計(jì)算機(jī)學(xué)院李勝利

搽作系統(tǒng)原理

李勝利

華中科技大學(xué)就算機(jī)學(xué)浣

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搽作系疣原理

第一章緒論

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操作系統(tǒng)

OperatingSystem

主要參考資料：

[1]莫里斯?貝奇《UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)》北京大學(xué)出版社

[2]A.S.Tanenbaum

《操作系統(tǒng)：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》電子工業(yè)出版社

[3]H.M.Deitel《操作系統(tǒng)原理基礎(chǔ)》北京科學(xué)出版社

[4]盧顯良《UNIX系統(tǒng)管理》清華大學(xué)出版社

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操作系統(tǒng)

OperatingSystem

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1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

中央處理機(jī)（CPU）

《〈內(nèi)存「I/O設(shè)備（鍵盤、顯示器、打字機(jī)、鼠標(biāo)）

I外部設(shè)備4存儲(chǔ)設(shè)備（硬盤、軟盤、光盤、磁帶）

-其它設(shè)備（MODEM、通信口）

’系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、語言編譯器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）

＜應(yīng)用軟件（CAD、MIS、用戶自己開發(fā)的系統(tǒng)等）

、工具軟件（軟、硬件檢測疹斷程序）

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1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

1.硬件：處理機(jī)(CPU)、內(nèi)存、工/0設(shè)備

2.軟件

系統(tǒng)軟件

應(yīng)用軟件

工具軟件

()操作系統(tǒng)

||硬件

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L1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

二、軟件與硬件的關(guān)系

硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，

軟件是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率和方便用戶使用計(jì)算機(jī)的

程序，

它們二者相互依賴、相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

裸機(jī)（硬件）是僵尸,軟件是幽靈.

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1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

三、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須配備操作系統(tǒng)的目標(biāo)

方便用戶

提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的使用效率

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

1、手工階段

用戶在計(jì)算機(jī)上算題的所有工作都要用戶人工干預(yù)，如程序

的裝入、運(yùn)行、結(jié)果的輸出等。

隨著計(jì)算機(jī)速度的加快，人機(jī)矛盾越來越大，直至無法容

忍。必須尋求新的辦法。

例如：上機(jī)操作要1分鐘，運(yùn)行時(shí)間20分鐘（10萬次/sec）

上機(jī)操作要1分鐘，運(yùn)行時(shí)間0.2分鐘（1000萬次/sec）

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

2、批處理

批處理是指系統(tǒng)中有一個(gè)監(jiān)控

程序，它負(fù)責(zé)完成用戶程序的

調(diào)人、啟動(dòng)運(yùn)行、輸出運(yùn)行結(jié)

果等工作。

(1)聯(lián)機(jī)批處理［主^7^)

晚布L限批牡王至

(2)脫機(jī)批處理

(3)執(zhí)行系統(tǒng)

聯(lián)機(jī)批處理

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

（3）執(zhí)行系統(tǒng)

執(zhí)行系統(tǒng)：

執(zhí)行系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)調(diào)度作業(yè)自動(dòng)地運(yùn)行，而且還要控制

I/Oo

雖然批處理系統(tǒng)能調(diào)度作業(yè)自動(dòng)地運(yùn)行,

但存在如下缺點(diǎn)：

?系統(tǒng)沒有任何保護(hù)自己的措施；

?程序進(jìn)入死循環(huán)必須要程序員干預(yù)。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

3、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)

60年代計(jì)算機(jī)硬件獲得兩個(gè)重大的進(jìn)展:

通道技術(shù)和中斷技術(shù)

通道：

是一種專用部件，負(fù)責(zé)外部設(shè)備與內(nèi)存之間信息的傳輸。

中斷：

指主機(jī)接到外界的信號(hào)（來自CPU外部或內(nèi)部）時(shí)，立即中止.

