OS jichu

操作系统基础3.1 操作系统概述操作系统概述3.2 操作系统的主要功能操作系统的主要功能 3.3 Windows2000操作系统操作系统 第第3章操作系统基础章操作系统基础3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3.1.1 3.1.1 操作系统的发展操作系统的发展操作系统的发展操作系统的发展自自自自1946194619461946年第一台电子计算机诞生以来，它的每一代年第一台电子计算机诞生以来，它的每一代年第一台电子计算机诞生以来，它的每一代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、增大容量和进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和进化都以减少成本、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，操作系统提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，操作系统提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，操作系统提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，操作系统（简称（简称（简称（简称OSOSOSOS）也逐渐形成和发展起来。）也逐渐形成和发展起来。）也逐渐形成和发展起来。）也逐渐形成和发展起来。1 1）早期的操作系统）早期的操作系统）早期的操作系统）早期的操作系统从从从从20202020世纪世纪世纪世纪70707070年代中期开始出现了计算机操作系统。年代中期开始出现了计算机操作系统。年代中期开始出现了计算机操作系统。年代中期开始出现了计算机操作系统。1976197619761976年，美国年，美国年，美国年，美国DIGITAL RESEARCHDIGITAL RESEARCHDIGITAL RESEARCHDIGITAL RESEARCH软件公司研制出软件公司研制出软件公司研制出软件公司研制出8 8 8 8位的位的位的位的CP/MCP/MCP/MCP/M操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管理，以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后理，以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后理，以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后理，以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后出现的一些出现的一些出现的一些出现的一些8 8 8 8位操作系统多采用位操作系统多采用位操作系统多采用位操作系统多采用CP/MCP/MCP/MCP/M结构。结构。结构。结构。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3.1.1 3.1.1 操作系统的发展操作系统的发展操作系统的发展操作系统的发展2 2）DOSDOS操作系统操作系统操作系统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，继户、单任务的操作系统，继户、单任务的操作系统，继户、单任务的操作系统，继CP/MCP/MCP/MCP/M操作系统之后，还出现了操作系统之后，还出现了操作系统之后，还出现了操作系统之后，还出现了C-DOSC-DOSC-DOSC-DOS、M-DOSM-DOSM-DOSM-DOS、TRS-DOSTRS-DOSTRS-DOSTRS-DOS、S-DOSS-DOSS-DOSS-DOS和和和和MS-DOSMS-DOSMS-DOSMS-DOS等磁盘操作系统。等磁盘操作系统。等磁盘操作系统。等磁盘操作系统。其中值得一提的是其中值得一提的是其中值得一提的是其中值得一提的是MS-DOSMS-DOSMS-DOSMS-DOS，它是在，它是在，它是在，它是在IBM-PCIBM-PCIBM-PCIBM-PC及其兼容机上运行及其兼容机上运行及其兼容机上运行及其兼容机上运行的操作系统，它起源于的操作系统，它起源于的操作系统，它起源于的操作系统，它起源于SCP86-DOSSCP86-DOSSCP86-DOSSCP86-DOS，是，是，是，是1980198019801980年基于年基于年基于年基于8086808680868086微处理器微处理器微处理器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，配备在专利权，配备在专利权，配备在专利权，配备在IBM-PCIBM-PCIBM-PCIBM-PC机上，并命名为机上，并命名为机上，并命名为机上，并命名为PC-DOSPC-DOSPC-DOSPC-DOS。1981198119811981年，微软的年，微软的年，微软的年，微软的MS-DOS 1.0MS-DOS 1.0MS-DOS 1.0MS-DOS 1.0版与版与版与版与IBMIBMIBMIBM的的的的PCPCPCPC面世，这是第一个实际应用的面世，这是第一个实际应用的面世，这是第一个实际应用的面世，这是第一个实际应用的16161616位操作位操作位操作位操作系统。微型计算机进入一个新的纪元。从系统。微型计算机进入一个新的纪元。从系统。微型计算机进入一个新的纪元。从系统。微型计算机进入一个新的纪元。从1981198119811981年问世以来，年问世以来，年问世以来，年问世以来，DOSDOSDOSDOS经历了经历了经历了经历了7 7 7 7次大的版本升级，从次大的版本升级，从次大的版本升级，从次大的版本升级，从1.01.01.01.0版到版到版到版到7.07.07.07.0版，不断地改进和完善。版，不断地改进和完善。版，不断地改进和完善。版，不断地改进和完善。