大学计算机基础教程(高守平第二版)第2章操作系统基础.doc

第二章 操作系统基础 大学计算机基础教程操作系统基础操作系统是最重要的计算机系统软件，计算机发展到今天，从微型机到高性能计算机，无一例外都配置了一种或多种操作系统，操作系统已经成为现代计算机系统不可分割的重要组成部分。 本章主要内容包括：操作系统的基本概念和主要功能；中文Windows7操作系统的基本操作、文件管理、系统管理等。 2.1 操作系统概述 计算机系统由硬件和软件两部分组成，操作系统(Operating System，OS)是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。它在计算机系统中占据了特别重要的地位，而其他的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，将都依赖于操作系统的支持，取得它的服务。操作系统已成为现代计算机系统（大、中、小及微型机）中都必须配置的软件。 2.1.1操作系统的基本概念 操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源，为用户提供便捷使用计算机的程序的集合。它是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的扩充。操作系统在计算机中具有极其重要的地位，它不仅是硬件与其他软件的接口，也是用户和计算机之间进行“交流”的界面。 操作系统在计算机系统中特别重要，汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都依赖于操作系统的支持，取得它的服务。操作系统已成为现代计算机系统中必须配置的软件。没有安装软件的计算机称为裸机，而裸机无法进行任何工作；它不能从键盘、鼠标接收信息和操作命令，也不能在显示器屏幕上显示信息，更不能运行可以实现各种操作的应用程序。图2-1给出了操作系统与计算机软件、硬件的层次关系。 图2-1操作系统与计算机软件和硬件的层次关系 2.1.2操作系统的功能 操作系统通过内部极其复杂的综合处理，为用户提供友好、便捷的操作界面，以便用户无需了解计算机硬件或系统软件的有关细节就能方便地使用计算机。 操作系统的主要任务是有效管理系统资源、提供友好便捷的用户接口。为实现其主要任务，操作系统具有以下五大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统管理和接口管理。 处理机管理 在多道程序系统中，由于存在多个程序共享系统资源，就必然会引发对处理机（CPU）的争夺。如何有效地利用处理机资源，如何在多个请求处理机的进程中选择取舍，就是进程调度要解决的问题。处理机是计算机中宝贵的资源，能否提高处理机的利用率，改善系统性能，在很大程度上取决于调度算法的好坏。因此，进程调度成为操作系统的核心。在操作系统中负责进程调度的程序称为进程调度程序。 存储器管理 存储器（内存）管理的主要工作是：为每个用户程序分配内存，以保证系统及各用户程序的存储区互不冲突；内存中有多个系统或用户程序在运行，但要保证这些程序的运行不会有意或无意地破坏别的程序的运行；当某个用户程序的运行导致系统提供的内存不足时，如何把内存与外存结合起来使用、管理，给用户提供一个比实际内存大得多的虚拟内存，而使程序能顺利地执行，这便是内存扩充要完成的任务。为此，存储的管理应包括内存分配、地址映射、内存保护和扩充。 文件系统管理 在操作系统中，负责管理和存取文件信息的部分称为文件系统或信息管理系统。在文件系统的管理下，用户可以按照文件名访问文件，而不必考虑各种外存储器的差异，不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放。文件系统为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法，因此它也被称为用户与外存储器的接口。 设备管理 每台计算机都配置了很多外部设备，它们的性能和操作方式都不一样，操作系统的设备管理就是负责对设备进行有效的管理。设备管理的主要任务是方便用户使用外部设备，提高CPU和设备的利用率。 操作系统接口 为了方便用户使用操作系统，操作系统又向用户提供了“用户与操作系统的接口”。该接口通常是以命令或系统调用的形式呈现在用户面前的，前者提供给用户在键盘终端上使用；后者提供给用户在编程时使用。 2.1.3操作系统的分类 对操作系统进行严格的分类是困难的。早期的操作系统，按用户使用的操作环境和功能特征的不同，可分为3种基本类型：批处理系统、分时系统和实时系统。随着计算机体系结构的发展，又出现了嵌入式操作系统、分布式操作系统和网络操作系统。 批处理系统 批处理系统的突出特征是“批量”处理，它把提高系统处理能力作为主要设计目标。它的主要特点是：用户脱机使用计算机，操作方便；成批处理，提高了CPU利用率。它的缺点是无交互性，即用户一旦将程序提交给系统后就失去了对它的控制能力，使用户感到不方便。例如，VAX/VMS是一种多用户、实时、分时和批处理的多道程序操作系统。目前这种早期的操作系统已经被淘汰。 分时系统 分时系统是指多用户通过终端共享一台主机CPU的工作方式。为使一个CPU为多道程序服务