大学计算机基础-第2章-操作系统基础课件.pptx
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1、1第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础第2章操作系统基础大学计算机基础Fundamentals of university computer science2第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础内容导航第2章2.2 微机操作系统的演化过程2.3 Windows 10 使用基础2.4 Windows 10 的基本资源与操作2.5 Windows 10 的附件2.6 磁盘管理 2.1 操作系统概述2.7 控制面板 2.8 Windows 10 系统管理 2.9 Windows 10 的网络功能 2.10 国产操作系统简介3第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础课 前 导 读3 本章首先从
2、操作系统的定义、功能、分类和微机操作系统的演化进程等方面进行讲解,然后以 Windows 10 为例,详细讲述 Windows 操作系统的基本功能和常用的操作,最后对国产的操作系统进行简单的介绍。4第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.1 操作系统的含义1操作系统在计算机系统中的地位 操作系统处于用户、应用软件和计算机硬件系统之间。操作系统直接运行在裸机上,是对计算机硬件系统的第1次扩充。在操作系统的支持下,计算机才能运行其他软件。操作系统地位示意图操作系统地位示意图5第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.1 操作系统的含义2操作系统的作用 从用户的角度看,操作系统加上计算
3、机硬件系统形成了一台虚拟机(就是通常广义上的计算机),为用户提供了一个方便、有效、友好的使用环境。因此可以说,操作系统不仅是计算机硬件同其他软件的接口,而且也是用户同计算机的接口。6第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.1 操作系统的含义3操作系统的定义 操作系统是管理软硬件资源、控制程序执行、改善人机界面、合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。比尔比尔盖茨盖茨7第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能 第一:从用户角度来看,操作系统将裸机改造成了一台功能更强、服务质量更高、用户使用起来更加灵活方便、更加安全可靠的虚拟机
4、,使用户无须了解更多有关硬件和软件的细节就能使用计算机,从而提高了工作效率;第二:是为了合理地使用系统包含的各种软硬件资源,提高整个系统的使用效率。8第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能 具体地说,操作系统具有处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理等功能。设备管理文件管理处理器管理存储管理作业管理功能9第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能1处理器管理 处理器管理也称进程管理。进程是一个动态的过程,是正在运行的程序,是系统进行资源调度和分配的独立单位。现代操作系统支持多任务处理,也就是说,能够对多个进程进行管理。什么
5、进程能在什么时候占用CPU。10第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能1处理器管理 进程在其生存周期内,由于受资源制约,其执行过程是间断的,因此进程状态也是不断变化的。一般来说,进程有3种基本状态,如右图所示。死锁:某个进程占有另一个进程需要的资源而同时请求对方的资源,并且在得到所需资源前不释放其已占有的资源,那么就会导致死锁的情况发生。11第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能2存储管理-内存管理 除了为各个作业及进程分配互不发生冲突的内存空间、保护放在内存中的程序和数据不被破坏外,还要组织最大限度的共享内存空间,甚至将内存和外
6、存结合起来,为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储空间。12第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能2存储管理-内存管理 虽然交换技术使得执行的程序大小不再受内存的限制,但驻留在磁盘中的程序和数据需要经过交换,再装载到内存,从而极大影响了程序的运行效率。为了解决这个问题,采用了虚拟内存(virtual memory)技术,即在硬盘上开辟一个比内存要大的空间,按照内存的结构进行组织,把被执行的程序装载到这个区域中,当需要调入内存时,直接进行映射操作,从而减少数据交换过程,提高了程序执行效率。真正提高运行效率的方式只能是扩展内存。13第2章 操作系统基础第2章
7、操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能3设备管理 设备管理负责对接入本计算机系统的所有外部设备进行管理,主要功能有设备分配、设备驱动、缓冲管理、数据传输控制、中断控制、故障处理等。一般情况下,经常采用缓冲、中断、通道和虚拟设备等技术尽可能地使外部设备和主机并行工作,以解决CPU的快速和外部设备的慢速之间的矛盾,使用户不必去涉及具体设备的物理特性和具体控制命令就能方便、灵活地使用这些设备。14第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能3设备管理 相关的服务:设备调度:减少I/O完成所需要的平均等待时间。缓冲区服务:协调速度、传输数据大小不一致的设备。假脱机(spo
8、oling):是用来保存设备输出的缓冲,最常见的就是打印设备。先“假脱机”输出到一个独立的磁盘文件上,假脱机系统将相应的待送打印机的假脱机文件进行排队打印。假脱机示意图SPOOLING系统的组成15第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能4文件管理 对文件的组织管理和操作都是由被称为文件系统的软件来完成的。文件系统由文件、管理文件的软件和相应的数据结构组成。文件管理支持文件的建立、存储、检索、调用和修改等操作,解决文件的共享、保密和保护等问题,并提供方便用户使用的界面,使用户能实现对文件的按名存取,而不必关心文件在磁盘上的存放细节。文件系统是基于操作系统来实现的。
9、16第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能5作业管理将一次算题过程中或一个事务处理过程中要求计算机系统所完成的工作的集合,包括要执行的全部程序模块和需要处理的全部数据,称为一个作业(job)。作业管理是为处理器管理做准备的,包括对作业的组织、调度和运行控制。作业由程序、数据和作业说明书3个部分组成。17第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.2 操作系统的基本功能5作业管理 提交状态。后备状态。执行状态。完成状态。作业状态转换作业状态转换18第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类19第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.
