操作系统基础-沈晓栋.ppt

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1、操作系统基础,1,1 操作系统基础2 Unix/Linux简介,2,系统软件：控制和维护计算机的正常运行，管理计算机的各种资源，以满足应用软件的需要。,应用软件：完成一个特定的任务，在系统软件的支持下，才能运行,系统软件与应用软件的划分界限并不十分明显,软件系统,3,应用程序,硬件,系,统,软,件,应,用,软,件,系统软件是硬件与应用程序之间的接口,有些软件既可以认为是系统软件 也可以认为是应用软件例如：数据库管理系统,1 操作系统 1.1 操作系统概述,4,1.操作系统:是最基本的系统软件，用于管理和控制计算机所有软、硬件资源的一组程序,计算机硬件与其它软件的接口用户和计算机的接口,2.操作

2、系统分类,5,DOS,个人计算机操作系统,3.常用操作系统,6,（1）DOS Microsoft公司研制的配置在PC的操作系统 单用户命令行界面操作系统 从4.0版开始成为支持多任务的操作系统。（2）Windows 图形用户界面,Windows XP Professional,Windows XP Tablet PC,Windows XP Home,Windows 98,Windows NT,Windows 2000,Windows XP,Windows XP Media Center,Windows VISTA,Windows 7,7,（3）Unix分时操作系统，主要用于服务器/客户机体系（

3、4）Linux由UNIX发展而来，源代码开放（5）Mac OS较好的图形处理能力，主要用在桌面出版和多媒体 应用等领域。用在苹果公司的Power Macintosh机及Macintosh 一族计算机上，与Windows缺乏较好的兼容性（6）OS/2为IBM PS/2设计的操作系统，用户可自行定制界面（7）Novell Netware 基于文件服务和目录服务的网络操作系统，用于构建局域网。,操作系统的主要功能,8,1.2 处理机管理1.3 存储管理1.4 信息(文件)管理1.5 设备管理,1.2 处理机管理,9,1.单道程序系统：任一时刻只允许一个程序在系统中执行 一个程序执行结束后才能执行下一

4、个程序,任务：有效地、合理地分配CPU的时间,演示：单道程序系统,10,2.多道程序系统：多道程序同时在执行,特点：多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序 宏观上并行：同时在执行 微观上串行：各程序轮流地占有CPU，交替执行,演示：多道程序系统,11,3.进程：一个正在执行的程序；一个程序与其数据一道在计算机上顺序执行时所发生的活动；进程基本特征 动态性 程序的一次执行过程 并发性 系统中可以同时有几个进程在活动 独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位 异步性 进程按各自独立的、不可预知的速度前进,12,进程的状态和调度,13,等待某个资源,分配到了所需资源,除了CPU以外，所

5、需要的所有资源都分配了,缺少资源,4.线程（threads）,14,提高CPU的利用率 对进程进行“细分”，一个进程可再分为多个线程 线程称为轻量级的进程（Lighteight Threads，简称LWP）传统进程可认为重量级线程（Weight Threads，简称WP）线程分为：核心级线程：由操作系统产生，在核心空间运行 用户级线程：由用户创建，优先级低于核心级线程 UNIX：进程是CPU的分配单位 Windows：线程是CPU的分配单位 除了CPU以外，进程是在UNIX和WINDOWS中资源的分配单位,15,线程与进程的结构差异,引入线程的优点：充分共享共源 减少内存开销 提高并发性 切换

6、速度相对较快,16,演示：在程序管理器中观察各进程的线程数,1.3 存储管理,17,计算机内存是CPU可以直接存取的存储器。操作系统的存储管理主要功能有下面4个方面：1.虚拟内存用硬盘空间模拟内存 2.存储器分配3.地址的转换4.信息的保护,18,虚拟内存用硬盘空间模拟内存,真正内存,虚拟内存,内存空间,最大容量与CPU的寻址能力有关32位CPU最大可达4GB。,方法：使用硬盘空间模拟内存，文件名pagefile.sys情况：安装时创建，默认为RAM的1.5倍操作：我的电脑属性高级性能“设置”高级,演示：虚拟内存,19,2.存储器分配 目的：提高存储器的利用率，提高系统速度 分配:创建进程时，

7、(包括程序、数据、文件等)释放:进程结束时；改变:进程运行中需要时；调度和移动:系统需要时；,进程1,进程2,进程3,进程4,进程5,RAM,虚拟内存,交换,在CPU上运行的进程肯定要在RAM中,20,3.地址的转换,程序员编写程序逻辑地址（从0开始）,内存中程序 物理地址,转换,4.信息的保护 对进程的存储空间的安全保护 防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 软件和硬件结合的保护措施,21,1.4 文件系统,文件定义：是存放在外存上的一组相关信息的集合 按名存取文件名：文件名.扩展名文件类型文件属性文件操作,UNIX中大小写有区别Windows中大小写无区别,例如：Iexplore.exe

8、,1.文件基本概念,文件类型,22,文件的扩展名表示文件的类型。,23,文件属性,文件大小、占用空间、文件建立或修改的日期与时间、所有者信息 重要的属性有：只读：文件只能读，不能修改或删除 隐藏：在一般的情况下不显示 存档：任何一个新创建或修改的文件都有存档属性。当用“附件”下“系统工具”组中的“备份”程序备份后，存档属性消失。,24,文件操作,一个文件中所存储的可能是数据，也可能是程序的代码，不同格式的文件通常都会有不同的应用和操作。文件的常用操作有：建立文件 打开文件 写入文件 删除文件 属性更改,25,2.目录结构,硬盘划分成几个逻辑上独立的区域，这些磁盘分区被称为卷。硬盘分区目的：便于

