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第四章 操作系统基础4.1 操作系统基础4.2 Unix/Linux简介 1 硬件 操作系统:Windows、Unix、Linux计 系统算 系统软件 语言处理程序:C、Pascal、
VB……机系 实用程序:诊断程序、排错程序等 软件统 系统 应用软件 通用应用软件、专用应用软件系统软件: 应用软件:控制和维护计算机的正常运行, 完成一个特定的任务,管理计算机的各种资源, 在系统软件的支持下,才能运行以满足应用软件的需要。
系统软件与应用软件的划分界限并不十分明显 2 应 系统软件是硬件与应用程序之间的接口 系 用 统 硬件应用程序软 件 软 有些软件既可以认为是系统软件 件 也可以认为是应用软件 例如:数据库管理系统 34.1 操作系统4.1.1 操作系统概述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 主要功能有: 用户和计算机的接口 处理机管理 存储管理 虚拟机裸机操作系统 信息文件管理 用户 设备管理 操 作 应用程序 系 操作系统 统 裸机 42. 操作系统分类 按用户 命令行界面操作系统 DOS 界面 图形用户界面操作系统 单用户操作系统 按用 户数 多用户操作系统操作 单任务操作系统系 按任 务数 多任务操作系统统 批处理系统 分时操作系统 按系统 功能 实时操作系统 个人计算机操作系统 网络操作系统 53. 常用操作系统(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。
Windows XP(2) Windows 图形用户界面 Home Windows XP Windows 98 Professional Windows Windows 2000 XP Windows XP Windows Media Center NT Windows XP Tablet PC 6(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) 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。
7操作系统的主要功能 4.1.2 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 84.1.2 处理机管理 演示:单道程序系统 任务:有效地、合理地分配CPU的时间 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 时间tCPU 程序A 程序B 程序C 9 2. 多道程序系统:多道程序同时在执行 演示:多道程序系统 时间tCPU 程序A 程序B 程序C 程序C 程序A 程序C 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 103. 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 1112 进程的状态和调度 执行状态 进程被选中 等待某个事件 时间片到 等待某个资源 就绪状态 挂起状态 发生了某个事件 除了CPU以外, 分配到了所需资源 缺少资源所需要的所有资源都分配了 134. 线程(threads) 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: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 14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 15演示:在程序管理器中观察各进程的线程数 164.1.3 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 171.虚拟内存用硬盘空间模拟内存 演示:虚拟内存 真正内存 最大容量与CPU的 寻址能力有关 内存空间 32位CPU最大可达 虚拟内存 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 182. 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 进程3 释放: 进程结束时; 改变: 进程运行中需要时; 进程1 进程4 调度和移动: 系统需要时; 进程5 进程2 交换 在CPU上运行的进程 肯定要在RAM中 RAM 虚拟内存 193. 地址的转换 程序员编写程序 内存中程序 逻辑地址(从0开始) 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 20