第四章计算机基础操作环境第四章目录4.1软件概述4.2操作系统4.3微机常用操作系统4.4Windows操作系统1软件为方便计算机的使用和提高使用效率而组织的一套程序和有关文档。分类:4.1软件概述计算机软件系统软件应用软件软件制售商为释放硬件潜能,方便使用而配备的软件,如操作系统,网络软件,数据库管理软件等。解决某一应用领域问题的软件,如财会软件通信软件科技计算软件等。操作系统的地位和目标计算机系统(层次结构)软件硬件及固件(裸机)应用软件系统软件编辑软件,编译软件操作系统图1.1计算机系统的组成操作系统在计算机系统中的地位计算机硬件操作系统系统工具应用软件应用用户应用开发人员操作系统开发人员操作系统的地位:紧贴系统硬件之上,所有其他软件之下(是其他软件的共同环境)引入操作系统的目标有效性(系统管理人员的观点):管理和分配硬件、软件资源,合理地组织计算机的工作流程方便性(用户的观点):提供良好的、一致的用户接口,弥补硬件系统的类型和数量差别可扩充性(开放的观点):硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作(1)OS是计算机硬件、软件资源的管理者。管理对象包括:CPU、存储器、外部设备、信息(数据和软件);管理的内容:资源的当前状态(数量和使用情况)、资源的分配、回收和访问操作,相应管理策略(包括用户权限)。4.2操作系统(2):os是用户使用系统硬件、软件的接口。操作系统特征并发性:在同一时间间隔内有两个或两个以上事件发生共享性:软硬件资源的共享虚拟性:用方法将一个物理设备映射为一个或多个逻辑设备.1操作系统定义2操作系统功能(1)CPU管理:完成CPU资源的分配调度等功能。CPU调度的单位可为进程或线程.。实现协调进程间创建、撤销、挂起、改变运行优先级等(2)存储管理目标:提高利用率、方便用户使用、提供足够的存储空间、方便进程并发运行。合理存储分配与回收保证进程间互不干扰、相互保密。(3)设备管理:目标是:方便的设备使用、提高CPU与I/O设备利用率;利用设备驱动程序完成对设备的操作。提供统一的I/O设备接口,使应用程序独立于物理设备,提高可适应性;在同样的接口和操作下完成不同的内容(4)信息管理:解决软件资源的存储、共享、保密和保护文件存储空间管理:解决如何存放信息,以提高空间利用率和读写性能。目录管理:解决信息检索问题。文件的读写管理和存取控制:解决信息安全问题。系统设口令哪个用户、用户分类哪个用户组、文件权限针对用户或用户组的读写权软件管理:软件的版本、相互依赖关系、安装和拆除等(5)用户接口:提供一个友好的用户访问操作系统的接口。提供命令行、菜单或GUI“联机”;命令脚本“脱机”;供用户程序和系统程序调用操作系统功能。系统调用和高级语言库函数等3操作系统的换代(1)提高资源的利用率和系统性能:计算机发展的初期,计算机系统昂贵,用作集中计算(2)方便用户:用户上机、调试程序,分散计算时的事务处理和非专业用户(商业和办公、家庭)(3)器件的发展:CPU的字长(指令和数据)、速度、功能、存储器容量增大、快速外存等“需求推动发展”(1)第零代手工操作1946~50年代(电子管),集中计算(计算中心),计算机资源昂贵;工作方式用户:用户是程序员,又是操作员;用户是计算机专业人员;编程语言:为机器语言;输入输出:纸带或卡片;计算机的工作特点用户独占全机:不出现资源被其他用户占用,资源利用率低;CPU等待用户:计算前,接线编程、手工装入纸带或卡片;计算完成后,手工卸取纸带或卡片;CPU利用率低提高效率的途径专门的操作员,批处理40年代的程序员如何编程?(2)第一代单道批处理系统(simplebatchprocessingm,,uniprogramming)从磁带或磁盘读入内存,通常一个个按顺序执行,直到全部处理完50年代末~60年代中(晶体管):利用磁带把若干个用户程序分类编成作业执行序列,每个批处理由一个专门的监督程序(Monitor)自动依次处理。