第四章 操作系统基础最新1

BeijingUniversityofPostsandTelecommunications21世纪高等院校计算机基础课程系列教材大学计算机基础（第一版）BeijingUniversityofPostsandTelecommunications第三章课后习题选择题答案•CAABC•BCBDD•CDCBD•CADBB•BBeijingUniversityofPostsandTelecommunications第二章课后部分习题答案•二、简答题答案•8.计算下面各式的值•(1)(-22)D+(97)D(2)(-11)D+(-102)D•(-22)原=(10010110)B(-11)补=(11110101)B•(-22)反=(11101001)B(-102)补=(10011010)B•(-22)补=(11101010)B(-11)补+(-102)补=(10001111)B•(97)原=(01100001)B(10001111)补=(11110001)B•(97)反=(01100001)B(11110001)B=(-113)D•(97)补=(01100001)B•(-22)补+(97)补=(01001011)B•(01001011)B=(75)DBeijingUniversityofPostsandTelecommunications本章教学计划理论教学（课堂教学）：4学时实验教学（上机实习）：2学时本章教学重点1.操作系统的基本原理2.操作系统的主要功能3.掌握操作系统的一些实用技术第四章操作系统基础BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.1操作系统概述4.2操作系统原理概述4.3微机操作系统实用技术4.4常见操作系统第4章操作系统基础BeijingUniversityofPostsandTelecommunications软件系统系统软件实用程序诊断程序排错程序等操作系统WindowsUnixLinux语言处理程序CPascalVB应用软件系统软件：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。软件包括了使计算机运行所需的各种程序、数据及其有关的文档资料。4.1操作系统概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications应用软件操作系统硬件人们通过为硬件逐层地添加各类系统软件与应用软件后，才能形成一个供用户使用的功能丰富而界面友善的计算机应用系统。BeijingUniversityofPostsandTelecommunications1.操作系统:用于管理和控制计算机所有的硬件和软件资源的一组程序。计算机硬件与其它软件的接口用户和计算机的接口裸机操作系统应用程序用户主要功能有：•处理机管理•存储管理•设备管理•信息(文件)管理虚拟机=裸机+操作系统操统作系4.1操作系统概述4.1.1操作系统的定义BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.1操作系统概述4.1.2操作系统的发展自1946年第一台电子计算机诞生以来，它的每一代进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，操作系统（简称OS）也逐渐形成和发展起来。BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.1.2操作系统的发展1）DOS操作系统计算机操作系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单用户、单任务的操作系统，继CP/M操作系统之后，还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁盘操作系统。其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其兼容机上运行的操作系统，是1980年基于8086微处理器而设计的单用户操作系统。后来，微软公司获得了该操作系统的专利权，配备在IBM-PC机上，并命名为PC-DOS。1981年，微软的MS-DOS1.0版与IBM的PC面世，这是第一个实际应用的16位操作系统。微型计算机进入一个新的纪元。从1981年问世以来，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版到7.0版，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化，因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。4.1操作系统概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications2）操作系统新时代计算机操作系统发展的第二个阶段是多用户多道作业和分时系统。其典型代表有Windows、UNIX、LINUX操作系统。Windows是美国Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统软件，它使PC机开始进入了图形用户界面时代。Windows1.x版是一个具有多窗口及多任务功能的版本，但由于当时的硬件平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows1.x版本并未十分流行。1987年底，Microsoft公司又推出了Windows2.x版，它具有窗口重叠功能，窗口大小也可以调整，并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存，从而提高了整台计算机的性能，此外它还提供了众多的应用程序。4.1操作系统概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications3）操作系统新时代1990年，Microsoft公司推出了Windows3.0，它的功能进一步加强，具有强大的内存管理能力，且提供了数量相当多的Windows应用软件，因此成为386、486微机新的操作系统标准。1995年，Microsoft公司推出了Windows95。在此之前的Windows都是由DOS引导的，它们还不是一个完全独立的系统，而Windows95是一个完全独立的系统，并在很多方面做了进一步的改进，还集成了网络功能和即插即用功能，是一个全新的32位操作系统。1998年，Microsoft公司推出了Windows95的改进版Windows98，Windows98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows95里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。从微软1985年推出Windows1.0以来，Windows系统从最初运行在DOS下的Windows3.x，到现在风靡全球的Windows9x/Me/2000/NT/XP/Vista，几乎成为了操作系统的代名词。4.1操作系统概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4）Linux操作系统Linux是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与UNIX和Windows相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。Linux最初由芬兰人LinusTorvalds开发，其源程序在Internet网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能，再发回到网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。4.1操作系统概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.1.3操作系统的主要功能：•处理器管理•存储器管理•文件管理4.1操作系统概述•作业管理•设备管理BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsAPPLEIBMDOS操作系统按任务数图形用户界面操作系统命令行界面操作系统多用户操作系统单用户操作系统多任务操作系统单任务操作系统分时操作系统批处理系统实时操作系统网络操作系统按用户界面按用户数按作业处理方式4.1.4操作系统的分类BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.1操作系统概述4.2操作系统原理概述4.3微机操作系统实用技术4.4常见操作系统第4章操作系统基础BeijingUniversityofPostsandTelecommunications操作系统是非常核心的系统软件。因此，操作系统是这样一个程序集合：它的主要功能是使用户可以充分地利用系统的资源，同时又提供各种友善的方式来帮助用户方便地使用资源。操作系统的主要功能是管理计算机系统中的各种资源，主要体现为五大管理：处理器管理、存储器管理、作业管理、设备管理、文件管理。4.2操作系统原理概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.2.1处理器管理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个程序。任务：有效地、合理地分配CPU的时间时间tCPU程序A程序B程序CBeijingUniversityofPostsandTelecommunications2.多道程序系统:多道程序同时在执行。程序A程序C程序A程序B程序C程序CCPU时间t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BeijingUniversityofPostsandTelecommunications程序程序1…程序n单道程序系统计算机内存多道程序系统计算机内存BeijingUniversityofPostsandTelecommunications3.进程进程是程序的一次执行过程。进程基本特征：–动态性进程有一定的生命期–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–异步性进程按异步方式运行，各自独立BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsBeijingUniversityofPostsandTelecommunications进程的状态和调度：时间片到执行状态就绪状态等待状态进程被选中等待某个事件发生而唤醒等待某个事件发生而休眠除了CPU以外，所需要的所有资源都分配了缺少资源BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.2.2存储管理计算机内存是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4.2操作系统原理概述BeijingUniversityofPostsandTelecommunications（1）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。BeijingUniversityofPostsandTelecommunications•（2）存储器分配目的：提高存储器的利用率，提高系统速度。–多个进程共享存储器，分配、释放存储器–进程需要的存储空间是变化的–调进或调出进程–移动进程进程1进程2进程3进程4进程5RAM虚拟内存交换在CPU上运行的进程肯定要在RAM中。BeijingUniversityofPostsandTelecommunications（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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BeijingUniversityofPostsandTelecommunications4.2.3文件管理文件管理是操作系统中用户与外部存储设备之间的接口，是负责管理和存取文件信息的软件机构（称为文件管理模块）。系统中的信息资源（如程序和数据）是以文件的形式存放在外存储器（如磁盘、光盘）上的，需要时再把它们装入内存。文件管理的任务是有效的支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，以使用户方便、安全的访问文件