操作系統(tǒng)基礎(chǔ)

第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)信息工程學(xué)院信息基礎(chǔ)科學(xué)系主要內(nèi)容什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)的功能有哪些？程序、數(shù)據(jù)如何在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)？（文件管理）程序、數(shù)據(jù)如何在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行處理？（分配內(nèi)存，分配cpu，分配設(shè)備）3.1程序執(zhí)行過程一個(gè)程序執(zhí)行過程：第1步：一個(gè)程序?yàn)榱碎L期保存，應(yīng)先將其建立保存在外存（主要是磁盤）中；第2步：在執(zhí)行時(shí)需要將程序從外存裝載到內(nèi)存，因?yàn)镃PU不能直接對(duì)外存中的程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，只能對(duì)內(nèi)存中的程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行操作；第3步：依據(jù)程序中內(nèi)容，一條一條的執(zhí)行指令，每條指令的執(zhí)行又分為三部曲：取指令、分析指令和執(zhí)行指令；第4步：輸出結(jié)果；第5步：運(yùn)行結(jié)束，釋放資源。3.1程序執(zhí)行過程從上述的一個(gè)程序執(zhí)行的過程中，一般要遇到一些問題：（1）將程序保存在外存的什么位置？如何區(qū)分不同的文件？（2）將程序從外存裝載到內(nèi)存的什么位置？如何分配內(nèi)存？（3）如何獲得CPU的資源？如果有多個(gè)程序要運(yùn)行，如何處理？（4）如何獲得外設(shè)的資源？（5）如何釋放資源？……這些問題是如何解決，如何處理？這些都是操作系統(tǒng)要解決和處理的問題。也就是操作系統(tǒng)的基本功能。3.2操作系統(tǒng)的基本概念操作系統(tǒng)的大眾化定義：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)最基本的系統(tǒng)軟件有效地管理和分配計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行從個(gè)人機(jī)到巨型機(jī)，無一例外都配置一種或多種OS，它已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可分割的重要組成部分，并建立起了各種各樣的應(yīng)用環(huán)境3.2操作系統(tǒng)的基本概念2.操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位操作系統(tǒng)是其他軟件和硬件之間的接口，以及其他軟件的共同環(huán)境按需管理和調(diào)度硬件資源，保證程序正常運(yùn)行提供統(tǒng)一硬件訪問接口，即系統(tǒng)調(diào)用，如：API函數(shù)安裝了操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)是一種用戶及其應(yīng)用系統(tǒng)的工作“平臺(tái)”3.2操作系統(tǒng)的基本概念基于OS構(gòu)建各類應(yīng)用環(huán)境3.2操作系統(tǒng)的基本概念操作系統(tǒng)的兩種工作界面操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口和界面操作系統(tǒng)提供的用戶工作界面一般有兩種：命令行界面圖形界面命令行工作界面（方式）用戶必須學(xué)習(xí)、掌握并使用計(jì)算機(jī)熟悉的一套操作命令來操作使用計(jì)算機(jī)不同的操作系統(tǒng)提供的操作命令是不同的DOS就是該工作界面和使用方式圖形工作界面（方式）是一種可視化的工作界面用戶不必記憶命令只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)和完成操作WINDOWS操作系統(tǒng)就是這種方式操作系統(tǒng)的類型批處理操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)類型見教材P47頁,自學(xué)3.2操作系統(tǒng)的功能模塊主要目的：管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源、組織和控制程序運(yùn)行、提供用戶接口界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互基本功能：資源管理、程序控制、人機(jī)交互接口為了實(shí)現(xiàn)上述基本功能，需要以下五大塊功能模塊支持，即：處理機(jī)管理(CPU管理）存儲(chǔ)管理(內(nèi)存管理）設(shè)備管理文件管理作業(yè)管理3.2.1操作系統(tǒng)的基本功能1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“資源”可分為硬件資源和軟件資源硬件資源就是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)備，包括處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等軟件資源也稱為信息資源，是存放于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)、文件、程序等。3.2.1操作系統(tǒng)的基本功能1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理操作系統(tǒng)的硬件資源管理工作可以分為：處理器管理存儲(chǔ)管理輸入輸出設(shè)備管理（有時(shí)，簡(jiǎn)稱為設(shè)備管理）硬件資源管理處理器管理：根據(jù)程序執(zhí)行需要，為其分配處理器資源，包括：多線程支持、資源搶占、異常處理等存儲(chǔ)管理：存儲(chǔ)器資源分配、回收等設(shè)備管理：為應(yīng)用程序分配外設(shè)、控制外設(shè)按用戶程序的要求進(jìn)行操作、使用完后回收使用權(quán)等，常通過API函數(shù)調(diào)用信息資源管理信息資源管理功能：主要以文件管理來實(shí)現(xiàn)不管是數(shù)據(jù)、程序還是文檔，都是通過不同擴(kuò)展名的文件，存放在計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)器的文件管理如何實(shí)施的？文件系統(tǒng)：文件創(chuàng)建時(shí)，存儲(chǔ)空間分配；刪除文件后，存儲(chǔ)空間的釋放及回收不需知道文件存放具體位置，只需提供文件名，就可以查到該文件3.2.1操作系統(tǒng)的基本功能2.程序控制(操作系統(tǒng)的主要功能之一)用戶使用計(jì)算機(jī)的最主要的工作就是運(yùn)行程序程序控制：控制程序的正常運(yùn)行，也需考慮運(yùn)行效率及異常處理等操作系統(tǒng)的發(fā)展在很大程度上也表現(xiàn)為程序運(yùn)行方式的發(fā)展：從單一程序運(yùn)行到多道程序運(yùn)行再發(fā)展為分時(shí)多任務(wù)、以及分時(shí)多用戶多任務(wù)3.2.1操作系統(tǒng)的基本功能3.人機(jī)交互接口操作系統(tǒng)的重要作用是為了方便用戶使用計(jì)算機(jī)其中關(guān)鍵在于：人機(jī)交互功能、人機(jī)交互接口功能豐富、接口方式多樣：交互界面：命令行、圖形界面接口方式：除標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)外，智能化的接口例子：iPhone4S智能個(gè)人語音助理Siri系統(tǒng)機(jī)主：我真的愛你