9、管理磁盘上的众多文件 安装不同的系统，如Windows XP、Linux等 操作:控制面板管理工具 计算机管理磁盘管理,演示：计算机管理,26,Windows,其它操作系统,磁盘分区,格式化,使用,格式化目的：把磁道划分成一个个扇区，每个扇区占512B 安装文件系统，建立根目录,27,树状结构,根目录,Windows,User,System32,Notepad.exe,Test.doc,Data.mdb,Mspaint.exe,Explorer.exe,目录路径 绝对路径：从根目录开始，依序到该文件之前的名称。相对路径：从当前目录开始到某个文件之前的名称。,例如：C:WindowsSystem

10、32Notepad.exe C:UserTest.doc.UserData.mdb（当前目录为System32）,目录结构像一颗倒置的树，树根为根目录，树中每一个分枝为子目录，树叶为文件。,28,Windows中的树型结构 桌面为根,编程时：根目录是指逻辑驱动器的根目录,29,3.Windows文件系统Windows支持三种文件系统：FAT、FAT32和NTFS。FAT：只能支持512MB以下的容量，目前用在软盘和移动硬盘。FAT32：卷最大容量2TB，不支持512MB以下的卷。用在硬盘分区。NTFS：兼顾了磁盘空间的使用与访问效率，提供高性能、安全性、可靠性和许多FAT或FAT32没有的高级

11、功能的文件系统。光盘文件系统：CDFS，UDF,30,4.文件系统实例:FAT(软盘),在格式化时，在软盘上建立4个区域：引导记录(引导扇区)：位于0面0道1扇区，由引导程序和磁盘信息组成 文件分配表(FAT)：记录文件数据的链接关系；串联；000至FFF 文件目录表(FDT)：记录文件的基本信息：文件名、起始簇号、文件大小 数据区(DATA)：存放文件数据的地方，簇号从002开始 扇区：读/写磁盘的基本单位 簇：由连续的若干个扇区组成，文件系统以“簇”为基本单位分配 1.44MB软盘：一簇一个扇区 硬盘：一簇有4、8、16或更多的扇区,31,例如：当用户访问Test.txt时，操作系统 首先

12、读出FDT表，然后读出FAT表，最后从数据区中读出文件占用的簇中数据。,32,1.5 设备管理,1.设备驱动程序 使用设备之前，该设备的驱动程序必须被安装。操作系统提供标准框架(可用),设备厂家提供驱动程序(如何用)。2.即插即用（Plug and Play，简称PnP）指把设备连接到计算机上后无需手动配置可以立即使用。即插即用技术需要设备和操作系统的支持。1995年以后生产的设备基本上是即插即用。3.通用即插即用UPnP 让计算机自动发现和使用基于网络的硬件设备，网络打印机、Internet网关和消费类电子设备。实现“零配置”和“隐性”的联网过程。99年推出。,33,4.集中、统一管理 对各

13、类设备的管理界面 操作：(控制面板系统硬件设备管理器)5.提高使用效率 通道和缓冲 缓冲区：介于两个设备或设备与应用程序之间传递数据的内存区域。提供给不同速度的设备之间传递数据。高速缓存：一种特殊作用的内存,34,2 Linux操作系统 2.1 Linux 简介,源代码开放 与Unix兼容的32位操作系统 提供了完整的网络集成 通常包含很方便的Internet或Intranet服务器设置 可以用来很好地组建LAN 是一个十分优秀的开发平台 具有大量的应用软件,35,现有发行版本：Redhat Turbo Linux SUSE Linux Ubuntu Linux 国产版本：红旗Linux 蓝点

14、Linux,36,2.2 命令提示符界面下常用命令,1查看文件信息格式：ls-al 目录（-a 显示所有文件，-l显示文件的详细信息）例如：ls-al/tmp 显示tmp目录下所有文件的详细信息 ls s*列出目录中以字母s打头的全部非隐藏文件2改变当前目录路径格式：cd 目录例如：cd/tmp 进入tmp目录 cd.返回到上一层目录 cd./.返回到当前目录的上两层 cd 返回到当前用户的根目录3显示当前所在目录格式：pwd 显示当前工作目录的绝对路径,37,4新建空目录格式：mkdir 目录例如：mkdir DIR 建立一个名为DIR的空目录5复制文件格式：cp 源文件 目标文件例如：cp

15、/etc/yp.conf/Desktop/myfile 复制etc目录下的yp.conf文件到Desktop目录下，并且更名为myfile6查看文件内容格式：cat 文件名例如：cat myfile 显示myfile文件的内容,38,7分页显示文件内容格式：more 文件名例如：more myfile 分页显示myfile文件的内容8删除目录格式：rmdir 目录例如：rmdir DIR 删除名为DIR的空目录 9删除文件格式：rm-r 目录或文件名说明：-r表示将整个目录以及目录中的文件全部删除。例如：rm testfile 删除文件testfile,2.3 Linux常用系统命令,39,40,