但是，但是，但是，但是，DOSDOSDOSDOS系统的单用户、单任务、字符界面和系统的单用户、单任务、字符界面和系统的单用户、单任务、字符界面和系统的单用户、单任务、字符界面和16161616位的大格局没位的大格局没位的大格局没位的大格局没有变化，因此它对于内存的管理也局限在有变化，因此它对于内存的管理也局限在有变化，因此它对于内存的管理也局限在有变化，因此它对于内存的管理也局限在640KB640KB640KB640KB的范围内。的范围内。的范围内。的范围内。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3 3）操作系统新时代）操作系统新时代）操作系统新时代）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。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。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。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。其典型代表有其典型代表有其典型代表有其典型代表有UNIXUNIXUNIXUNIX、XENIXXENIXXENIXXENIX、OS/2OS/2OS/2OS/2以及以及以及以及WindowsWindowsWindowsWindows操作系统。操作系统。操作系统。操作系统。分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是UNIXUNIXUNIXUNIX的三大特点。的三大特点。的三大特点。的三大特点。OS/2OS/2OS/2OS/2采用图形界面，它本身是一个采用图形界面，它本身是一个采用图形界面，它本身是一个采用图形界面，它本身是一个32323232位系统，不仅可以处理位系统，不仅可以处理位系统，不仅可以处理位系统，不仅可以处理32323232位位位位OS/2OS/2OS/2OS/2系统的应用软件，也可以运行系统的应用软件，也可以运行系统的应用软件，也可以运行系统的应用软件，也可以运行16161616位位位位DOSDOSDOSDOS和和和和WindowsWindowsWindowsWindows软件。它将多任软件。它将多任软件。它将多任软件。它将多任务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。WindowsWindowsWindowsWindows是美国是美国是美国是美国MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司在公司在公司在公司在1985198519851985年年年年11111111月发布的第一代窗口式月发布的第一代窗口式月发布的第一代窗口式月发布的第一代窗口式多任务系统软件，它使多任务系统软件，它使多任务系统软件，它使多任务系统软件，它使PCPCPCPC机开始进入了图形用户界面时代。机开始进入了图形用户界面时代。机开始进入了图形用户界面时代。机开始进入了图形用户界面时代。Windows Windows Windows Windows 1.x1.x1.x1.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为为为PC/XTPC/XTPC/XTPC/XT，速度很慢，所以，速度很慢，所以，速度很慢，所以，速度很慢，所以Windows 1.xWindows 1.xWindows 1.xWindows 1.x版本并未十分流行。版本并未十分流行。版本并未十分流行。版本并未十分流行。1987198719871987年底，年底，年底，年底，MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司又推出了公司又推出了公司又推出了公司又推出了Windows 2.xWindows 2.xWindows 2.xWindows 2.x版，它具有窗口重叠功能，窗口版，它具有窗口重叠功能，窗口版，它具有窗口重叠功能，窗口版，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。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。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。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。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3 3）操作系统新时代）操作系统新时代）操作系统新时代）操作系统新时代1990199019901990年，年，年，年，MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司推出了公司推出了公司推出了公司推出了Windows 3.0Windows 3.0Windows 3.0Windows 3.0，它的功能进一步加，它的功能进一步加，它的功能进一步加，它的功能进一步加强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的强，具有强大的内存管理，且提供了数量相当多的WindowsWindowsWindowsWindows应用软件，应用软件，应用软件，应用软件，因此成为因此成为因此成为因此成为386386386386、486486486486微机新的操作系统标准。微机新的操作系统标准。微机新的操作系统标准。微机新的操作系统标准。1995199519951995年，年，年，年，MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司推公司推公司推公司推出了出了出了出了Windows 95Windows 95Windows 95Windows 95。在此之前的。在此之前的。在此之前的。