Siri：我希望你不要跟其他手機(jī)也這么說有人連續(xù)跟Siri求婚了3次，看看Siri怎么回答第一次Siri：聽起來很甜蜜，不過我還有什么可以幫你嗎？第二次Siri回答：讓我們只做朋友，好嗎？第三次Siri攤牌了：我的用戶協(xié)議沒有包括和你結(jié)婚，我很抱歉3.2.2CPU管理CPU管理的目的：按需合理、有效調(diào)度CPU資源，滿足用戶需要，提高計(jì)算機(jī)使用效率重要概念：進(jìn)程vs

程序管理方式：調(diào)度算法進(jìn)程：具有獨(dú)立功能的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行過程調(diào)度算法：FIFO、優(yōu)先級(jí)調(diào)度、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)WindowsXP中的處理器管理以“任務(wù)管理器”查看進(jìn)程或程序執(zhí)行狀況在介紹具體的操作系統(tǒng)功能模塊之前，先介紹一些基本概念和一些相關(guān)的知識(shí)。程序順序執(zhí)行圖示一個(gè)程序可分為三段：輸入：I計(jì)算與處理：C輸出：P執(zhí)行過程是：I1I2C1C2P1P2程序并發(fā)執(zhí)行圖示I1I2I3C1C3C2P1P2P3T2T3T4T5T1在T2、T3、T4時(shí)，都是并發(fā)的，資源共享多道處理圖示CPUI/O設(shè)備程序A程序B程序B等待分時(shí)處理圖示多道處理與分時(shí)問題程序如何并發(fā)執(zhí)行？特點(diǎn)在內(nèi)存中同時(shí)存放多個(gè)(多道)用戶服務(wù)請(qǐng)求；待前一個(gè)運(yùn)行到需要I/O處理時(shí)，啟動(dòng)后一個(gè)服務(wù)特點(diǎn)將CPU的總時(shí)間按“時(shí)間相等”的原則輪流提供給不同服務(wù)，輪流執(zhí)行不同的程序分時(shí)與實(shí)時(shí)問題CPU對(duì)服務(wù)請(qǐng)求的響應(yīng)方式特點(diǎn)CPU將時(shí)間段分成若干時(shí)間片按時(shí)間片輪流提供給不同的服務(wù)只有獲得時(shí)間，才能被響應(yīng)執(zhí)行特點(diǎn)“實(shí)時(shí)”即“立即”