原來的工作，轉(zhuǎn)去處理這一外來事件，處理完后，主機(jī)又回到

原來工作點(diǎn)繼續(xù)工作。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

3、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

3、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)

定義

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)

立的程序，它們?cè)诠芾沓绦虻目刂葡孪嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行。

特征：

多道宏觀上并行微觀上串行

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

3、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)

多道成批系統(tǒng)

在批處理系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，就形成了批量

操作系統(tǒng)。

該系統(tǒng)把用戶提交的作業(yè)成批地送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，然后由

作業(yè)調(diào)度程序自動(dòng)地選擇作業(yè)運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn)：縮短作業(yè)之間的交接時(shí)間，減少處理機(jī)的空閑等待時(shí)間，提高系

統(tǒng)的吞吐量。

缺點(diǎn)：用戶響應(yīng)時(shí)間較長。用戶既不能了解自己程序的運(yùn)行情況，也不

能控制計(jì)算機(jī)。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

4.分時(shí)操作系統(tǒng)（TimeSharingOS）

分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由于中斷技術(shù)的使用，使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)能連

接多個(gè)用戶終端，用戶可通過各自的終端使用和控制計(jì)算機(jī)

,我們把一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為分時(shí)計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)，或稱分時(shí)系統(tǒng)。

分時(shí)技術(shù)：把處理機(jī)的響應(yīng)時(shí)間分成若于個(gè)大小相等（或不相

等）的時(shí)間單位，稱為時(shí)間片（如100毫秒），每個(gè)終端用

戶獲得CPU,就等于獲得一個(gè)時(shí)間片，該用戶程序開始運(yùn)行

,當(dāng)時(shí)間片到（用完），用戶程序暫停運(yùn)行，等待下一次運(yùn)

行。例如：我們上課。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

4.分時(shí)操作系統(tǒng)(TimeSharingOS)

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

4.分時(shí)系統(tǒng)

二、分時(shí)操作系統(tǒng)

分時(shí)操作系統(tǒng)利用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)的一種操作系

統(tǒng)，它一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的辦法，使一臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)為

多個(gè)終端用戶服務(wù)，對(duì)每個(gè)用戶都能保證足夠快的響應(yīng)時(shí)

間，并提供交互會(huì)話功能。

分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：一

1.多路調(diào)制性：即眾多聯(lián)機(jī)用戶可以同時(shí)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)

*

2.獨(dú)占性：各終端用戶感覺到自己獨(dú)占了計(jì)算機(jī)；

3.交互性：用戶與計(jì)算機(jī)之間可進(jìn)行“會(huì)話”。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real-timeOS)

早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是用于科學(xué)與工程的數(shù)值計(jì)算，如第一臺(tái)計(jì)

算機(jī)(1944年)產(chǎn)生的原因就是解決大口徑火炮設(shè)計(jì)中的

計(jì)算問題：彈道軌跡、彈著點(diǎn)和材料的各種應(yīng)力分布的計(jì)

算。還有原子彈設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中大量的計(jì)算問題，用當(dāng)時(shí)的

計(jì)算工具已經(jīng)解決不了。

到了60年代初，計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用到生產(chǎn)過程控制、工業(yè)控制

、防空系統(tǒng)、信息處理等，在這些應(yīng)用中不但要解決計(jì)算

問題，還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算，即實(shí)時(shí)處理。在

實(shí)時(shí)處理中的一個(gè)核心的問題就是響應(yīng)時(shí)間問題。

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5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（real-timeOS）

響應(yīng)時(shí)間：

指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)完成用戶命令所需的時(shí)間。

批處理操作系統(tǒng)沒有

分時(shí)操作系統(tǒng)秒級(jí)（一般情況）

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)微秒級(jí)甚至更小（經(jīng)典說法）

系統(tǒng)滿足用戶時(shí)限（deadline）的

要求（現(xiàn)代）

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real-timeOS)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是又一種類型的操作系統(tǒng)，對(duì)外部的請(qǐng)求，實(shí)

時(shí)操作系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理完畢。

實(shí)時(shí)：

指計(jì)算機(jī)對(duì)于用戶請(qǐng)求能足夠快地進(jìn)行處理，并做出反映。

要求毫秒、微秒級(jí)。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用：

實(shí)時(shí)控制：工業(yè)過程控制、防空系統(tǒng)等

實(shí)時(shí)信息處理：情報(bào)檢索和查詢、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、

銀行信用卡系統(tǒng)。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

5.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（real-timeOS）

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)：

1、系統(tǒng)對(duì)外部的信號(hào)必須能及時(shí)響應(yīng)，（在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（

deadlin））；

2、要求高可靠性和安全性，效率則放在第二位；

3、系統(tǒng)整體性強(qiáng)；

4、不要求很強(qiáng)的“會(huì)話”能力。

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6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

(-)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念

a.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是互連起

來的計(jì)算機(jī)的集合.

b.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景

微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用社會(huì)化一

通信技術(shù)的進(jìn)步和普及

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

(-)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念

c.特征

.資源共享性

.獨(dú)立自主性

d.微機(jī)網(wǎng)絡(luò)