在此之前的WindowsWindowsWindowsWindows都是由都是由都是由都是由DOSDOSDOSDOS引导的，它们还不是引导的，它们还不是引导的，它们还不是引导的，它们还不是一个完全独立的系统，而一个完全独立的系统，而一个完全独立的系统，而一个完全独立的系统，而Windows 95Windows 95Windows 95Windows 95是一个完全独立的系统，并在很是一个完全独立的系统，并在很是一个完全独立的系统，并在很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，是一个全新的个全新的个全新的个全新的32323232位操作系统。位操作系统。位操作系统。位操作系统。1998199819981998年，年，年，年，MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司推出了公司推出了公司推出了公司推出了Windows 95Windows 95Windows 95Windows 95的的的的改进版改进版改进版改进版Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98，Windows 98Windows 98Windows 98Windows 98的一个最大特点就是把微软的的一个最大特点就是把微软的的一个最大特点就是把微软的的一个最大特点就是把微软的InternetInternetInternetInternet浏览器技术整合到了浏览器技术整合到了浏览器技术整合到了浏览器技术整合到了Windows 95Windows 95Windows 95Windows 95里面，使得访问里面，使得访问里面，使得访问里面，使得访问InternetInternetInternetInternet资资资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问问问InternetInternetInternetInternet资源的需要。资源的需要。资源的需要。资源的需要。从微软从微软从微软从微软1985198519851985年推出年推出年推出年推出Windows 1.0Windows 1.0Windows 1.0Windows 1.0以来，以来，以来，以来，WindowsWindowsWindowsWindows系统从最初运行在系统从最初运行在系统从最初运行在系统从最初运行在DOSDOSDOSDOS下的下的下的下的Windows 3.xWindows 3.xWindows 3.xWindows 3.x，到现在风靡全球的，到现在风靡全球的，到现在风靡全球的，到现在风靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XPWindows 9x/Me/2000/NT/XPWindows 9x/Me/2000/NT/XPWindows 9x/Me/2000/NT/XP，几乎成为了操作系统的代名词。，几乎成为了操作系统的代名词。，几乎成为了操作系统的代名词。，几乎成为了操作系统的代名词。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述4 4）LinuxLinux操作系统操作系统操作系统操作系统LinuxLinuxLinuxLinux是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与UNIXUNIXUNIXUNIX和和和和WindowsWindowsWindowsWindows相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。相媲美的操作系统，具有完备的网络功能。LinuxLinuxLinuxLinux最初由芬兰人最初由芬兰人最初由芬兰人最初由芬兰人Linus TorvaldsLinus TorvaldsLinus TorvaldsLinus Torvalds开发，其源程序在开发，其源程序在开发，其源程序在开发，其源程序在InternetInternetInternetInternet网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，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，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，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，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，再发回到网上，再发回到网上，再发回到网上，LinuxLinuxLinuxLinux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、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。最有发展前景的操作系统。最有发展前景的操作系统。最有发展前景的操作系统。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3.1.2 3.1.2 操作系统的分类操作系统的分类操作系统的分类操作系统的分类随着计算机技术和软件技术的发展，已经形成了各种类随着计算机技术和软件技术的发展，已经形成了各种类随着计算机技术和软件技术的发展，已经形成了各种类随着计算机技术和软件技术的发展，已经形成了各种类型的操作系统，以满足不同的用户需求。根据操作系统使用型的操作系统，以满足不同的用户需求。根据操作系统使用型的操作系统，以满足不同的用户需求。根据操作系统使用型的操作系统，以满足不同的用户需求。根据操作系统使用环境和对作业处理方式来考虑，操作系统的基本类型有：环境和对作业处理方式来考虑，操作系统的基本类型有：环境和对作业处理方式来考虑，操作系统的基本类型有：环境和对作业处理方式来考虑，操作系统的基本类型有：批批批批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、通用操作系统、个人计算机操作系统统、分布式操作系统、通用操作系统、个人计算机操作系统统、分布式操作系统、通用操作系统、个人计算机操作系统统、分布式操作系统、通用操作系统、个人计算机操作系统等等。