對(duì)隨機(jī)發(fā)生的服務(wù)事件立即作出響應(yīng)

并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該服務(wù)的處理單用戶與多用戶問題使用計(jì)算機(jī)的用戶數(shù)量特點(diǎn)個(gè)人使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源由用戶個(gè)人占用和使用特點(diǎn)多人共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源由多個(gè)用戶共同分享和使用單任務(wù)與多任務(wù)問題計(jì)算機(jī)同時(shí)可以接受和處理的用戶任務(wù)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)允許用戶一次提交一個(gè)任務(wù)待該任務(wù)完成后，再接受下一個(gè)用戶的任務(wù)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)支持用戶一次提交多個(gè)任務(wù)；并控制和管理他們使他們并發(fā)執(zhí)行個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)主要表現(xiàn)為—單用戶多任務(wù)并發(fā)分時(shí)人機(jī)交互典型操作系統(tǒng)MS-DOS：應(yīng)用廣泛、單用戶單任務(wù)、命令行方式WINDOWS（95、98，2000，XP，Vista）

應(yīng)用廣泛、系列化、單用戶多任務(wù)、視窗界面UNIX：針對(duì)程序開發(fā)的專家應(yīng)用平臺(tái)Linux：免費(fèi)的UNIX其他：針對(duì)不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和不同的專門應(yīng)用領(lǐng)域因?yàn)槲募芾砗陀脩糇蠲芮邢嚓P(guān)，也是一個(gè)用戶掌握的重點(diǎn)。所以我們首先介紹文件管理。問題核心：程序、數(shù)據(jù)如何在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)？引入我們已經(jīng)知道：外存儲(chǔ)器用來存放暫時(shí)不需要處理的數(shù)據(jù)和暫時(shí)不需要運(yùn)行的程序外存儲(chǔ)器里存放著安裝在計(jì)算機(jī)中的所有程序：操作系統(tǒng)、Office辦公軟件、高級(jí)語言處理軟件等等；用戶的各種文件：程序文件，作業(yè)，課件，音樂文件，視頻文件等等計(jì)算機(jī)如何存儲(chǔ)和組織管理這些程序、數(shù)據(jù)呢？這就是操作系統(tǒng)的文件管理模塊要做的事情 實(shí)際上在計(jì)算機(jī)中保持?jǐn)?shù)據(jù)，就像一個(gè)圖書館里存儲(chǔ)著大量的圖書和資料一樣。怎樣存放和管理呢？基本內(nèi)容文件如何標(biāo)識(shí)文件如何存放在外部存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的文件如何管理如何方便用戶對(duì)文件的操作存放在外存儲(chǔ)器上的信息，都是以文件的形式進(jìn)行組織、存放和管理的那么什么是文件呢？文件的定義 文件是提供給計(jì)算機(jī)或用戶訪問使用的具有標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)在某種介質(zhì)上的相關(guān)聯(lián)的信息的集合文件通過標(biāo)識(shí)進(jìn)行區(qū)分文件都要存儲(chǔ)在外部設(shè)備上；存儲(chǔ)設(shè)備都有特定的存儲(chǔ)介質(zhì)；比如軟盤、硬盤、U盤等信息的集合可以是程序也可以是具有一定格式的數(shù)據(jù)文件存在的意義就在于：被訪問、被調(diào)用

(統(tǒng)稱為文件操作)文件名文件名由主文件名和擴(kuò)展名兩部分組成，兩者之間用“.”分隔開例如：txl.doc大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)_操作系統(tǒng).ppt文件名是文件標(biāo)識(shí)的組成要素?cái)U(kuò)展名標(biāo)識(shí)了文件的類型，但它不是必須的不同的操作系統(tǒng)有自己獨(dú)立的“命名規(guī)則”Windows下的文件名支持DOS的命名規(guī)則（8.3規(guī)則）支持長文件名可以包含空格擴(kuò)展名的字符個(gè)數(shù)可以超過3個(gè)不能使用的字符：