微型機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，微機(jī)網(wǎng)絡(luò)也隨之崛起，并獲得高速

的發(fā)展，巳成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的一個(gè)分枝。

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6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

（二）網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

主機(jī)：

主機(jī)是組成網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立自主的

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于運(yùn)行用戶程序

（即應(yīng)用程序），也有些文獻(xiàn)把它

稱為末端系統(tǒng)ES（&，System）。

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6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

（二）網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

子網(wǎng)（應(yīng)叫通信子網(wǎng)）

(CommunicationSubnet)

是圈人網(wǎng)主機(jī)連接起來的實(shí)體。

子網(wǎng)的任務(wù)是在入網(wǎng)主機(jī)之間傳遞

信息，以提供通信服務(wù).

SUBNET

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6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

(二)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

IMP(lnterfaceMessage

Processor)

上述網(wǎng)絡(luò)概念結(jié)構(gòu)來自ARPA.

oARPA網(wǎng)是最早出現(xiàn)的重要.

絡(luò)之一，也是產(chǎn)生TCP/IP技.

和最，應(yīng)用TCP/IP技術(shù)的網(wǎng)：

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6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

（三）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)（HOST）之間傳遞信息的規(guī)則的集合。如國際

標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/OSI七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議、TCP/IP協(xié)議等。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：.

在通常的操作系統(tǒng)中增加了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議（一般到傳送

層）功能和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)。如UNIX、LINUX,

WINDOWSNT都是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

現(xiàn)在上網(wǎng)使用的IE4、Netscape、MailServer等屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，不屬

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的范疇。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

7.分布式系統(tǒng)(DistributedSystem)

分布式系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含多

臺(tái)處理機(jī)，每臺(tái)處理機(jī)完成系統(tǒng)中指定的一部分功能。

分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以是共享存儲(chǔ)器，也可以是分布式

的存儲(chǔ)器，即每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己的存儲(chǔ)器。

從硬件上講，它與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)沒有任何區(qū)別。關(guān)鍵是軟

件。

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1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

7.分布式系統(tǒng)(DistributedSystem)

分布式操作系統(tǒng)(DistributedOperatingSystem)

在各處理機(jī)之間采用無主從關(guān)系來設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。除了最

低級(jí)的輸入輸出支援外，所有的系統(tǒng)任務(wù)可以在系統(tǒng)中任何

處理機(jī)上運(yùn)行。系統(tǒng)有高度的并行性和有效的同步方法。

其特征是：

(1)功能的分布

(2)堅(jiān)強(qiáng)性

(3)高可靠性

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李

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1.3操作系統(tǒng)概念

1.3.1操作系統(tǒng)定義

1、科普的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理和控制中心，

它依照設(shè)計(jì)者制定的各種調(diào)度策略組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資

源，使之能高效地運(yùn)行。

2、功能的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)資源管理系統(tǒng)，它負(fù)

責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源的分配、控制、調(diào)度和回收。

3、用戶的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口，用戶通

過這種接口使用計(jì)算機(jī)。

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1.3操作系統(tǒng)概念

1.3.1操作系統(tǒng)定義

4、軟件的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。

5、管理的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的合理而

協(xié)調(diào)的管理者。

6、操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟

、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)

信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工

作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自

動(dòng)化。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李33

勝利

1.3操作系統(tǒng)概念

1.3.1操作系統(tǒng)定義

目前流行的操作系統(tǒng)：

DOS

UNIXLINUXMINIX

WINDOWSNTWINDOWS95/98/2000

并行UNIX、Ma行/OS、OFS/1

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李34

勝利

1.3操作系統(tǒng)概念

1.3.2操作系統(tǒng)的功能

一、操作系統(tǒng)作為虛擬機(jī)

虛擬機(jī)

操作系統(tǒng)

的作用是為用

戶捻彳共一臺(tái)生

價(jià)的擴(kuò)展計(jì)竟

機(jī)，或稱虛擬

機(jī)。它比低層

硬件更容易編

程。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李35

勝利

1.3操作系統(tǒng)概念

132操作系統(tǒng)的功能

二、操作系統(tǒng)作為資源管理器

第二種觀點(diǎn)是把操作系統(tǒng)看成一個(gè)資源管理器。換句話說，從

資源管理的角度看操作系統(tǒng)有如下四個(gè)功能：

處理機(jī)分配

內(nèi)存管理（主存管理、存儲(chǔ)器管理）

設(shè)備管理I

軟件資源管理

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.1操作系統(tǒng)的特性

這里講的操作系統(tǒng)是指傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，它主要指的是單CPU

