾。單緩沖區(qū)/雙緩沖區(qū)/公共緩沖池。2）設(shè)備分配根據(jù)用戶的I/O請求、系統(tǒng)現(xiàn)有資源情況以及按照某種設(shè)備分配策略為之分配所需的設(shè)備。72

設(shè)備管理功能具體功能3）設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)度基本任務(wù)是把用戶提交的I/O請求轉(zhuǎn)化為實(shí)際的I/O操作。通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信。4）設(shè)備獨(dú)立性指應(yīng)用程序獨(dú)立于具體的物理設(shè)備，與實(shí)際用的物理設(shè)備無關(guān)。5）虛擬設(shè)備把一個(gè)物理設(shè)備對應(yīng)成多個(gè)邏輯設(shè)備,這種邏輯設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。使一個(gè)物理設(shè)備能供多個(gè)用戶共享使用，提高了設(shè)備的利用率。73

文件管理功能文件是指記錄在外存上的具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。文件管理：是操作系統(tǒng)中用戶與外部存儲(chǔ)設(shè)備之間的接口，是負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)。操作系統(tǒng)對文件的管理就是根據(jù)用戶要求實(shí)現(xiàn)信息的按文件名存取。名字空間映射存儲(chǔ)空間74

文件管理功能總體功能方便用戶使用文件并保證文件的安全。具體功能1）文件存儲(chǔ)空間管理存儲(chǔ)空間分配

非連續(xù)分配方式，以塊為基本分配單位。存儲(chǔ)空間回收。系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄存儲(chǔ)空間的使用情況。75

文件管理功能具體功能2）目錄管理任務(wù)：為每個(gè)文件建立一個(gè)目錄項(xiàng)，并對目錄區(qū)進(jìn)行管理。文件的存放分為兩個(gè)區(qū)域：目錄區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)目錄區(qū)存放目錄項(xiàng)，包括文件名、屬性、大小、創(chuàng)建刪除日期、存儲(chǔ)區(qū)的起始位置等信息。數(shù)據(jù)區(qū)存放文件的實(shí)際數(shù)據(jù)。能夠?qū)崿F(xiàn)文件的按名存取和快速檢索，提高文件操作的效率。76

文件管理功能具體功能3）文件的讀寫管理讀寫管理任務(wù)實(shí)現(xiàn)從外存中讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入外存。4）文件的安全保護(hù)采用多級(jí)安全控制措施系統(tǒng)級(jí)存取控制：設(shè)置帳號(hào)和口令。用戶級(jí)存取控制：為用戶分配存取權(quán)限。文件級(jí)存取控制：設(shè)定文件屬性。77

用戶接口用戶接口是OS向用戶提供的使用操作系統(tǒng)的方式。用戶接口類型命令接口程序接口圖形接口78

用戶接口命令接口命令接口是用戶利用操作系統(tǒng)命令組織和控制作業(yè)的執(zhí)行或管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。聯(lián)機(jī)用戶接口由鍵盤操作命令和對應(yīng)的命令解釋程序組成。脫機(jī)用戶接口也稱批處理用戶接口，為批處理作業(yè)用戶提供。程序接口為方便用戶程序訪問系統(tǒng)資源而設(shè)置的接口。WindowsAPI提供了大量的函數(shù)。圖形接口由圖標(biāo)、菜單和對話框組成的可視化操作界面。79聯(lián)機(jī)命令接口80圖形用戶接口命令和參數(shù)用菜單給出來復(fù)雜參數(shù)用對話框給出來命令用圖標(biāo)可視化給出來命令用窗口給出來要熟悉用鼠標(biāo)和鍵盤操作菜單/對話框的各種方法814.3常見操作系統(tǒng)4.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)4.3.2Windows操作系統(tǒng)4.3.3UNIX操作系統(tǒng)4.3.4Linux操作系統(tǒng)824.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)典型的單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)

MS-DOS是MicrosoftDiskOperatingSystem的簡稱，意即由美國微軟公司提供的磁盤操作系統(tǒng)。最早的版本是1981年8月推出的1.0版。在Windows流行之前，DOS一直占據(jù)微機(jī)操作系統(tǒng)的霸主地位。我國曾推出基于MS-DOS的漢字磁盤操作系統(tǒng)CC-DOS，能夠有效處理漢字。834.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)MS–DOS采用層次模塊結(jié)構(gòu)，其核心由四個(gè)程序模塊組成：BOOT（引導(dǎo)程序）IO.SYS（基本輸入輸出管理程序）MSDOS.SYS（磁盤管理系統(tǒng)）COMMAND.COM（命令處理程序）

IO.SYS和MSDOS.SYS是磁盤操作系統(tǒng)的兩個(gè)主要模塊。它們是以隱含的方式存儲(chǔ)在磁盤操作系統(tǒng)系統(tǒng)盤上，一般用戶看不見這兩個(gè)文件。844.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)運(yùn)用“命令提示符”啟動(dòng)MS-DOS命令提示符的打開方法：(1)單擊“開始”→“程序”→“附件”→“命令提示符”，(2)單擊“開始”→“運(yùn)行”并在彈出的對話框中輸入“cmd”命令并回車。注:若要使用全屏狀態(tài)請按組合鍵：Alt+Enter即可進(jìn)入到MS-DOS的全屏操作模式。同樣也可用該組合鍵進(jìn)行窗口模式的切換。854.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)常用磁盤操作系統(tǒng)命令磁盤操作系統(tǒng)命令語法描述中的約定符號(hào)：[]方括號(hào)中是可選項(xiàng)，即可有也可無。<>尖括號(hào)中是必選項(xiàng)，即必須有，不能省略。...表示其前面的內(nèi)容形式可重復(fù)。|用于表明其左右兩項(xiàng)內(nèi)容只選其中之一。

例如開|關(guān)，只能選開或關(guān)中的一項(xiàng)。864.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)列文件目錄命令：dir功能：用于顯示指定磁盤、目錄中的文件和子目錄信息。命令格式：dir[盤符][路徑][文件名][/P][/W]盤符：磁盤驅(qū)動(dòng)器字符+：

/P分屏顯示/W寬行顯示，只顯示文件名目錄名，每行五個(gè)。例1：DIRC:例2：DIRC:\XU874.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)建立子目錄命令：md功能：建立子目錄命令格式：md[盤符][路徑]<子目錄名>例：mduser改變或顯示當(dāng)前目錄命令：cd命令格式：cd[盤符][路徑]例1：cd例2：cdd:\user注意：cd..轉(zhuǎn)到上一層目錄；

cd\轉(zhuǎn)到根目錄；884.3.1MS-DOS操作系統(tǒng)復(fù)制文件命令：copy功能：拷貝一個(gè)或多個(gè)文件到指定盤上。命令格式：

copy[盤符][路徑]<文件名>[盤符][路徑][文件名]例：copyc:\txt\通知1.docc:\txt