\/:*?“”><

同時(shí)使用各種圖標(biāo)標(biāo)示不同類型的文件擴(kuò)展名的約定doc-Word文檔lnk-快捷方式zip壓縮文件mp4-視頻文件jpg-圖像文件bmp-位圖文件mp3-音頻文件ppt-幻燈片htm或html-網(wǎng)頁文檔文件的基本信息一個(gè)文件的基本信息至少應(yīng)包含以下信息（1）文件名（2）文件類型（3）文件長度（4）文件的存放位置（5）文件的建立日期時(shí)間文件基本信息可通過“屬性”窗口查詢文件目錄操作系統(tǒng)在存儲(chǔ)文件時(shí)，將首先在存儲(chǔ)器上建立一種特殊的文件其內(nèi)容是保存在該存儲(chǔ)器上的全部文件的“文件說明信息”

該文件形式上是一張表，每個(gè)文件的“文件說明信息”在該文件“表”中占一個(gè)記錄行該文件稱為目錄文件，簡(jiǎn)稱“目錄”，其中每一個(gè)記錄稱為一個(gè)“目錄項(xiàng)”目錄文件及目錄項(xiàng)圖示文件名文件類型文件長度建立時(shí)間建立日期文件屬性首簇號(hào)………

如：D盤根目錄D:\子目錄的概念如果在當(dāng)前目錄中，包含著另外的一個(gè)或多個(gè)目錄，則稱被包含的目錄是當(dāng)前目錄的“子目錄”子目錄中還可以再包含一個(gè)或多個(gè)下一級(jí)的子目錄由此形成一個(gè)多級(jí)的目錄結(jié)構(gòu)目錄的組織與管理外存上的文件很多，如果全部堆放在一起，要尋找某個(gè)文件就比較困難，也經(jīng)常會(huì)發(fā)生因文件重名而引起的新文件內(nèi)容覆蓋已有文件等許多問題因而，目前各種操作系統(tǒng)普遍采用一種稱為目錄（Directory）的分層結(jié)構(gòu)把文件組織起來，各種文件分散到目錄結(jié)構(gòu)中的不同位置，以利于對(duì)它們進(jìn)行分類管理和使用目錄的組織與管理在每個(gè)磁盤（或磁盤分區(qū)）上首先設(shè)置一個(gè)唯一的基礎(chǔ)目錄文件，稱為“根目錄”，根目錄是在作磁盤格式化時(shí)由系統(tǒng)創(chuàng)建根目錄以下各級(jí)子目錄由用戶根據(jù)自己的實(shí)際需要?jiǎng)?chuàng)建任意目錄下都可以保存文件或建立新的子目錄若干有包含關(guān)系的、有機(jī)組織起來的子目錄構(gòu)成（倒）樹型目錄結(jié)構(gòu)形式操作系統(tǒng)以多級(jí)目錄的方式對(duì)文件進(jìn)行組織和管理同類文件同用途文件同屬性文件等等文件目錄的樹形結(jié)構(gòu)示意文件目錄的樹形結(jié)構(gòu)示意文件的標(biāo)識(shí)方法文件必須進(jìn)行標(biāo)識(shí)文件以“文件標(biāo)識(shí)名”進(jìn)行操作在層次結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，文件標(biāo)識(shí)名應(yīng)有三個(gè)要素盤符路徑文件名在存儲(chǔ)器中不允許同時(shí)存在其標(biāo)識(shí)名相同的文件文件的訪問路徑“路徑”實(shí)際上是沿著目錄樹的“枝杈”，指向所要找的目錄時(shí)，必須經(jīng)過目錄名的順序組合在路徑的表示中，目錄名之間用反斜杠(\)

分隔\user\myfile\data\network\homework\……絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑一條路徑的描述如果是從根目錄開始，稱為絕對(duì)路徑一條路徑的描述如果是從當(dāng)前目錄開始，稱為相對(duì)路徑相對(duì)路徑：user\*.*.\DATA\C_DATA\DATA1.TXT..\DATA\FOR_DAT\FF1.TXT絕對(duì)路徑：D:\PROG\FORTRAN\A???.FOR幾個(gè)重要的符號(hào)*、？通配符\根目錄