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)。

為了充分地利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，即

在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放多道相互獨(dú)立的程序，這些程序要

共享系統(tǒng)中的資源；為了保證系統(tǒng)高效率，又要求系統(tǒng)中的

各種資源能最大限度的并行（如CPU與外設(shè)）。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李37

勝利

1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.1操作系統(tǒng)的特性

操作系統(tǒng)的特性：

并發(fā)concurrency(parallel)

共享

不確定性

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李38

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.1操作系統(tǒng)的特性

并發(fā):

并發(fā)是指能處理多個(gè)同時(shí)性活動(dòng)的能力。如CPU與I/O設(shè)備同

時(shí)工作、顯示器與打印機(jī)同時(shí)工作、鼠標(biāo)與揚(yáng)聲器同時(shí)工作

由并發(fā)引起的問題是如何從一個(gè)活動(dòng)切換到另一個(gè)活動(dòng)，怎

樣保護(hù)一個(gè)活動(dòng)，如何實(shí)現(xiàn)相互依賴的活動(dòng)之間的同步。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李39

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.1操作系統(tǒng)的特性

共享：

指多個(gè)計(jì)算任務(wù)（或多道程序）對(duì)系統(tǒng)資源的

共同使用。

問題：資源的分配、對(duì)數(shù)據(jù)同時(shí)存取的保護(hù)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李40

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.1操作系統(tǒng)的特性

不確定性：

從用戶運(yùn)行程序的要求的角度看，操作系統(tǒng)必須是確定的，即用戶給定

一個(gè)程序和相應(yīng)的初始數(shù)據(jù)，無論在什么時(shí)候，在什么計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)

行，產(chǎn)生的結(jié)果都應(yīng)是相同的。

從另一個(gè)角度看操作系統(tǒng)又存在不確定性：這是由共享和并發(fā)引起的。在

操作系統(tǒng)中可運(yùn)行多道用戶程序，而每個(gè)用戶程序的運(yùn)行時(shí)間、要使用

哪些系統(tǒng)資源、使用多長時(shí)間、使用的資源是共享還是獨(dú)占的，操作系

統(tǒng)在程序運(yùn)行前是不知道的。這就要求操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要很好地解決并

發(fā)和共享的問題，否則，將會(huì)產(chǎn)生不可重現(xiàn)的錯(cuò)誤，這種不可重現(xiàn)的錯(cuò)

誤稱為不確定性。

例如兩個(gè)用戶共享一臺(tái)打印機(jī)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李41

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.2操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)

1、系統(tǒng)的可靠性

2、系統(tǒng)吞吐率

3、系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間

4、系統(tǒng)資源的利用率

5、可移植性

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李42

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1.4操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題

1.4.3操作系統(tǒng)應(yīng)解決的基本問題

1、提出解決各種沖突的策略

2、協(xié)調(diào)活動(dòng)的關(guān)系

3、保證數(shù)據(jù)的一致性

4、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取控制

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李43

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

UNIX系統(tǒng)是一個(gè)交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)

1974年《ACM通信》上發(fā)表了K.Thompson和D.Ritchie的論文“The

UNIXTime-SharingSystem”,UNIX系統(tǒng)公布于世。

作者：美國BELL實(shí)驗(yàn)室

KenThompson（K.湯普遜）

DennisRitchie（D.里奇）

（C語言的創(chuàng)始人）

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李44

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

1.5.1UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展

1965年：麻省理工大學(xué)、BELL實(shí)驗(yàn)室、通用電器公司組成MAC

課題組聯(lián)合研制Multics操作系統(tǒng)。

Multics操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是要向大的用戶團(tuán)體提供對(duì)計(jì)算機(jī)的同

時(shí)訪問，支持強(qiáng)大的計(jì)算能力與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及允許用戶帶需

要的時(shí)候容易共享他們的數(shù)據(jù)。

1969年Multics在GE645計(jì)算機(jī)上運(yùn)行了，但它既沒有能提供預(yù)定

的綜合計(jì)算服務(wù)，而且連它自己究竟什么時(shí)候算達(dá)到開發(fā)的目

標(biāo)O

BELL實(shí)驗(yàn)室退出了該課題組。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李45

