操作系统基础

第四章操作系统基础14.1操作系统基础4.2Unix/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计算机系统系统软件应用软件硬件系统操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB……实用程序：诊断程序、排错程序等通用应用软件、专用应用软件软件系统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4.1操作系统4.1.1操作系统概述41.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•信息(文件)管理•设备管理虚拟机=裸机+操作系统操统作系2.操作系统分类5DOS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系统功能个人计算机操作系统3.常用操作系统6（1）DOSMicrosoft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WindowsXPProfessionalWindowsXPTabletPCWindowsXPHomeWindows98WindowsNTWindows2000WindowsXPWindowsXPMediaCenter7（3）Unix分时操作系统，主要用于服务器/客户机体系（4）Linux由UNIX发展而来，源代码开放（5）MacOS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PowerMacintosh机及Macintosh一族计算机上，与Windows缺乏较好的兼容性（6）OS/2为IBMPS/2设计的操作系统，用户可自行定制界面（7）NovellNetware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84.1.2处理机管理4.1.3存储管理4.1.4信息(文件)管理4.1.5设备管理4.1.2处理机管理91.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C演示：单道程序系统102.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，交替执行演示：多道程序系统113.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时间片到执行状态就绪状态挂起状态进程被选中发生了某个事件等待某个事件等待某个资源分配到了所需资源除了CPU以外，所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（LighteightThreads，简称LWP）传统进程可认为重量级线程（WeightThreads，简称WP）线程分为：①核心级线程：由操作系统产生，在核心空间运行②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4.1.3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181.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192.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，(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5RAM虚拟内存交换在CPU上运行的进程肯定要在RAM中203.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4.1.4文件系统21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.exe1.文件基本概念文件类型22文件的扩展名表示文件的类型。文件类型扩展名说明可执行程序EXE、COM可执行程序文件源程序文件C、CPP、BAS程序设计语言的源程序文件Office文档DOC、XLS、PPTWord、Excel、Powerpoint创建的文档流媒体文件WMV、RM、QT能通过Internet播放的流式媒体文件压缩文件ZIP、RAR压缩文件网页文件HTM、ASP前者是静态的，后者是动态的图像文件BMP、JPG、GIF不同格式的图像文件音频文件WAV、MP3、MID不同格式的声音文件文件属性23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。文件操作24一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2.目录结构25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：便于管理磁盘上的众多文件安装不同的系统，如WindowsXP、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26Windows其它操作系统磁盘分区格式化使用格式化目的：①把磁道划分成一个个扇区，每个扇区占512B②安装文件系统，建立根目录树状结构27\根目录WindowsUserSystem32Notepad.exeTest.docData.mdbMspaint.exeExplorer.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:\Windows\System32\Notepad.exeC:\User\Test.doc..\...\User\Data.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。28Windows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293.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没有的高级功能的文件系统。光盘文件系统：CDFS，UDF4.文件系统实例:FAT(软盘)30在格式化时，在软盘上建立4个区域：①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②文件分配表(FAT)：记录文件数据的链接关系；串联；000至FFF③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④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。4.1.5设备管理321.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（PlugandPlay，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。334.集中、统一管理对各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4.2Linux操作系统4.2.1Linux简介34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TurboLinuxSUSELinuxUbuntuLinux……国产版本：红旗Linux蓝点Linux……4.2.2命令提示符界面下常用命令361．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lss*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374．新建空目录格式：mkdir目录例如：mkdirDIR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/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：catmyfile显示myfile文件的内容387．分页显示文件内容格式：more文件名例如：moremyfile分页显示myfile文件的内容8．删除目录格式：rmdir目录例如：rmdirDIR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：rmtestfile删除文件testfile4.2.3Linux常用系统命令命令简要说明date显示和设置系统日期和时间ifconfig显示和设置网络接口的地址和参数passwd改变用户口令find查找文件psax查询当前进程kill杀掉一个进程top实时显示系统当前进程和资源占用状况uptime显示系统运行时间、在线用户数目和平均负载free查看当前系统内存的使用情况reboot立即重新启动系统halt关闭系统man显示在线帮助手册3940