—絕對(duì)路徑..父目錄—相對(duì)路徑.當(dāng)前目錄—相對(duì)路徑絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑舉例通過絕對(duì)路徑對(duì)3個(gè)文件的表示是：C:\子目錄1\子目錄2\子目錄3\File1C:\子目錄1\子目錄2\子目錄3\File2C:\子目錄2\子目錄3\File1Windows下的文件操作創(chuàng)建文件夾在指定的位置創(chuàng)建改變文件夾內(nèi)容的顯示方式五種顯示方式四種排列方法創(chuàng)建文件不同類型的文件的創(chuàng)建方法不同文件及文件夾屬性的查看與修改四種屬性（現(xiàn)在只能設(shè)置2種）文件的打開與關(guān)閉用不同的方式打開不同類型的文件文件及文件夾的刪除與恢復(fù)放到“回收站”與永久刪除、“回收站”中文件可被“還原”到原位置文件及文件夾更名更改文件的名稱文件及文件夾的移動(dòng)和復(fù)制移動(dòng)和復(fù)制的區(qū)別文件及文件夾的查找文件的運(yùn)行運(yùn)行程序文件文件的快捷方式建立軟連接，實(shí)現(xiàn)更快速的文件訪問Windows下的文件操作方式三種文件管理工具：我的電腦(本地)、網(wǎng)上鄰居(網(wǎng)絡(luò))、資源管理器(兩者綜合)三種文件操作方法：菜單項(xiàng)、工具按鈕、鼠標(biāo)拖動(dòng)Windows下的文件的屬性只讀屬性：只能進(jìn)行讀操作，不能刪除和修改隱藏屬性：除非特別設(shè)置，將不顯示該文件的文件名存檔屬性：系統(tǒng)僅對(duì)設(shè)置了存檔屬性的文檔進(jìn)行備份系統(tǒng)屬性：系統(tǒng)文件具有系統(tǒng)屬性；在WIN下表現(xiàn)為更改或刪除系統(tǒng)文件將給出專門的對(duì)話框，要求確認(rèn)文件的屬性可以進(jìn)行設(shè)置文件可以不設(shè)置屬性文件的通配符應(yīng)用目的：同時(shí)操作一批文件,而并非一個(gè)實(shí)現(xiàn)的方法：用一個(gè)特殊字符替代構(gòu)成文件名的某一些字符這個(gè)特殊的字符就是“通配符”Windows下有兩個(gè)通配符：星號(hào)（*）：可以代替一個(gè)或若干個(gè)任意字符問號(hào)（?）：只能代替一個(gè)任意字符通配符舉例在當(dāng)前磁盤上有下列文件：AA1.EXEAA1.FOR AA1.OBJ FL123.LIBAA123.FOR AB123.BAS AL123.LIB BL12.BAS使用通配符所能操作的文件：AA*.FOR AA*.* AA?.* ??123.**.BAS 通配符舉例在當(dāng)前磁盤上有下列文件：AA1.EXEAA1.FOR AA1.OBJ FL123.LIBAA123.FOR AB123.BAS AL123.LIB BL12.BAS使用通配符所能操作的文件：AA*.FOR AA1.FOR AA123.FORAA*.* AA1.EXE AA1.FORAA1.OBJAA123.FORAA?.* AA1.EXEAA1.FORAA1.OBJ??123.* FL123.LIBAA123.FORAB123.BASAL123.LIB*.BAS AB123.BASBL12.BAS文件系統(tǒng)文件管理是操作系統(tǒng)的一項(xiàng)重要工作，是由操作系統(tǒng)中的“文件系統(tǒng)”來完成的文件系統(tǒng)具有的功能按照文件的物理結(jié)構(gòu)，解決文件的存儲(chǔ)問題提供文件目錄的建立、修改、共享和刪除服務(wù)提供文件的創(chuàng)建、打開、關(guān)閉、查找、刪除等使用操作提供文件存取權(quán)限的設(shè)置和修改服務(wù)提供文件備份、恢復(fù)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)等服務(wù)“文件管理”部分須掌握知識(shí)要點(diǎn)文件的概念文件名及命名規(guī)則文件的物理結(jié)構(gòu)及文件目錄的概念操作系統(tǒng)管理文件的方式：采用樹型目錄結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)文件的方式：采用標(biāo)識(shí)名方式操作系統(tǒng)訪問文件的方式：采用路徑方式Windows下的三種文件管理工具（特別是資源管理器）文件的屬性：只讀、隱藏兩個(gè)通配符：*?程序、數(shù)據(jù)如何在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行處理？分配內(nèi)存分配cpu分配設(shè)備計(jì)算機(jī)的工作背景程序并發(fā)執(zhí)行，CPU資源是多程序分時(shí)使用程序和數(shù)據(jù)存放在外部存儲(chǔ)設(shè)備中，只在被運(yùn)行時(shí)，才被調(diào)入內(nèi)存；只有調(diào)入內(nèi)存的程序才能運(yùn)行內(nèi)存的容量是有限的數(shù)據(jù)的輸入輸出由外部設(shè)備完成，數(shù)據(jù)交換在外設(shè)與內(nèi)存之間進(jìn)行各個(gè)功能組件或外設(shè)的工作均由CPU控制所以，運(yùn)行程序首先需要分配到內(nèi)存、分配到CPU程序才能運(yùn)行，運(yùn)行過程中需要分配到設(shè)備那么如何分配CPU、分配內(nèi)存、分配設(shè)備，以及如何控制程序運(yùn)行呢？這些工作都由操作系統(tǒng)相應(yīng)的功能模塊來完成例打開一個(gè)Word文檔，如：第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ).ppt操作系統(tǒng)將作如下工作：將PowerPoint應(yīng)用程序調(diào)入內(nèi)存，將應(yīng)用程序處理的數(shù)據(jù)（第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ).ppt）調(diào)入內(nèi)存，并分配存儲(chǔ)空間為應(yīng)用程序創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程分配到CPU資源，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理根據(jù)用戶的需求，如果需要打印，則當(dāng)分配到打印機(jī)時(shí)，在CPU的控制下進(jìn)行打印操作存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理是操作系統(tǒng)的主要功能之一，負(fù)責(zé)管理主存儲(chǔ)器主存一般劃分為兩大區(qū)域：系統(tǒng)區(qū)，存放操作系統(tǒng)和其他系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)用戶區(qū)，存放用戶程序和數(shù)據(jù)物理地址vs