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

1.5.1UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展

Multics操作系統(tǒng)開發(fā)失敗的原因是當(dāng)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

的指導(dǎo)思想所導(dǎo)致的。

當(dāng)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是“滿足所有用戶的所

有要求”。

UNIX系統(tǒng)的作者認(rèn)為：操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不應(yīng)也不可

能做到“滿足所有用戶的所有要求”，而應(yīng)為廣大

的計(jì)算機(jī)用戶提供一種良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李46

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

1.5.1UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展

1969年K.Thompson和D.Ritchie為了改善他們的程序設(shè)計(jì)環(huán)境

,設(shè)計(jì)了一個(gè)紙面的文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)后來演化成

UNIX系統(tǒng)早期的版本。并在PDP-11計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，后來

DennisRitchie創(chuàng)造了C語言，并用C語言改寫了早期的UNIX

系統(tǒng)。

1974年在《ACM通信》上發(fā)表了“TheUNIXTime-Sharing

System”的論文，UNIX正式公布于世。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李

勝利

1.5UNIX操作系統(tǒng)

1.5.1UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展

由于UNIX系統(tǒng)生逢其時(shí)，品質(zhì)優(yōu)秀很快風(fēng)靡全球，成為當(dāng)令各

種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主流操作系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)流行的UNIX操作系統(tǒng)：

SCOUNIX

AT&TUNIXSVR4X

惠普計(jì)算機(jī)上的HP-UX

IBM小型機(jī)上的AIX

蘋果Mac上的AUX

免費(fèi)的UNIX版本，如Linux、Minix和FreeBSD

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李48

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

5.2UNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

UNIX系統(tǒng)的成功有以下三個(gè)方面的原因

1.設(shè)計(jì)思想的正確合理

UNIX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者認(rèn)為操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)不可能做到滿足所有用

戶的所有要求，而應(yīng)是“為廣大的計(jì)算機(jī)用戶提供一個(gè)良好的程序設(shè)

計(jì)環(huán)境"。UNIX系統(tǒng)的實(shí)踐證明了這種設(shè)計(jì)思想的正確性，后來的

Windows95系統(tǒng)的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李49

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L5UNIX操作系統(tǒng)

5.2UNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

UNIX系統(tǒng)的成功有以下三個(gè)方面的原因

2.生逢其時(shí)、選擇恰當(dāng)

在60年代初，產(chǎn)生了多用戶計(jì)算機(jī)，這時(shí)人們都在盼望有一

個(gè)大小適中、功能齊全、使用方便的分時(shí)操作系統(tǒng)見世，就

在人們翹首以待的時(shí)候，UNIX系統(tǒng)產(chǎn)生了。

其次是選擇恰當(dāng)，UNIX系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選擇了在PDP-11系列的

計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)占據(jù)小型計(jì)算機(jī)的主要市場，為UNIX系

統(tǒng)的廣泛配置創(chuàng)造了物質(zhì)條件。。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李50

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5.2UNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

UNIX系統(tǒng)的成功有以下三個(gè)方面的原因

3.特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良

UNIX系統(tǒng)的成功，外部的原因起到了一定的作用，但起決定

作用的是UNIX系統(tǒng)內(nèi)部的原因，這就是UNIX系統(tǒng)有著別的

系統(tǒng)無法比擬的特征和優(yōu)良的品質(zhì)。使它成為操作系統(tǒng)的一

代霸主。其主要特點(diǎn)是：

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李

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1.5UNIX操作系統(tǒng)

5.2UNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

其主要特點(diǎn)是：

⑴該系統(tǒng)用高級(jí)語言編寫，使之易讀、易懂、易修改、易移

植到別的計(jì)算機(jī)上。

⑵它有一個(gè)簡單的用戶界面--shell

⑶它使用了在維護(hù)上容易的、實(shí)現(xiàn)上是高效的樹形結(jié)構(gòu)的文

件系統(tǒng)。

⑷文件、設(shè)備統(tǒng)一處理二一，.、.