等等。等等。等等。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述1 1）批处理操作系统）批处理操作系统）批处理操作系统）批处理操作系统在批处理操作系统下，操作人员将用户提交的作业成批地装入计在批处理操作系统下，操作人员将用户提交的作业成批地装入计在批处理操作系统下，操作人员将用户提交的作业成批地装入计在批处理操作系统下，操作人员将用户提交的作业成批地装入计算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好并存入磁盘的某个区域，算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好并存入磁盘的某个区域，算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好并存入磁盘的某个区域，算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好并存入磁盘的某个区域，然后按照某种调度策略依次将作业调入内存进行处理。每批中的作业然后按照某种调度策略依次将作业调入内存进行处理。每批中的作业然后按照某种调度策略依次将作业调入内存进行处理。每批中的作业然后按照某种调度策略依次将作业调入内存进行处理。每批中的作业将由操作系统负责作业间的自动调度。根据作业执行的方式，又可分将由操作系统负责作业间的自动调度。根据作业执行的方式，又可分将由操作系统负责作业间的自动调度。根据作业执行的方式，又可分将由操作系统负责作业间的自动调度。根据作业执行的方式，又可分为单道批处理系统和多道批处理系统。为单道批处理系统和多道批处理系统。为单道批处理系统和多道批处理系统。为单道批处理系统和多道批处理系统。单道批处理系统单道批处理系统单道批处理系统单道批处理系统是早期的批处理系统，由监督程序转化而来，每是早期的批处理系统，由监督程序转化而来，每是早期的批处理系统，由监督程序转化而来，每是早期的批处理系统，由监督程序转化而来，每次只向计算机提交一个作业，逐个执行其中的作业，完成后再提交下次只向计算机提交一个作业，逐个执行其中的作业，完成后再提交下次只向计算机提交一个作业，逐个执行其中的作业，完成后再提交下次只向计算机提交一个作业，逐个执行其中的作业，完成后再提交下一批。由于作业顺序处理，所以计算机系统资源利用率不高。一批。由于作业顺序处理，所以计算机系统资源利用率不高。一批。由于作业顺序处理，所以计算机系统资源利用率不高。一批。由于作业顺序处理，所以计算机系统资源利用率不高。多道批多道批多道批多道批处理系统处理系统处理系统处理系统是按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道是按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道是按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道是按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行。作业调入内存并组织它们运行。作业调入内存并组织它们运行。作业调入内存并组织它们运行。批处理系统要解决的主要问题是作业的组织控制、用户程序的调批处理系统要解决的主要问题是作业的组织控制、用户程序的调批处理系统要解决的主要问题是作业的组织控制、用户程序的调批处理系统要解决的主要问题是作业的组织控制、用户程序的调入和连接、输入入和连接、输入入和连接、输入入和连接、输入/输出的控制等。批处理系统适合于下列情况：用户对输出的控制等。批处理系统适合于下列情况：用户对输出的控制等。批处理系统适合于下列情况：用户对输出的控制等。批处理系统适合于下列情况：用户对处理的时间要求不很严格；作业的处理过程比较规范；用户程序已经处理的时间要求不很严格；作业的处理过程比较规范；用户程序已经处理的时间要求不很严格；作业的处理过程比较规范；用户程序已经处理的时间要求不很严格；作业的处理过程比较规范；用户程序已经经过了较严格的调试；无需人工干预。经过了较严格的调试；无需人工干预。经过了较严格的调试；无需人工干预。经过了较严格的调试；无需人工干预。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述2 2）分时操作系统）分时操作系统）分时操作系统）分时操作系统在分时操作系统中，允许多个用户同时联机地与系统进行交互通在分时操作系统中，允许多个用户同时联机地与系统进行交互通在分时操作系统中，允许多个用户同时联机地与系统进行交互通在分时操作系统中，允许多个用户同时联机地与系统进行交互通讯。用户可以在终端上向系统发出服务请求，等待机器的处理结果并讯。用户可以在终端上向系统发出服务请求，等待机器的处理结果并讯。用户可以在终端上向系统发出服务请求，等待机器的处理结果并讯。用户可以在终端上向系统发出服务请求，等待机器的处理结果并决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的服务命令，将计算机的决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的服务命令，将计算机的决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的服务命令，将计算机的决定下一步的处理。