邏輯地址內(nèi)存由若干的存儲(chǔ)單元組成；每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)該編號(hào)稱為內(nèi)存地址（物理地址）物理地址從0開始編號(hào)；最大值取決于內(nèi)存容量對(duì)應(yīng)的值物理地址的編號(hào)使用二進(jìn)制數(shù)，并以十六進(jìn)制表示，如采用20位的物理地址，某存儲(chǔ)單元的地址表示為20000H源程序被編譯系統(tǒng)編譯后而產(chǎn)生目標(biāo)程序由于編譯系統(tǒng)并不知道將來程序存放的內(nèi)存地址，所以只能在編譯時(shí)以“0”為基準(zhǔn)地址，開始為源程序中的數(shù)據(jù)和指令編排地址稱為“邏輯地址”存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理包括四個(gè)方面的功能：內(nèi)存分配與回收地址轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)擴(kuò)充存儲(chǔ)分配按一定的策略或算法為各個(gè)并發(fā)的進(jìn)程及相關(guān)數(shù)據(jù)分配內(nèi)存空間，最終目標(biāo)是提高內(nèi)存利用率，并保證正常運(yùn)行策略和算法直接分配靜態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配直接分配程序員在設(shè)計(jì)編寫程序時(shí)，就將運(yùn)行時(shí)使用的內(nèi)存物理地址寫在源程序代碼中早期的程序一般使用此方法對(duì)程序員要求高；使用不方便；但操作系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單靜態(tài)分配在程序裝入內(nèi)存之前，就將所需內(nèi)存的全部物理地址一次性申請(qǐng)并一次性確定存儲(chǔ)空間確定后，在程序的整個(gè)運(yùn)行過程中保持不變整個(gè)程序一次性裝入；如此時(shí)的內(nèi)存空間不足，則此程序不能運(yùn)行管理方法簡(jiǎn)單；但利用效率低動(dòng)態(tài)分配程序不是一次性裝入；只在需要時(shí)才裝入需要的部分已經(jīng)裝入的程序的存儲(chǔ)位置也可以變化存儲(chǔ)空間分配實(shí)際上是：動(dòng)態(tài)申請(qǐng)、動(dòng)態(tài)確定、動(dòng)態(tài)調(diào)整管理復(fù)雜；但存儲(chǔ)器的使用效率高在現(xiàn)代多程序運(yùn)行系統(tǒng)中，普遍采用此方式地址轉(zhuǎn)換(重定位)地址轉(zhuǎn)換的定義：將程序在外存空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中的物理地址地址轉(zhuǎn)換（重定位）在程序裝入內(nèi)存時(shí)，將邏輯地址轉(zhuǎn)換成為物理地址，然后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)地址轉(zhuǎn)換的過程是邏輯地址到物理地址的“映射”的過程實(shí)質(zhì)是為程序和數(shù)據(jù)重新確定存儲(chǔ)地址；也稱為地址重定位程序?qū)凑罩匦麓_定的物理地址，被存儲(chǔ)到系統(tǒng)內(nèi)存空間中存儲(chǔ)共享與保護(hù)共享是指：在內(nèi)存中存儲(chǔ)的程序或數(shù)據(jù)段可供不同的用戶進(jìn)程訪問使用；這種資源共享將會(huì)提高內(nèi)存的利用率反過來說，除了被允許共享的部分之外，又要限制各進(jìn)程只在自己的存儲(chǔ)區(qū)活動(dòng)，各進(jìn)程不能對(duì)別的進(jìn)程的程序和數(shù)據(jù)段產(chǎn)生干擾和破壞，因此須對(duì)內(nèi)存中的程序和數(shù)據(jù)段采取保護(hù)措施存儲(chǔ)共享與保護(hù)圖示存儲(chǔ)管理將需要共享的程序或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域?qū)嵭小肮蚕怼惫芾?