操作系统

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操作系统的功能主要是管理,即管理计算机的所有资源(软件和硬件)。一般认为操作系统具有管理处理器、内存储器、设备和计算机文件等方面的功能。它是计算机硬件与用户之间的接口,使用户能方便地操作计算机。

操作系统的作用

A)为计算机中运行的程序管理和分配各种软硬件资源。(大管家功能,管理所有的资源)
B)为用户提供友善的人机界面。(如Windows的GUI界面图形用户界面,或者命令行界面)
C)为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台。(程序员开发程序)

OS-function

Icon指图标,用于形象化地表示文件、程序、设备等对象。

没有安装任何软件的计算机成为裸机。没有软件,裸机没有什么用。操作系统将计算机硬件变成一台功能“虚计算机”,屏蔽了硬件的细节。安装操作系统,就是将它的程序代码安装在外存(如:硬盘)上,不是内存。

操作系统的启动流程

第一步:执行BIOS中加电自检。与操作系统无关。
第二步:执行BIOS中引导装入程序(自举程序)。与操作系统无关。
第三步:装入并执行硬盘上的主引导记录(512字节的机器代码程序),不同操作系统,主引导记录程序不同。与操作系统相关。主引导记录装入并执行操作系统的引导程序。
第四步:操作系统本身(操作系统的引导程序再不断地装入并执行操作系统本身)。

注意:启动过程中会读取CMOS中参数数据。若CMOS中数据丢失,则系统可能无法正常启动。

操作系统的四大管理功能

操作系统共有四大管理:多任务管理(CPU管理)、存储管理(对内存的管理)、文件管理、设备管理。

多任务管理(CPU管理)

多任务处理指多个任务在计算机中同时运行,每个任务都可以使用包括CPU在内的几乎全部软硬件资源。任务是指装入内存并启动执行的一个程序。为了支持多任务处理,操作系统中有一个处理器调度程序负责把 CPU时间分配给各个任务,使得多个任务“同时”执行。调度程序采用按时间片轮转的方法,给每个任务都能轮流得到一个时间片的CPU时间,在时间片结束后,再将CPU交给下一个任务。这样,只要一个CPU就可以“同时”执行多个任务。

时间片到后,无论程序执行到何处,WINDOWS都强制使它让出CPU,这就是:抢占式多任务。Win3.1中采用的是非抢占式多任务,win95及以后WIN系统,都是:抢占式多任务。

目的:提高CPU的利用率。

注意:若是单核心CPU,任何时刻只有一个任务在执行。若是双核,则任一时刻,真正有2个任务在执行。WINDOWS操作系统本身也与应用程序一起参与CPU轮转。故如果只有一个应用程序,同样要进行CPU轮转,不可能一直占用CPU。

借助于“任务管理器”,可以查看到有哪些任务同时在运行。

前台任务与后台任务:

1) 前台任务:能接受用户输入(击键或按击鼠标)的窗口只能有一个,称为活动窗口,它所对应的任务称为前台任务。
2) 后台任务:除前台任务外,所有其它任务均为后台任务
3) 前台任务与后台任务的区别:前台任务对应的窗口(活动窗口)位于其它窗口的前面。活动窗口的标题栏比非活动窗口颜色更深(深蓝色)。

前台任务与后台任务的共同点:都在计算机中运行。前台任务与后台任务的切换:为了输入信息到某个后台任务中去,必须切换窗口(单击要激活的后台任务窗口的任何部位, 或单击任务栏中对应的任务按钮)。

存储管理

对内存的管理,不包含外存。功能是:内存分配和回收、虚拟内存管理、内存共享和保护等。

虚拟存储技术的基本思想是:程序员是针对虚拟内存空间设计与编写程序的(虚拟内存大小:由地址线及硬盘空间决定。最大物理内存空间大小由芯片组决定)。当程序装入时,不必将其全部读入到内存,而只需将当前需要执行的一部分程序和数据页面读入内存,就可让程序开始执行。当执行到不在物理内存中的程序时,通过虚拟内存调试算法,进行页面调度,程序继续执行。