可使用汇编语言开发。将多个用户程序、数据计算机磁带或磁盘顺序排列送入批处理:(3)第二代执行系统和多道程序系统(multiprogrammingsystem)多道批处理的运行特征–多道:内存中同时存放几个作业;–并行运行:都处于运行状态,但都未运行完;–微观上串行运行:各作业交替使用CPU;60年代中~70年代中(集成电路),利用多道批处理提高资源的利用率。在当前运行的作业需作I/O处理时,CPU转而执行另一个作业。(I/O完成后是否立刻恢复执行?要等到其他程序再次I/O时)多道批处理系统的特点优点:–资源利用率高:CPU和内存利用率较高;–作业吞吐量大:单位时间内完成的工作总量大;缺点:–用户交互性差:整个作业完成后或中间出错时,才与用户交互,不利于调试和修改;–作业平均周转时间长:短作业的周转时间显著增长;批处理:交互性差--提高对CPU利用率;分时处理:用户与应用程序随时交互,控制程序运行,适于商业和办公事务处理--缩短响应时间(4)第三代通用操作系统(time-sharingsystem)“分时”的含义分时是指多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源。–多个用户分时:单个用户使用计算机的效率低,因而允许多个应用程序同时在内存中,分别服务于不同的用户。有用户输入时由CPU执行,处理完一次用户输入后程序暂停,等待下一次用户输入--时走时停–前台和后台程序(foreground&background)分时:后台程序不占用终端输入输出,不与用户交互--现在的图形用户界面(GUI),除当前交互的程序(输入焦点)之外,其他程序均作为后台60-80年代分时系统的特点人机交互性好:在调试和运行程序时由用户自己操作。共享主机:多个用户同时使用。用户独立性:对每个用户而言好象独占主机。现在的许多操作系统都具有分时处理的功能,在分时系统的基础上,操作系统的发展开始分化,如实时系统、通用系统、个人系统等。通常按时间片(timeslice)分配:各个程序在CPU上执行的轮换时间。(5)实时系统(real-timesystem)要求:响应时间短,在一定范围之内;系统可靠性高任务的类型:–周期性实时任务:–非周期性实时任务:截止时间(deadline),开始截止时间(最晚开始时间)和完成截止时间(最晚完成时间)用于工业过程控制、军事实时控制、金融等领域,包括实时控制、实时信息处理4.3微机常用操作系统个人计算机操作系统的特征应用领域:事务处理、个人娱乐,系统要求:使用方便、支持多种硬件和外部(多媒体设备、网络、远程通信)、效率不必很高。常用的个人计算机操作系统单用户单任务:MSDOS单用户多任务:OS/2,MSWindows3.x,Windows95,WindowsNT,Windows2000Professional多用户多任务:UNIX(SCOUNIX,Solarisx86,Linux,FreeBSD)针对单用户使用的个人计算机进行优化的操作系统。(1)MSDOS的结构DOSBIOS(BasicInput/OutputSystem):由一组与硬件相关的设备驱动程序组成,实现基本的输入/输出功能;DOS核心:提供一套独立于硬件的系统功能:内存管理、文件管理、字符设备和输入/输出、实时时钟等;命令处理程序:对用户命令进行分析和执行;BIOS(基本输入/输出系统)DOS核心命令处理程序BIOS(基本输入/输出系统)DOS核心命令处理程序(2)MSWindows3.x,Windows95,WindowsNT,Windows2000/XP1990年:Windows3.0(成功版本),16位OS,借见AppleMacintosh给出友好的用户界面;1993年:WindowsNT3.1,32位OS,支持DOS和Windows应用程序;1999年12月:Windows2000(Professional,Server,AdvancedServer),32位OS;CPU80386单用户多任务(分时系统),16位/16和32位混合/32位Windows的历史Windows2000的特点支持对称多处理机真正的32位操作系统图形用户界面GUI(和字符用户界面)。