操作系统接收每个用户的服务命令，将计算机的CPUCPUCPUCPU处理时间分为时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务要求，处理时间分为时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务要求，处理时间分为时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务要求，处理时间分为时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务要求，即按照某个轮换次序给每个用户分配一段即按照某个轮换次序给每个用户分配一段即按照某个轮换次序给每个用户分配一段即按照某个轮换次序给每个用户分配一段CPUCPUCPUCPU时间，进行各自的处理，时间，进行各自的处理，时间，进行各自的处理，时间，进行各自的处理，当某个用户的处理要求时间需要较长时，则分成几个时间片来处理。当某个用户的处理要求时间需要较长时，则分成几个时间片来处理。当某个用户的处理要求时间需要较长时，则分成几个时间片来处理。当某个用户的处理要求时间需要较长时，则分成几个时间片来处理。这样，这样，这样，这样，分时系统中要考虑的主要问题是保证用户合理的响应时间，即不分时系统中要考虑的主要问题是保证用户合理的响应时间，即不分时系统中要考虑的主要问题是保证用户合理的响应时间，即不分时系统中要考虑的主要问题是保证用户合理的响应时间，即不致使得用户等待每一个命令的处理结果时间过长。它适用于需要频繁致使得用户等待每一个命令的处理结果时间过长。它适用于需要频繁致使得用户等待每一个命令的处理结果时间过长。它适用于需要频繁致使得用户等待每一个命令的处理结果时间过长。它适用于需要频繁交互的情形。通常的计算机系统中往往同时使用批处理方式和分时方交互的情形。通常的计算机系统中往往同时使用批处理方式和分时方交互的情形。通常的计算机系统中往往同时使用批处理方式和分时方交互的情形。通常的计算机系统中往往同时使用批处理方式和分时方式来为用户服务，即时间要求和交互要求不强的作业放入式来为用户服务，即时间要求和交互要求不强的作业放入式来为用户服务，即时间要求和交互要求不强的作业放入式来为用户服务，即时间要求和交互要求不强的作业放入“后台后台后台后台”(批处理批处理批处理批处理)，需频繁交互的作业在，需频繁交互的作业在，需频繁交互的作业在，需频繁交互的作业在“前台前台前台前台”（分时）处理。（分时）处理。（分时）处理。（分时）处理。分时操作系统最大的特点是具有交互性，且实现了计算机系统的分时操作系统最大的特点是具有交互性，且实现了计算机系统的分时操作系统最大的特点是具有交互性，且实现了计算机系统的分时操作系统最大的特点是具有交互性，且实现了计算机系统的多用户多任务工作方式。现在流行的操作系统如多用户多任务工作方式。现在流行的操作系统如多用户多任务工作方式。现在流行的操作系统如多用户多任务工作方式。现在流行的操作系统如UNIXUNIXUNIXUNIX，LinuxLinuxLinuxLinux，Windows NTWindows NTWindows NTWindows NT等都是支持多用户多任务的分时操作系统。等都是支持多用户多任务的分时操作系统。等都是支持多用户多任务的分时操作系统。等都是支持多用户多任务的分时操作系统。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3 3）实时操作系统）实时操作系统）实时操作系统）实时操作系统实时操作系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域实时操作系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域实时操作系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域实时操作系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域而发展起来的，其实时性已经成为现代操作系统的特性之一。而发展起来的，其实时性已经成为现代操作系统的特性之一。而发展起来的，其实时性已经成为现代操作系统的特性之一。而发展起来的，其实时性已经成为现代操作系统的特性之一。通常，实时系统在一个特定的应用中是作为一种控制设备来使用通常，实时系统在一个特定的应用中是作为一种控制设备来使用通常，实时系统在一个特定的应用中是作为一种控制设备来使用通常，实时系统在一个特定的应用中是作为一种控制设备来使用的。通过模的。通过模的。通过模的。通过模-数转换装置，将描述物理设备状态的某些物理量转换成数数转换装置，将描述物理设备状态的某些物理量转换成数数转换装置，将描述物理设备状态的某些物理量转换成数数转换装置，将描述物理设备状态的某些物理量转换成数字信号传送给计算机，计算机分析接收来的数据、记录结果，并通过字信号传送给计算机，计算机分析接收来的数据、记录结果，并通过字信号传送给计算机，计算机分析接收来的数据、记录结果，并通过字信号传送给计算机，计算机分析接收来的数据、记录结果，并通过数数数数-模转换装置向物理设备发送控制信号，来调整物理设备的状态。一模转换装置向物理设备发送控制信号，来调整物理设备的状态。一模转换装置向物理设备发送控制信号，来调整物理设备的状态。一模转换装置向物理设备发送控制信号，来调整物理设备的状态。一般而言，一台计算机可以同时控制若干台设备。实时操作系统的一个般而言，一台计算机可以同时控制若干台设备。实时操作系统的一个般而言，一台计算机可以同时控制若干台设备。实时操作系统的一个般而言，一台计算机可以同时控制若干台设备。实时操作系统的一个主要特点在于有严格的时间限制，即每一个信息接收、分析处理和发主要特点在于有严格的时间限制，即每一个信息接收、分析处理和发主要特点在于有严格的时间限制，即每一个信息接收、分析处理和发主要特点在于有严格的时间限制，即每一个信息接收、分析处理和发送的过程必须在规定的时间范围内完成。这就要求系统的一切活动都送的过程必须在规定的时间范围内完成。这就要求系统的一切活动都送的过程必须在规定的时间范围内完成。这就要求系统的一切活动都送的过程必须在规定的时间范围内完成。这就要求系统的一切活动都必须在一个严格的计时程序的控制下运行，中断信号对系统具有支配必须在一个严格的计时程序的控制下运行，中断信号对系统具有支配必须在一个严格的计时程序的控制下运行，中断信号对系统具有支配必须在一个严格的计时程序的控制下运行，中断信号对系统具有支配作用，而不象批处理系统（时间限制弱）和分时系统（时间限制不严作用，而不象批处理系统（时间限制弱）和分时系统（时间限制不严作用，而不象批处理系统（时间限制弱）和分时系统（时间限制不严作用，而不象批处理系统（时间限制弱）和分时系统（时间限制不严格）那样在作业调度时较少地考虑时间上的要求。