10、1.3 操作系统的分类1按同用户交互的界面分类(1)命令行界面操作系统在命令行界面操作系统中,用户只能在命令提示符后(如C:)输入命令才能操作计算机。其界面不友好,用户需要记忆各种命令,否则无法使用计算机,如MS DOS、Novell Netware等系统。(2)图形界面操作系统图形界面操作系统交互性好,用户不需要记忆命令,可根据界面的提示进行操作,简单易学,如Windows操作系统。20第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类2按能够支持的用户数目分类 (1)单用户操作系统 单用户操作系统只允许一个用户使用操作系统,该用户独占计算机系统的全部软硬件资源。目前,在微型
11、计算机上使用的MS DOS、Windows 3.x和OS/2等属于单用户操作系统。(2)多用户操作系统 多用户操作系统是在一台主机上连接有若干台终端,能够支持多个用户同时通过这些终端机使用该主机进行工作。典型的多用户操作系统有UNIX、Linux和VAX/VMS等。21第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类3按是否能够运行多个任务分类(1)单任务操作系统单任务操作系统的主要特点是系统每次只能执行一个程序。例如,打印机在打印时,微机就不能再做其他工作了,如DOS操作系统。(2)多任务操作系统多任务操作系统允许同时运行两个以上的程序。例如,在打印时,可以同时执行另一个程
12、序。这类操作系统有Windows NT、Windows XP/2000、Windows Vista/7、Windows 8/10、UNIX、Linux、Mac OS等。22第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类4按使用环境分类(1)批处理操作系统将若干作业按一定的顺序统一交给计算机系统,由计算机自动地顺序完成这些作业,这样的操作系统称为批处理操作系统。批处理操作系统的主要特点是用户可以脱机使用计算机和成批处理,从而大大提高了系统资源的利用率和系统的吞吐量,如MVX、DOS/VSE、AOS/V等操作系统。23第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统
13、的分类4按使用环境分类(2)分时操作系统分时操作系统是一台主机带有若干台终端,CPU按照预先分配给各个终端的时间片,轮流为各个终端服务,即各个用户分时共享计算机系统的资源。如UNIX、XENIX、VAX/VMS等操作系统。(3)实时操作系统实时操作系统是对来自外界的信息在规定的时间内即时响应并进行处理的系统。它的两大特点是响应的即时性和系统的高可靠性,如IRMX、VRTX等操作系统。24第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类5按硬件结构分类(1)网络操作系统连接在网络上的计算机被称为网络工作站,简称工作站。工作站和终端的区别是前者具有自己的操作系统和数据处理能力,后
14、者要通过主机实现运算操作。如:NetWare。(2)分布式操作系统当操作人员向系统发出命令后能迅速得到处理结果,但运算处理是在系统中的哪台计算机上完成的操作人员并不知道,如Amoeba(阿米巴)操作系统。25第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类5按硬件结构分类(3)多媒体操作系统多媒体操作系统是指“除具有一般操作系统的功能外,还具有多媒体底层扩充模块,支持高层多媒体信息的采集、编辑、播放和传输等处理功能的系统”。Windows 95以后的都属于多媒体操作系统。http:/ 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类6.按设备可移动性分类 非移动设备
15、操作系系统如Windows,大家都非常熟悉了。下面主要讲可移动的操作系统。(1)Android Android(安卓)是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统。这是谷歌(Google)公司收购了原开发商Android后,联合多家制造商推出的面向平板电脑、移动设备、智能手机的操作系统。它是基于Linux开放的源代码开发的,并且仍然是免费使用的系统。27第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类6.按设备可移动性分类 (2)iOS iOS是Apple公司为其生产的智能手机iPhone开发的操作系统。Apple公司最早在2007年1月9日的Macworld大会上公布了