抢先式多任务和多线程。支持动态链接。兼容16位Windows应用:文件系统:NTFS(HPFS),支持安全控制设备驱动程序:VxD(virtualdriver)。可移植:适用于多种硬件平台。容错能力。面向对象特性:用对象来表示所有资源。(3)UNIX1974年:UNIX系统正式发表(第五版),在大学得到使用和好评;1980年:UniversityofCaliforniaatBerkeley为VAX11发表BSD4.0;以后,UNIX就以AT&T和Berkeley为主分别开发,有多种变种;1989年:UI(UNIXInternational)发表UNIXsystemVRes4.0;使BSD和SystemV在用户界面上统一;1991年芬兰大学生LinusBenedictTorralds开发了第一个Linux版本。1994年:Linux1.0,现在的最新内核版本是2.4多用户多任务,16/32/64位BSD,SVR4(模块式结构),OSF/1(微内核结构)UNIX的历史UNIX系统的特点字符用户界面和图形用户界面GUI(XWindow)。虚拟存储:段页式,有存储保护。文件系统:多级目录,文件卷可以在子目录下动态装卸。无文件属性,可有别名。采用设备文件的形式(读写,参数控制)。设备驱动程序修改后需要重新编译连接生成内核。支持多种硬件平台。易移植:主要代码用C语言写成;变种很多,很难标准化。Linux:多用户多任务,16/32/64位特点(1)多用户、多任务系统性能稳定,效率高以在x86,Alpha,Sparc等多种平台下使用是自由软件,提供全部源代码(2)硬件要求低,可以在低档电脑上使用支持多种文件系统(3)具有进程间内存保护,防止一个程序运行出错而导致系统当机(4)强大的内存管理和高性能的文件系统强大的网络功能4.4Windows操作系统WindowsXP桌面组成窗口基本操作对话框基本操作菜单基本操作使用WindowsXP的帮助资源管理器操作系统环境设置1WindowsXP的特点:(1)易用性(2)稳定性与可靠性(3)新颖的用户界面(4)网络功能方面,内置Internet连接防火墙(5)多媒体功能强大(6)无线网络连接(7)系统还原(8)防病毒管理和数据安全性管理(9)兼容性和安全性(10)用户状态迁移工具2WindowsXP的新功能1.用户帐户与密码:实现多个用户管理2.处理数字媒体3.建立家庭网络4.浏览Internet5.文件和文件夹6.个性化的工作空间7.桌面新风格、搜索助理、文件保护与系统还原8.帮助支持中心3WindowsXP桌面组成启动WindowsXP,并选择用户后,进入WindowsXP的操作界面。其中桌面各组成部分作用及相关操作如下。桌面图标开始按钮任务栏桌面背景3窗口基本操作WindowsXP是基于图形界面的操作系统,大部分操作都需通过窗口来完成。窗口的基本操作主要包括打开窗口、改变窗口大小、移动窗口、切换窗口、排列多个窗口和关闭窗口等。(1).打开窗口打开窗口是窗口操作的第一步,只有将窗口打开后,才能在窗口工作区中进行编辑或其他操作。一般情况下,可采用双击对象图标(如桌面图标)的方式来打开窗口。除此之外,还可以在单击对象图标后按【Enter】键,或用鼠标右键单击对象图标,在弹出的快捷菜单中选择“打开”菜单命令打开窗口。窗口组成标题栏菜单栏工具栏地址栏任务窗格窗口工作区滚动条状态栏上面所述均为Windows窗口默认的组成部分,用户也可根据需要,改变窗口结构,如隐藏状态栏或增减工具栏按钮等。设置工具栏中按钮的具体操作方法为:在工具栏的空白区域处单击鼠标右键,弹