格）那样在作业调度时较少地考虑时间上的要求。格）那样在作业调度时较少地考虑时间上的要求。格）那样在作业调度时较少地考虑时间上的要求。在实时操作系统中主要考虑的因素有实时时钟管理、系统中断处在实时操作系统中主要考虑的因素有实时时钟管理、系统中断处在实时操作系统中主要考虑的因素有实时时钟管理、系统中断处在实时操作系统中主要考虑的因素有实时时钟管理、系统中断处理策略、处理机调度策略、系统过载保护、系统可靠性和安全性、系理策略、处理机调度策略、系统过载保护、系统可靠性和安全性、系理策略、处理机调度策略、系统过载保护、系统可靠性和安全性、系理策略、处理机调度策略、系统过载保护、系统可靠性和安全性、系统冗余措施等等。统冗余措施等等。统冗余措施等等。统冗余措施等等。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述4 4）网络操作系统）网络操作系统）网络操作系统）网络操作系统计算机网络是通过通信设施互联起来的计算机集合，它计算机网络是通过通信设施互联起来的计算机集合，它计算机网络是通过通信设施互联起来的计算机集合，它计算机网络是通过通信设施互联起来的计算机集合，它是能够实现信息交换、资源共享、可互操作和协处理的系统。是能够实现信息交换、资源共享、可互操作和协处理的系统。是能够实现信息交换、资源共享、可互操作和协处理的系统。是能够实现信息交换、资源共享、可互操作和协处理的系统。网络操作系统是用于计算机网络的操作系统，它是根据网络网络操作系统是用于计算机网络的操作系统，它是根据网络网络操作系统是用于计算机网络的操作系统，它是根据网络网络操作系统是用于计算机网络的操作系统，它是根据网络协议开发的，能够实现网络管理、通信、资源共享、网络安协议开发的，能够实现网络管理、通信、资源共享、网络安协议开发的，能够实现网络管理、通信、资源共享、网络安协议开发的，能够实现网络管理、通信、资源共享、网络安全、网络应用和网络服务。全、网络应用和网络服务。全、网络应用和网络服务。全、网络应用和网络服务。有的网络操作系统是在原有操作系统基础上开发的，只有的网络操作系统是在原有操作系统基础上开发的，只有的网络操作系统是在原有操作系统基础上开发的，只有的网络操作系统是在原有操作系统基础上开发的，只是逐步加入了网络支持功能，也有的网络操作系统从一开发是逐步加入了网络支持功能，也有的网络操作系统从一开发是逐步加入了网络支持功能，也有的网络操作系统从一开发是逐步加入了网络支持功能，也有的网络操作系统从一开发出来就实现了对网络的支持。出来就实现了对网络的支持。出来就实现了对网络的支持。出来就实现了对网络的支持。如：如：如：如：Windows NT ServerWindows NT ServerWindows NT ServerWindows NT Server、Windows 2000 ServerWindows 2000 ServerWindows 2000 ServerWindows 2000 Server、Windows 2000 Advanced ServerWindows 2000 Advanced ServerWindows 2000 Advanced ServerWindows 2000 Advanced Server、Windows 2000 Data Windows 2000 Data Windows 2000 Data Windows 2000 Data Center ServerCenter ServerCenter ServerCenter Server、Windows Server 2003Windows Server 2003Windows Server 2003Windows Server 2003、LinuxLinuxLinuxLinux、UnixUnixUnixUnix等。等。等。等。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述5 5）分布式操作系统）分布式操作系统）分布式操作系统）分布式操作系统分布式系统是建立在网络之上的软件系统，具有模块性、并行性、分布式系统是建立在网络之上的软件系统，具有模块性、并行性、分布式系统是建立在网络之上的软件系统，具有模块性、并行性、分布式系统是建立在网络之上的软件系统，具有模块性、并行性、自制性和通用性等特点，它们的主要区别在于软件，特别是操作系统。自制性和通用性等特点，它们的主要区别在于软件，特别是操作系统。自制性和通用性等特点，它们的主要区别在于软件，特别是操作系统。自制性和通用性等特点，它们的主要区别在于软件，特别是操作系统。分布式操作系统的最大特征是它具有高度的整体性和透明性。分布式操作系统的最大特征是它具有高度的整体性和透明性。分布式操作系统的最大特征是它具有高度的整体性和透明性。分布式操作系统的最大特征是它具有高度的整体性和透明性。在分布式系统中，网络上的计算机对用户是透明的，用户不需要在分布式系统中，网络上的计算机对用户是透明的，用户不需要在分布式系统中，网络上的计算机对用户是透明的，用户不需要在分布式系统中，网络上的计算机对用户是透明的，用户不需要了解系统中软件和硬件的分布，发给操作系统的命令和操作，由操作了解系统中软件和硬件的分布，发给操作系统的命令和操作，由操作了解系统中软件和硬件的分布，发给操作系统的命令和操作，由操作了解系统中软件和硬件的分布，发给操作系统的命令和操作，由操作系统来选择合适的计算机和设备进行处理。系统来选择合适的计算机和设备进行处理。系统来选择合适的计算机和设备进行处理。系统来选择合适的计算机和设备进行处理。分布式系统的出现基于两个重要方面：高性能低价格微机的快速分布式系统的出现基于两个重要方面：高性能低价格微机的快速分布式系统的出现基于两个重要方面：高性能低价格微机的快速分布式系统的出现基于两个重要方面：高性能低价格微机的快速发展和普及、高速局域网的出现。