⑸內(nèi)核和核外程序的有機(jī)結(jié)合t

(6)豐富的核外系統(tǒng)程序

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李52

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Iinux系統(tǒng)簡介

linux的起源和發(fā)展確實(shí)令人驚奇。

它是一個(gè)芬蘭人LinusTorvalds（二十三歲計(jì)算機(jī)系學(xué)生）

的業(yè)余發(fā)明。但如今已經(jīng)成長為一個(gè)羽翼豐滿的32位計(jì)算機(jī)

的操作系統(tǒng)，其性能可與商業(yè)的X86UNIX操作系統(tǒng)相媲美。

linux是自由軟件，并且在專用的網(wǎng)站上公布了該系統(tǒng)的源代碼

O因此，引起了全世界操作系統(tǒng)愛好者的興趣，不斷地對(duì)

linux進(jìn)行修改和補(bǔ)充，不斷地增加功能，用戶可以不斷地下

載更新的版本，并在各種系統(tǒng)配合下進(jìn)行測試，這使得linux

日趨完善和成熟。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李

勝利

Iinux系統(tǒng)簡介

linux是自由軟件，并且在專用的網(wǎng)站上公布了

該系統(tǒng)的源代碼。因此，引起了全世界操作

系統(tǒng)愛好者的興趣，不斷地對(duì)linux進(jìn)行修改

和補(bǔ)充，不斷地增加功能，用戶可以不斷地

下載更新的版本，并在各種系統(tǒng)配合下進(jìn)行

測試，這使得linux日趨完善和成熟。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李

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Iinux系統(tǒng)簡介

自1994年3月14日linuxL0發(fā)布以來,linux的用

戶數(shù)量在世界范圍內(nèi)呈指數(shù)增加。據(jù)linux統(tǒng)

計(jì)部門(http:〃counter.li.org/)收集的資料顯

示，世界各地安裝linux的計(jì)算機(jī)估計(jì)有100萬

至500萬臺(tái)。以上統(tǒng)計(jì)部門還對(duì)linux提供了以

下有趣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李55

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Iinux系統(tǒng)簡介

?Linux用戶大多數(shù)集中在美國、加拿大和歐洲。

?在家中使用linux的用戶約87%。在工作中使用linux的

約占35%,有些用戶在家在公司都用linux。

?通過FTP得到linux的用戶占43%；通過購買光盤得到

linux的用戶約占40%,這部分用戶主要是從經(jīng)銷商那

里買的，如InfoMagic或RedHatLinux。

?SlackwareLinux一直是最流行的linux產(chǎn)品；RedHat

Linux和Debian是另外兩個(gè)重要的linux銷售商。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李56

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Iinux系統(tǒng)簡介

?在Intel486上運(yùn)行的linux的用戶約占42%,在奔騰處理

機(jī)上運(yùn)行的用戶約占30%。所運(yùn)行l(wèi)inux系統(tǒng)一般的配置

為：內(nèi)存在8MB以上，硬盤在500MB以上。

?使用Ethernet網(wǎng)絡(luò)的用戶約占50%,而通過SLIP和PPP

撥號(hào)入網(wǎng)的占30%。

?無論在哪里，大多數(shù)linux系統(tǒng)都有1?8個(gè)用戶。

?把linux作為Internet服務(wù)器（WWW、FTP>Mail、防火

墻、路由器）的約占61%。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李57

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RedHatLnux6.0安裝

在安裝RedHatLINUX6.0之前,做好以下幾個(gè)準(zhǔn)備：

?收集計(jì)算機(jī)的硬件信息，包括顯示器類型，顯卡器、網(wǎng)卡

芯片名稱以及內(nèi)存大小；

■準(zhǔn)備系統(tǒng)硬件配置所需的LINUX版本的驅(qū)動(dòng)程序；

?了解計(jì)算機(jī)所處網(wǎng)絡(luò)的情況：是直接撥號(hào)上網(wǎng)，還是通過局

域網(wǎng)連接Internet。如果是后者，必須了解計(jì)算機(jī)所處的子

網(wǎng)段以及子網(wǎng)掩碼，并向系統(tǒng)管理員請(qǐng)求分配一個(gè)IP地址。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李58

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

安裝LINUX可以從光盤安裝,也可以從硬盤安裝。我們將介紹在

PC機(jī)上用光盤安裝linux系統(tǒng)。

1.準(zhǔn)備安裝

（1）選擇安裝所需語言

啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，首先會(huì)有一個(gè)歡迎界面出現(xiàn)，顯示4行信息，

其中第一條信息將詢問是安裝還是更新。如果是安裝，則鍵

入回車。然后，出現(xiàn)第二個(gè)歡迎屏幕，該信息告訴用戶可以訪

問RedHat網(wǎng)站.<http:/，i1^redhat.com）。按回車鍵，繼續(xù)