，允許各進(jìn)程訪問調(diào)用存儲(chǔ)管理將需要保護(hù)的程序或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域?qū)嵭小氨Ｗo(hù)”管理，不允許他進(jìn)程訪問調(diào)用存儲(chǔ)擴(kuò)充計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間總是有限的存儲(chǔ)擴(kuò)充的目的是利用有限的內(nèi)部存儲(chǔ)空間運(yùn)行更大的程序或更多個(gè)程序存儲(chǔ)擴(kuò)充的一般方法有三種：自動(dòng)覆蓋技術(shù)交換技術(shù)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)讓不同時(shí)執(zhí)行的程序段共享同一塊內(nèi)存區(qū)將需要執(zhí)行的程序段調(diào)入內(nèi)存區(qū)，覆蓋已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束的程序段將處于等待狀態(tài)的進(jìn)程換出內(nèi)存到外存，而將可以立即運(yùn)行的程序從外存換入內(nèi)存虛擬存儲(chǔ)技術(shù)在外存中開辟虛擬的內(nèi)存空間；CPU將按照內(nèi)存的管理方式管理該區(qū)域存儲(chǔ)管理系統(tǒng)把進(jìn)程中某些程序段和數(shù)據(jù)先放入虛擬內(nèi)存中；待需要運(yùn)行和處理它們時(shí)再將它們調(diào)入真正的內(nèi)存；稱為虛擬存儲(chǔ)技術(shù)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)最大可擴(kuò)充的虛擬存儲(chǔ)器的容量受地址總線寬度的限制對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，若具有32位地址總線的管理能力，最大的存儲(chǔ)空間可以達(dá)到4G(即232)理論上可擴(kuò)充的虛擬容量為4G減去已有的內(nèi)存容量虛擬存儲(chǔ)圖示虛擬存儲(chǔ)設(shè)置最佳設(shè)置：一般為物理內(nèi)存的1.5倍適處理機(jī)管理(CPU管理)處理機(jī)管理是操作系統(tǒng)的基本管理功能之一目的就是要合理、有效地調(diào)度處理器資源，滿足用戶的需要，提高計(jì)算機(jī)的使用效率，利用有限資源完成更多任務(wù)也就是說把CPU（中央處理機(jī)）的使用權(quán)按時(shí)間段分給多個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)CPU資源共享和程序并發(fā)執(zhí)行程序并發(fā)執(zhí)行多程序并發(fā)執(zhí)行；CPU的資源為多個(gè)程序共享由于系統(tǒng)資源的限制，每個(gè)被運(yùn)行起來的程序在某個(gè)時(shí)刻的行為和狀態(tài)都是不確定的；程序的執(zhí)行過程也是斷續(xù)的系統(tǒng)在給程序分配資源時(shí)，不僅僅要了解程序本身，還要了解程序在不同執(zhí)行時(shí)刻的“狀態(tài)”進(jìn)程概念的引入程序是一個(gè)“靜態(tài)”的概念在多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行的情況下，“程序”不能解釋、描述和管理程序的并發(fā)過程操作系統(tǒng)無法用“程序”的概念，表述和管理對(duì)處理機(jī)資源的分配調(diào)度引入了“進(jìn)程”的概念進(jìn)程的定義進(jìn)程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一個(gè)基本概念，是并發(fā)程序出現(xiàn)后，必然出現(xiàn)的一個(gè)重要概念進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上被運(yùn)行的過程，即執(zhí)行起來的程序(“活起來”的程序；“活著”的程序)在多程序執(zhí)行的環(huán)境下，進(jìn)程是處理機(jī)進(jìn)行資源分配、調(diào)度和程序運(yùn)行的基本單位處理機(jī)管理可歸結(jié)為進(jìn)程管理火車vs