虚拟内存调度算法是:LRU。(将最近最少使用的页面调换出去。)调度的单位:页。(将虚拟内存中的程序划分成许多个页,一页大小如:4KB)
Windows XP中的虚拟内存的交换文件是 pagefile. sys,位于系统盘的根目录下。

文件管理

文件是一组相关信息的集合,它存储在软盘、硬盘、光盘等外存储器上。在Windows系统中允许使用长文件名,长达255个字符。

文件说明信息包括:文件名、文件类型、文件物理位置、文件长度、文件时间(创建时间、最近修改时间、最近访问时间等)、文件创建者、文件属性等。

文件属性用于将文件标注为系统文件、隐藏文件、存档文件或只读文件。

文件目录:通过文件名可以快速方便地获取文件的说明信息。提高文件的检索速度、允许文件在不同的目录中使用相同的名字、允许多个用户共享一个文件。

文件管理:文件系统在存储介质上为创建文件分配空间,为删除文件而回收空间,并对空闲空间进行管理。

注意(记住):文件说明信息是保存在该文件的目录中,文件的内容(程序或数据)是保存在磁盘的数据区中。
注意(记住):文件“系统属性”:表示该文件是WINDOWS操作系统自身内部的文件,若删除文件会提出警告。在资源管理器中通常不显示出来(除非在资源管理器中设置了“显示全部文件”)
注意(记住):文件“存档属性”:是由WINDOWS操作系统中的文件备份程序使用的,用于决定文件是否需要备份。备份过后,存档属性自动清除。若备份后又修改过文件,则文件的存档属性又自动加上(表示又需要备份了)。
注意(记住):文件“压缩属性”:文件保存到磁盘上时,文件中的内容是否要进行压缩。
注意(记住):文件“加密属性”:文件保存到磁盘上时,文件中的内容是否要进行加密(以便不让无关用户了解文件内容)。
注意(记住):文件“编制索引属性”:帮助编制该文件的索引,以便快速进行检索。
注意(记住):WINDOWS中采用树状结构来组织文件夹。每一个盘(逻辑盘如:C:盘、D:盘等)只有一个根文件夹。根文件夹不能被删除。根文件夹中可以有文件和其它子文件夹。
注意:物理盘与逻辑盘的区别。物理盘可能只有一个,但可以将物理盘进行分区(划分成几块),每一个分区对应一个逻辑盘(如:C盘、D盘等),因而一个物理盘,对应多个逻辑盘。用户使用看到的是逻辑盘。
文件夹是最大优点是:对文件的共享和保护提供了方便。一个文件夹设置为“共享”,含义是:文件夹中所有的文件都可以为网络上其它用户所共享使用。

硬盘采用的文件管理程序有 FAT16(用于2GB以下硬盘)、FAT32(2GB以上硬盘,WINDOWS XP下最大是32GB,单个文件最大4GB)、NTFS(硬盘最大2TB);CD-ROM采用是 CDFS文件管理程序;CD-RW和DVD采用的是:UDF文件管理程序。

设备管理

设备管理任务是协调 I/O设备与 CPU和内存的工作,为用户提供使用外部设备的最佳接口,以方便用户使用计算机。在Windows系统中,设备管理程序的结构由底向上是:设备驱动程序、I/O系统组件(含 1/O管理程序)、与应用程序的接口、应用程序。另外,Windows中的设备管理程序还支持“即插即用”(PnP)功能。

常用操作系统介绍

① WIN XP:最大支持内存4GB,2个CPU。有32位版本XP和64位版本XP。单用户、多任务、分时。

② WIN 7:直接支持多点触控,手写识别,多显卡支持。还有“虚拟WIN XP的工作模式(使得WIN7好像WIN XP一样运行,两者几乎完全兼容)”,有32位版本和64位版本。单用户、多任务、分时。

③ UNIX和LINUX:主要用于巨型机、大型机上作为网络操作系统使用。多用户、多任务、分时。