安裝。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李59

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

接下來出現(xiàn)一個(gè)界面，要求選擇安裝過程中所使用的語言（見圖

1），所選擇的項(xiàng)目有English,German,Hungarian等，用鍵盤

上的上下箭頭鍵選擇，我們一般選擇英語。當(dāng)目標(biāo)選定后，

將光標(biāo)移到0K上，按下回車鍵。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李60

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

圖1

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李61

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(2)選擇鍵盤類型

現(xiàn)在國內(nèi)的鍵盤多是美國標(biāo)準(zhǔn)的101鍵盤,所以,一般

選擇美國(US)類型(見圖2)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李62

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

(3)選擇安裝方式

RedHatLinux6.0提供的選項(xiàng)有：從光盤安裝(Local

CDR0M),或是從硬盤安裝(Harddrive)o第一次安裝時(shí)，我們

選擇從光盤安裝。系統(tǒng)提示將光盤放入光盤驅(qū)動(dòng)器，鍵入回車

鍵。屏幕顯示初始化信息，然后出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，詢問是安裝

系統(tǒng)還是更新系統(tǒng)。若是第一次安裝本系統(tǒng)，則選擇

Install(見圖3)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李63

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

RedHatLinux<C)1998RedHatSoftwareSelectinstallationpath

\InstallationPath卜

Mouldyouliketoinstalla

newsystemorupgradeasystem

whichalreadycontainsRedHat

Linux2.。orlater?

Instal1Upgrade

圖3

<Tab>/<Alt-Tab>betweenelementsI<Space>selectsI<F12>nextscreen

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李64

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

(4)確定安裝級(jí)別

有3個(gè)級(jí)別可供選擇：工作站級(jí)(Workstation)服

務(wù)器級(jí)(Server)和用戶自定義級(jí)

(Custom)o如果選擇用戶自定義級(jí)，則用戶可以方便

地使用RedHatLinux6.0,所以建議選用用戶自定

義級(jí)(4)。

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李65

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

RedHatLinux<C>1998RedHatSoftwareSelectinstallationclass

]InstallationClass[

Nhattypeofmachineareyou

installing?Formaximum

flexibility,choose"Custom"*

Workstation

Server

33

Ui圖4

<Tab>/<Alt-Tab>betweenelementsI<Space>selectsI<F12>nextscreen

2012-11-10華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院李66

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RedHatLnux6.0安裝

1.準(zhǔn)備安裝

(5)確定是否有SISC配置。

如果有，就選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，若沒有就直接選N0。

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RedHatLnux6.0安裝

2.硬盤的分區(qū)與使用

2.硬盤的分區(qū)與使用

每個(gè)操作系統(tǒng)都有自己的硬盤分區(qū)工具，比如，在DOS、

Windows操作系統(tǒng)中，我們

就是用fdisk命令進(jìn)行硬盤的分區(qū)。在Linux中，它提供了一個(gè)

強(qiáng)有力的分區(qū)的工具：DiskDruido

在進(jìn)入分區(qū)信息界面之前，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框見圖5,提供

兩種可供選擇的分區(qū)工具，建議選擇DiskDruido

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RedHatLnux6.0安裝

2.硬盤的分區(qū)與使用

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接下來會(huì)進(jìn)入DiskDruid程序的主對(duì)話框（見圖6）O

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RedHatLnux6.0安裝

2.硬盤的分區(qū)與使用

這是顯示DiskDruid在系統(tǒng)上收集的硬盤信息

的對(duì)話框,其中有磁盤驅(qū)動(dòng)器列表和驅(qū)動(dòng)器的

當(dāng)前分區(qū)信息。在DiskDruid中，用對(duì)話框底

部的5個(gè)按鈕執(zhí)行指定的硬盤安裝任務(wù)。

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2.硬盤的分區(qū)與使用

?Add:假如有足夠大的自由硬盤空間用以創(chuàng)建分區(qū)，該按鈕就能創(chuàng)

建新分區(qū)，按下ADD按鈕時(shí),會(huì)顯示另一個(gè)對(duì)話框,在其中可填入創(chuàng)

建分區(qū)所需的信息。

?Edit:改變已有分區(qū)的屬性。按下Edit按鈕時(shí)，會(huì)顯示另一個(gè)對(duì)話

框,可以在其中改變分區(qū)的當(dāng)前屬性。

?Delect:用來刪除在CurrentDiskPartitions列表中當(dāng)前高亮顯

示的分區(qū)。

?0K:按下Delect按鈕時(shí),DiskDruid將詢問是否真的想更新系統(tǒng)中

所有硬盤上已有的分區(qū)表，如果回答OK,DiskDruid就修改分區(qū)