这就容易实现通过高速网络把大量发展和普及、高速局域网的出现。这就容易实现通过高速网络把大量发展和普及、高速局域网的出现。这就容易实现通过高速网络把大量发展和普及、高速局域网的出现。这就容易实现通过高速网络把大量的的的的CPUCPUCPUCPU连接起来。连接起来。连接起来。连接起来。分布式操作系统与传统操作系统在各方面都有很大的不同，特别分布式操作系统与传统操作系统在各方面都有很大的不同，特别分布式操作系统与传统操作系统在各方面都有很大的不同，特别分布式操作系统与传统操作系统在各方面都有很大的不同，特别是在系统组织结构、系统的同步、进程（线程）和处理机的管理、文是在系统组织结构、系统的同步、进程（线程）和处理机的管理、文是在系统组织结构、系统的同步、进程（线程）和处理机的管理、文是在系统组织结构、系统的同步、进程（线程）和处理机的管理、文件系统等方面。尽管分布式操作系统已经出现，在许多方面也取得了件系统等方面。尽管分布式操作系统已经出现，在许多方面也取得了件系统等方面。尽管分布式操作系统已经出现，在许多方面也取得了件系统等方面。尽管分布式操作系统已经出现，在许多方面也取得了一些进展，但离实用和普及还有一定的距离。一些进展，但离实用和普及还有一定的距离。一些进展，但离实用和普及还有一定的距离。一些进展，但离实用和普及还有一定的距离。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述6 6）通用操作系统）通用操作系统）通用操作系统）通用操作系统现在使用的操作系统中，大多数都已具备批处理、分时、实现在使用的操作系统中，大多数都已具备批处理、分时、实现在使用的操作系统中，大多数都已具备批处理、分时、实现在使用的操作系统中，大多数都已具备批处理、分时、实时和网络等特性，它们都可以称为通用操作系统。时和网络等特性，它们都可以称为通用操作系统。时和网络等特性，它们都可以称为通用操作系统。时和网络等特性，它们都可以称为通用操作系统。7 7）个人计算机操作系统）个人计算机操作系统）个人计算机操作系统）个人计算机操作系统个人计算机上运行的操作系统一直以个人计算机上运行的操作系统一直以个人计算机上运行的操作系统一直以个人计算机上运行的操作系统一直以MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft的操作系统的操作系统的操作系统的操作系统为主，如为主，如为主，如为主，如MS-DOSMS-DOSMS-DOSMS-DOS、Windows3.xWindows3.xWindows3.xWindows3.x、Windows95/98/2000/NT/XPWindows95/98/2000/NT/XPWindows95/98/2000/NT/XPWindows95/98/2000/NT/XP等。等。等。等。LinuxLinuxLinuxLinux出现后，成为其强有力的竞争者。出现后，成为其强有力的竞争者。出现后，成为其强有力的竞争者。出现后，成为其强有力的竞争者。个人计算机操作系统在个人计算机操作系统在个人计算机操作系统在个人计算机操作系统在Windows95Windows95Windows95Windows95出现以前，和个人计算机出现以前，和个人计算机出现以前，和个人计算机出现以前，和个人计算机的硬件体系结构相配套，是非常简单的操作系统，其处理机管理、的硬件体系结构相配套，是非常简单的操作系统，其处理机管理、的硬件体系结构相配套，是非常简单的操作系统，其处理机管理、的硬件体系结构相配套，是非常简单的操作系统，其处理机管理、内存管理、文件管理、设备管理等都很简单。随着个人计算机硬内存管理、文件管理、设备管理等都很简单。随着个人计算机硬内存管理、文件管理、设备管理等都很简单。随着个人计算机硬内存管理、文件管理、设备管理等都很简单。随着个人计算机硬件性能的提高，为操作系统快速发展创造了条件。现在，从个人件性能的提高，为操作系统快速发展创造了条件。现在，从个人件性能的提高，为操作系统快速发展创造了条件。现在，从个人件性能的提高，为操作系统快速发展创造了条件。现在，从个人计算机上发展起来的操作系统不再局限于个人计算机使用。计算机上发展起来的操作系统不再局限于个人计算机使用。计算机上发展起来的操作系统不再局限于个人计算机使用。计算机上发展起来的操作系统不再局限于个人计算机使用。3.1 3.1 操作系统概述操作系统概述3.1.3 3.1.3 操作系统的基本工作原理操作系统的基本工作原理操作系统的基本工作原理操作系统的基本工作原理操作系统的基本特征是操作系统的基本特征是操作系统的基本特征是操作系统的基本特征是“多任务并行和资源共享多任务并行和资源共享多任务并行和资源共享多任务并行和资源共享”。操作系统通过分时服务的方式来完成不同用户提出来的服务要求。操作系统通过分时服务的方式来完成不同用户提出来的服务要求。操作系统通过分时服务的方式来完成不同用户提出来的服务要求。操作系统通过分时服务的方式来完成不同用户提出来的服务要求。例如，当用户例如，当用户例如，当用户例如，当用户A A A A利用利用利用利用CPUCPUCPUCPU进行计算时，用户进行计算时，用户进行计算时，用户进行计算时，用户B B B B可以利用外设可以利用外设可以利用外设可以利用外设1 1 1 1进行输入，进行输入，进行输入，进行输入，用户用户用户用户C C C C可以利用外设可以利用外设可以利用外设可以利用外设2 2 2 2进行输出；当用户进行输出；当用户进行输出；当用户进行输出；当用户B B B B输入完毕而输入完毕而输入完毕而输入完毕而A A A A的计算告一段落的计算告一段落的计算告一段落的计算告一段落准备输出时，系统又将准备输出时，系统又将准备输出时，系统又将准备输出时，系统又将CPUCPUCPUCPU分配给分配给分配给分配给B B B B服务，处理输入信息，将外设服务，处理输入信息，将外设服务，处理输入信息，将外设服务，处理输入信息，将外设3 3 3 3分配分配分配分配给用户给用户给用户给用户A A A A进行输出，这样就可以使各个用户并行工作。当然，也有可能进行输出，这样就可以使各个用户并行工作。当然，也有可能进行输出，这样就可以使各个用户并行工作。