列車

程序vs

進(jìn)程信息包時(shí)刻、類型、起始、停靠、特殊屬性等作為一個(gè)獨(dú)立單位申請(qǐng)道路并接受調(diào)度管理；還跑著許多的車；都是走走停停、直到結(jié)束火車停在車站進(jìn)程和程序的區(qū)別進(jìn)程是程序的執(zhí)行過程；程序是一個(gè)文件，是指令的集合，是一個(gè)靜止的概念；進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的進(jìn)程有自己的生命周期；程序是永久的進(jìn)程需要分派到系統(tǒng)資源后才能創(chuàng)建和執(zhí)行，程序只需要固定的存儲(chǔ)空間進(jìn)程具有并發(fā)性，多進(jìn)程分時(shí)使用資源；多個(gè)程序可同時(shí)存放，但決不會(huì)并發(fā)程序是進(jìn)程的一個(gè)組成部分；進(jìn)程存在必然需要程序的存在；被執(zhí)行中的程序一定屬于一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程；不同的進(jìn)程可以包含同一個(gè)所需的程序進(jìn)程的描述方法對(duì)所分配的資源狀況、管理信息、執(zhí)行狀態(tài)等記錄——進(jìn)程控制塊PCB進(jìn)程標(biāo)識(shí)運(yùn)行信息狀態(tài)信息管理信息進(jìn)程控制塊PCB是OS進(jìn)行進(jìn)程控制的基礎(chǔ)創(chuàng)建、執(zhí)行、撤銷、阻塞、喚醒進(jìn)程的三種基本狀態(tài)就緒狀態(tài)

已經(jīng)獲得其他資源，一旦分到CPU即可執(zhí)行運(yùn)行狀態(tài)

獲得全部資源并正在運(yùn)行等待狀態(tài)

資源不足，運(yùn)行受限，處于暫停狀態(tài)三種狀態(tài)交替出現(xiàn)，直到進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束；三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理功能管理和實(shí)現(xiàn)進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換某事件被解除后進(jìn)入就緒狀態(tài)進(jìn)程因某事件(如I/O操作事件)受阻塞，轉(zhuǎn)為等待狀態(tài)操作系統(tǒng)將處理機(jī)分配給進(jìn)程使用，開始運(yùn)行分配的“時(shí)間片”已用完，需從新申請(qǐng)就緒狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)等待狀態(tài)進(jìn)程控制與策略進(jìn)程的管理與控制：按一定的策略有效管理各個(gè)進(jìn)程整個(gè)生命周期的所有活動(dòng)，包括創(chuàng)建、撤銷、掛起、結(jié)束、改變運(yùn)行優(yōu)先級(jí)等常用策略 先來先服務(wù) 優(yōu)先級(jí)服務(wù) 時(shí)間片輪換服務(wù) 分級(jí)調(diào)度服務(wù)(優(yōu)先級(jí)服務(wù)結(jié)合先來先服務(wù))WindowsXP中的處理器管理WindowsXP系統(tǒng)中可以通過“任務(wù)管理器”來觀察和管理系統(tǒng)中的進(jìn)程。同時(shí)按下“Ctrl+Alt+Del”三個(gè)鍵，或用鼠標(biāo)右鍵單擊“任務(wù)欄”的空白部分，在彈出的快捷菜單中單擊“任務(wù)管理器”選項(xiàng)，則彈出“Windows任務(wù)管理器”對(duì)話框，如下頁圖所示。進(jìn)程管理從上圖中可以看出“應(yīng)用程序”選項(xiàng)卡中顯示的是正在運(yùn)行的程序，以及它們的運(yùn)行狀態(tài)。如果有的程序的運(yùn)行出現(xiàn)了問題，例如進(jìn)入了死循環(huán)，無法正常結(jié)束。就可以在這里選中這個(gè)程序后，單