表并退出。

?Cancel:用來退出DiskDruid并且不保存已進(jìn)行的任何修改。

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2.硬盤的分區(qū)與使用

(1)設(shè)置分區(qū)

如果硬盤空間足夠大，可以在保留原DOS分區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行分

區(qū)。否則必須先刪除DOS分區(qū)。

按下“Add”按鈕,系統(tǒng)顯示“EditNewPartition”對(duì)話框

(見圖11.7)。根據(jù)提示填寫相關(guān)信息。注意，在填寫Linux

主區(qū)(LinuxNative)時(shí)，裝載點(diǎn)(MountPoint)應(yīng)設(shè)置為

交換分區(qū)(LinuxSwap)的大小應(yīng)為內(nèi)存的兩倍。如

果要在Linux下訪問DOS分區(qū)，就必須為該分區(qū)指定裝載點(diǎn)，

例如，可以用/dose做DOS分區(qū)的裝載點(diǎn)，然后就可以在Linux

下的/dose目錄中訪問DOS文件。

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2.硬盤的分區(qū)與使用

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2.硬盤的分區(qū)與使用

⑵初始化對(duì)換空Setx<>swapspace

間

用DiskIActiveSwapSpace[

Druid劃分完分Whatpartitionswouldyouliketouseforswapspace?This

區(qū)之后，系統(tǒng)willdestroyanyinformationalreadyonthepartition.

將所填寫信息DeviceBeginEndSize(k>

記錄下來，并

詢問是否初始

化對(duì)換區(qū)（見

圖11.8）o若

要初始化對(duì)換

區(qū)，則按“0k”

按鈕。

<Tab>/<filt-Tab>betweeneleents<Space>selects<F12>nextscreen

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2.硬盤的分區(qū)與使用

(3)格式化分區(qū)

要格式化分區(qū)時(shí),就將光標(biāo)移動(dòng)到要格式化的

分區(qū)處。同時(shí)，還應(yīng)該選擇“Checkforbad

blocksduringformating”條目，這樣，格

式化過程將標(biāo)出可能有物理缺陷的硬盤區(qū)域

O

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3.安裝組件

3.安裝組件

在選定要格式化的分區(qū)之后，安裝程序并不立刻格式化分區(qū)，

相反，它要求提供要安

裝的RedHatLinux組件。這樣，用戶選擇了要安裝的組件之

后，RedHatLinux安裝程序?qū)⒏袷交脖P分區(qū)并將所需要的

文件復(fù)制到該分區(qū)上。

圖11.9顯示了帶有組件列表的對(duì)話框，用戶可以選擇要安裝的

組件。方括號(hào)中的星號(hào)（*）表明該組件已經(jīng)被選中。如果硬

盤空間足夠大，建議安裝所有RedHatLinux6.0自帶的軟件

包，即選擇Everthing條目。

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3.安裝組件

RedHatLinux<C)1S98RedHatSoftwareChoosepackagestoinstall

<Tab>/<Alt-Tab>betweenelestentsI<Space>selectsI<F12>nextscreen

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3.安裝組件

2.配置Linux

當(dāng)安裝程序完成所有選定軟件包之后，就進(jìn)入配置階段。假定

需要安裝X-Windows系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)組件，就要配置：

(1)配置鼠標(biāo)

當(dāng)程序包安裝完畢之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)探測鼠標(biāo)類型。注意，

如果是兩鍵鼠標(biāo)，則選擇

]Emulate3Buttons”選項(xiàng)，因?yàn)長inux默認(rèn)的是支持三鍵鼠

標(biāo)(見圖11.10)。

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3.安裝組件

nouseconfig3.Q.8-?1998RedHatSoftware

JConfigureMouse\

Nhattypeofmousedoyouhave?

ALPSGlidePoint(PS/2)

ASCIIMieMouse(serial)

ASCIIMieMouse(PS/2)

ATIBusMouse

GenericMouse(serial)

Generic3ButtonMouse(serial)

GenericHouse(PS/2)

Generic3ButtonMouse(PS/2)

Cancel

<Tab>/<Alt-Tab>betweenelestentsI<Space>selectsI<F12>nextscreen

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3.安裝組件

(2)配置網(wǎng)絡(luò)

接下來，系統(tǒng)

詢問是否安

裝LANo如

果