一、操作系统的概述——最重要的一种系统软件

• 没有安装任何软件的计算机称为裸机,  裸机是无法使用的
•  操作系统是最重要的一种系统软件，几乎所有计算机都要安装OS
• OS为用户提供了一个操作使用计算机的友善的用户界面
• OS屏蔽了计算机中几乎所有物理设备的技术细节，为开发和运行其他软件提供了一个高效、可靠的平台。

操作系统的作用

三个主要作用：

• （1）为计算机中运行的程序管理和分配系统中的各种软硬件资源—大管家作用
• （2）为用户提供友善的人机界面（图形用户界面）
• （3）为开发和运行应用程序提供高效率的平台
• 其它辅助功能：

1. 辅导用户操作（帮助功能）
2. 显示系统状态
3. 处理软硬件错误
4. 保护系统安全

操作系统的组成——三层结构

 操作系统的启动

 

 Windows系统启动模式——BIOS和UEFI

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 二、操作系统的功能

（一）CPU管理——(处理器管理）

• 多任务管理
• Windows系统
• 智能手机

“任务”指的是要计算机做的一件事，计算机执行一个任务通常就对应着运行一个应用程序。

任务状态：

未运行状态

前台状态

后台状态

目的：让CPU轮流为所有任务服务
原则：公平性；优先级；负载均衡
方法：
按时间片轮转（10-20ms为1个时间片 ）
按优先级调度

 （二）存储管理

操作系统运行时内存的态势

 内存空间布局

 存储管理的任务

• 分配内存空间
• 保护内存空间
• 内存空间共享
• 内存空间扩充

• 为每个任务分配存储空间，任务结束之后收回存储空间
• 对存储空间进行保护

1. 保护操作系统所在区域不被应用程序修改
2. 保护每个应用程序的私有区域不被其他程序修改

• 对存储空间进行扩充，使应用程序的存储空间不受实际存储容量大小的限制：     解决方案——虚拟存储器(Virtual Memory)

虚拟存储器

• 交换单位：页，框
• 交换策略（算法）；LRU
• 空间组成：物理主存+硬盘上交换区
• 理论存储空间大小：地址线与硬盘空间决定。如：36 根地址线，则理论上最大虚拟内存：2^36B=64GB

（三）文件管理

• 文件是存储在外存储器中的一组相关信息的集合，例如：

· 一个程序              · 一张数码相片
· 一只MP3歌曲       · 一封电子邮件

• 计算机中所有的程序和数据都组织成为文件存放在外存储器中，并使用其名字，对文件进行存取操作。操作：以文件为单位，按名进行存取操作

文件名

扩展名

常用数据文件的扩展名

 

 

• “系统”属性  表示该文件属于操作系统，删除时系统会给出警告，资源管理器若不特别设置为“显示全部文件” 时不会在文件列表中显示
• “隐藏”属性  若资源管理器设置为“不显示隐藏文件”，则不会在文件列表中显示出来
• “存档”属性  文件尚未存档的标识，“文件备份程序”通过该属性来决定是否对它进行备份，新建的或备份后又修改过的文件，其存档属性为1，执行备份操作后存档属性为0；
• “只读”属性  该文件不能修改，若进行修改必须以不同的文件名保存
• “压缩”属性  文件数据保存到外存时进行数据压缩
• “加密”属性  对文件内容进行了加密，以进行保护

文件在磁盘中的存储

•  磁盘分成两个区域：目录区和数据区
•  目录实质上是一张“文件名－存放位置”的对照表

•  从磁盘上读出一个文件时，先在目录区中找出该文件的存放位置，然后再按此位置，从磁盘的数据区中读出该文件内容

文件目录存放

Windows的文件组织

• 文件目录在Windows中称为文件夹
• 每个逻辑盘(物理盘或硬盘上的分区)是一个根文件夹
• 文件夹中既可包含文件，也可包含文件夹 (子文件夹)

1. 子文件夹又可存放文件和子文件夹, 形成树状多级文件夹结构

 

 Windows中的文件定位

• 计算机中的每个文件都有一个确定的位置
• 文件的位置由存放文件的逻辑驱动器 、文件路径以及文件名组成：
•              驱动器 (盘符) + 文件路径 + 文件名

 Windows文件系统——FAT、FAT32和NTFS

 

 (四）设备管理——对系统中的各种I/O设备进行管理

• 对系统中的各种输入输出设备进行管理
• 处理用户（或应用程序）的输入/输出请求，方便、有效、安全地完成输入/输出操作

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三、操作系统类型

• 络操作系统
• 实时操作系统
• 嵌入式操作系统

• PC机使用的操作系统一般都具有多任务处理功能
• 络服务器上安装运行的是“ 络操作系统”，特点是：

1. 具有强大的多用户并发处理能力
2. 支持多种 络通信功能，提供专门的 络应用服务
3. 安全性强，可靠性好

• 军事指挥和武器控制系统、电 调度和工业控制系统、证券交易系统等， 安装运行的是“实时操作系统”，特点是：

1. 对外部事件能在允许的时间范围内快速作出响应，
2. 具有很高的可靠性和安全性

• 嵌入式计算机应用中运行的是“嵌入式操作系统”，特点是：

1. 快速、高效、具有实时处理功能
2. 代码非常紧凑，存储器需求小

（一）Windows操作系统

特点：

• 提供了多任务处理能力
• 在个人计算机上广泛使用
• 采用图形用户界面，简化了计算机操作

版本的演变：

 （二）unix操作系统——BSD、SRV4、SCO UNIX、ALX、Solaris、HP-UX

• 美国Bell实验室开发
• 多用户分时操作系统
• 作 络操作系统使用
• 有多个厂商发行版本

（三）Linux操作系统——Red Hat、SuSE

• 是开放源代码软件
• 有很多个发行版本
• 可用于嵌入式系统

（四）安卓Andriod系统

（五）iOS系统