16、这个操作系统。原本这个操作系统名为iPhone OS,因为iPad、iPhone、iPod touch都使用iPhone OS,所以2010 WWDC大会上宣布改名为iOS。28第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类(3)Windows Mobile Windows Mobile是微软公司开发的适用于移动设备的Windows系统。此处的移动设备,如智能手机,也叫袖珍PC,即PPC(Packet PC)。该操作系统的设计初衷是尽量接近于桌面版本的Windows按照计算机操作系统的模式来设计Windows Mobile,以便能使得Windows Mobile同计算机操作
17、系统一模一样。,在继任者Windows Phone操作系统出现后,Windows Mobile系列正式退出了手机操作系统市场。29第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类(4)华为鸿蒙系统(英文:huaweiHarmonyOS,HongmengOS)。在2019年8月9日,华为在东莞举行华为开发者大会,正式发布操作系统鸿蒙OS。鸿蒙OS是一款“面向未来”的操作系统,一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统,现已适配智慧屏,未来它将适配手机、平板、电脑、智能汽车、可穿戴设备等多终端设备。2020年9月10日,华为鸿蒙系统升级至华为鸿蒙系统2.0版本 。余承东表示,20
18、20年12月份将面向开发者提供鸿蒙2.0的beta版本30第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.1.3 操作系统的分类 除了按以上六类分类之外,还可以按其他方式分类:如根据指令的长度分,操作系统还可以分为 8bit(位)、16bit、32bit、64bit 的操作系统;如目前的 Windows 10 可分为 32 位和 64 的两种。31第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础内容导航第2章2.3 Windows 10 使用基础2.4 Windows 10 的基本资源与操作2.5 Windows 10 的附件2.6 磁盘管理 2.1 操作系统概述2.7 控制面板 2.8 Windows
19、10 系统管理 2.9 Windows 10 的网络功能 2.10 国产操作系统简介2.2 微机操作系统的演化过程32第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.2.1 DOS1.DOS DOS(Disk Operating System)是早期配置在PC机上的单用户命令行界面操作系统。因为当时这个操作系统主要是存放在磁盘上的,操作的文件也主要存放在磁盘上,所以通常称其为磁盘操作系统。在使用DOS时,用户虽然不必死记机器指令,但必须记住DOS命令及其使用方法。常用的DOS命令有:dir(查看当前所在目录的文件和文件夹)、copy(文件复制)、del(文件删除)、md(建文件夹)、type(显示
20、文件的内容)等。33第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.2.1 DOS2DOS 的文件DOS 的文件是存放在外存中、有名字的一组信息的集合。每个文件都有一个文件名,DOS 按文件名对文件进行识别和管理,即所谓的“按名存取”。文件名由主文件名和扩展名两部分组成,其间用圆点“.”隔开。主文件名用来标识不同的文件,扩展名用来标识文件的类型。主文件名不能省略,扩展名可以省略。主文件名由 18 个字符组成,扩展名最多由 3 个字符组成。DOS 对文件名中的大小写字母不加区分。在文件名中不允许使用“!”“,”和空格等。34第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.2.1 DOS2DOS 的文件
21、通配符:其中,“*”代表在其位置上有连续且合法的 0 个到多个字符,“?”代表它所在位置上有任意一个合法字符。例:A*.txt 表示主名以A开头的TXT文件。ab?.*表示主名以ab开头,最多4个字符,扩展名不限的文件。?.exe 表示主名最多3个字符的EXE文件。*.*表示所有文件。在大多数操作系统中都支持这两个通配符,但在不同的操作系统中可能略有不同。命令“dir w*”显示的结果35第2章 操作系统基础第2章 操作系统基础2.2.1 DOS3DOS 的目录和路径(1)树形目录。树的节点分为 3 类:根节点表示根目录;枝节点表示子目录;叶节点表示文件。DOS的树形结构的树形结构36第2章
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