当然，也有可能进行输出，这样就可以使各个用户并行工作。当然，也有可能同时有二个以上的用户同时竞争使用某项资源，这时操作系统将按一同时有二个以上的用户同时竞争使用某项资源，这时操作系统将按一同时有二个以上的用户同时竞争使用某项资源，这时操作系统将按一同时有二个以上的用户同时竞争使用某项资源，这时操作系统将按一定的分配策略（例如根据优先级）将该资源分配给某个用户使用，而定的分配策略（例如根据优先级）将该资源分配给某个用户使用，而定的分配策略（例如根据优先级）将该资源分配给某个用户使用，而定的分配策略（例如根据优先级）将该资源分配给某个用户使用，而让其它用户等待。在同一个时间间隔内，每种资源（例如让其它用户等待。在同一个时间间隔内，每种资源（例如让其它用户等待。在同一个时间间隔内，每种资源（例如让其它用户等待。在同一个时间间隔内，每种资源（例如CPUCPUCPUCPU）至多为）至多为）至多为）至多为一个用户服务。一个用户服务。一个用户服务。一个用户服务。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。提供各种友善的方式来帮助用户方便地使用资源。提供各种友善的方式来帮助用户方便地使用资源。提供各种友善的方式来帮助用户方便地使用资源。3.2 3.2 操作系统的主要功能操作系统的主要功能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，主要体现为为为为4 4 4 4大管理：大管理：大管理：大管理：进程与处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理进程与处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理进程与处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理进程与处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理。3.2.1 3.2.1 进程与处理机管理进程与处理机管理进程与处理机管理进程与处理机管理进程是可与其他程序并发执行的程序的一次执行过程，它是系统进程是可与其他程序并发执行的程序的一次执行过程，它是系统进程是可与其他程序并发执行的程序的一次执行过程，它是系统进程是可与其他程序并发执行的程序的一次执行过程，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程有时也称为任务。进行资源分配和调度的基本单位。进程有时也称为任务。进行资源分配和调度的基本单位。进程有时也称为任务。进行资源分配和调度的基本单位。进程有时也称为任务。进程管理是操作系统中最重要、最复杂的管理，它描述和管理程进程管理是操作系统中最重要、最复杂的管理，它描述和管理程进程管理是操作系统中最重要、最复杂的管理，它描述和管理程进程管理是操作系统中最重要、最复杂的管理，它描述和管理程序的动态执行过程。处理机（序的动态执行过程。处理机（序的动态执行过程。处理机（序的动态执行过程。处理机（CPUCPUCPUCPU）管理主要归结为进程管理。）管理主要归结为进程管理。）管理主要归结为进程管理。）管理主要归结为进程管理。为了提高为了提高为了提高为了提高CPUCPUCPUCPU的利用率，采用了多道程序技术。当一个程序因等待的利用率，采用了多道程序技术。当一个程序因等待的利用率，采用了多道程序技术。当一个程序因等待的利用率，采用了多道程序技术。当一个程序因等待某一事件而不能运行下去时，就把处理机占用权转交给另一个可运行某一事件而不能运行下去时，就把处理机占用权转交给另一个可运行某一事件而不能运行下去时，就把处理机占用权转交给另一个可运行某一事件而不能运行下去时，就把处理机占用权转交给另一个可运行程序，或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可运行程序时，程序，或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可运行程序时，程序，或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可运行程序时，程序，或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可运行程序时，后者应抢占后者应抢占后者应抢占后者应抢占CPUCPUCPUCPU。为了描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，。为了描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，。为了描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，。为了描述多道程序的并发执行，就要引入进程的概念，通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对处理机的分配调度策略、通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对处理机的分配调度策略、通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对处理机的分配调度策略、通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对处理机的分配调度策略、分配实施和回收等问题，以使分配实施和回收等问题，以使分配实施和回收等问题，以使分配实施和回收等问题，以使CPUCPUCPUCPU资源得到最充分的利用。资源得到最充分的利用。资源得到最充分的利用。资源得到最充分的利用。3.2 3.2 操作系统的主要功能操作系统的主要功能3.2.2 3.2.2 存储管理存储管理存储管理存储管理存储管理是操作系统中用户与内存之间的接口，主要管存储管理是操作系统中用户与内存之间的接口，主要管存储管理是操作系统中用户与内存之间的接口，主要管存储管理是操作系统中用户与内存之间的接口，主要管理内存