(1.2.3)--第3章 操作系统与资源管理.ppt

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1、第1页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）操作系统与资源管理操作系统概述01CPU和内存管理02系统管理03文件管理04本讲提纲本讲提纲网络管理05第2页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述问题：操作系统是什么？你认为操作系统有什么作用？第3页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述世界上的第一台机械计算机加法机，是1642年由法国数学家帕斯卡设计成功。世界上的第一台电子计算机，是1946年由美国宾夕法尼亚大学附属莫

2、尔电工学校物理教员穆奇里博士设计。美籍匈牙利人冯诺依曼教授参加了第一台电子算机的研究，他的“存储程序”的思想是计算机设计的一大革命。六十年代，硬件的两大发展：通道、中断技术的出现，中断技术具有中断主机的能力，由早期单道批处理系统发展了多道程序设计系统。第4页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述计算机的发展已经历了四代：第一代计算机是由电子管组成。第二代计算机是由晶体管组成。第三代计算机是由集成电路组成。第四代计算机是由超大规模集成电路组成。操作系统的形成是第三代计算机关键性的特征。第5页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计

3、算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述为了设法使计算机自己管理自己，以高速处理问题的复杂的系统软件去对付高速运转的主机和各个部件，以组织严密的管理体制来解决计算机中的各种复杂问题。具有这种功能的大型的软件就是操作系统。APPLEIBMDOS第6页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述操作系统用户接口文件管理CPU管理设备管理存储管理第7页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述第8页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（

4、在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述批处理系统（Batch Processing System)批处理系统是一种“成批”处理用户作业的操作系统。处理过程：用户根据任务需求编制好程序，准备好数据，一次提交给系统，然后不再与作业进行交互，直到作业运行完毕。用户提交的作业不是立即执行，由系统操作员分批进行处理，每批中的作业由操作系统控制执行。在早期的操作系统使用。目前已经被淘汰。第9页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述分时系统（Time Sharing System）是一种将CPU时间划分成很小的时间片，按时间片轮转法分

5、配给多个终端用户使用的操作系统。处理过程：多个用户或程序分时共享硬件和软件资源，每个用户或程序在属于自己的时间片内使用计算机，依次轮转。多用户分时是当今操作系统中普遍采用的一种方式,UNIX就是典型的多用户分时操作系统。主要特点：多个用户同时在一台计算机中运行多个程序。每个程序都是独立操作、独立运行、互不干涉。如，Windows、Linux等。第10页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述实时操作（Real Time Operating System）系统是指对于特定的输入，系统能够在极短的时间内作出响应，并完成对该输入请求处理

6、的操作系统。处理过程：实时系统采用了时间片分时技术，也具有及时性、多路性、独占性和交互性等四个特征。实时系统一般是专用的，其交互能力比较差，它只允许用户访问数量有限的专用程序。主要特征：-实时性-可靠性主要应用：飞机售票系统、航天发射系统、生产过程自动控制、事务处理等有实时要求的领域。第11页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述分布式操作（Distributed Operating System）系统是指通过计算机网络将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互连起来，实现信息交换或资源共享，协作完成处理任务的操作系

7、统。处理过程：以计算机网络为基础，所有系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配并自动调度各处理机的工作负载。基本特征：-功能和任务的分布性-高可靠性 第12页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述网络操作系统（Network Operating System）是在通用操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。主要性能：除具有一般操作系统的基本功能外，还应具有网络管理模块。负责管理整个网络资源，保证网络中信息传输的准确性、安全性和保密性，提高系统资源的利用率和可靠性。代表产品：Netwar

8、e、UNIX、Linux及Windows系列。第13页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.1 操作系统概述嵌入式操作系统（Embedded Operating System）在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统，由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此称为嵌入式系统。嵌入式软件的应用平台之一是各种家用电器和通信设备，例如手机，遥感控制系统等。由于家用电器市场要比传统的计算机市场大很多，因此嵌入式操作系统逐渐成为操作系统发展的另一个热门方向。第14页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课

9、程版）3.5 网络管理思维提升与小结：操作系统是是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统按应用领域可分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统。随着硬件技术的发展，移动设备被广泛使用，移动操作系统的装机数量已经超过桌面 操作系统，通过操作系统概述的学习，了解目前最流行的两大移动操作系统Android和IOS。第15页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理第16页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理菜谱做菜程序进程静态静态动

10、态动态执行执行执行执行第17页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理进程在其生存周期内，由于受资源制约，进程状态是不断变化的，一般来说进程有就绪、运行和等待三种基本状态。第18页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理进程管理：即如何合理地把CPU资源分配给每一个进程，涉及进程的状态及其转换、进程的控制、进程的通信、进程的同步与互斥等概念。其核心是进程调度。进程调度含义：根据一定的调度算法，从就绪队列中选择一个进程并把CPU分配给它，从而让它占有CPU，运行

11、。常用的调度算法有：先进先出算法、时间片轮转算法、最高优先级算法等。第19页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理为了更好地实现并发和共享内存，提高CPU的利用率，目前许多操作系统对进程进行“细分”，一个进程可再分为多个线程。目的：实现并发处理和共享资源，提高CPU的利用率。UNIX：进程是CPU的分配单位Windows：线程是CPU的分配单位在任务管理器中可以观察各个进程的线程数。第20页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理计算机内存是CPU可以直接存

12、取的存储器。内存管理主要功能有以下四个方面：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充。第21页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理为每道程序分配足够完整运行的内存空间，而且要提高存储器的利用率。内存分配机制包括：内存分配数据结构：记录内存空间的使用情况，以作为内存分配依据；内存分配功能：按照内存分配算法；内存回收功能：内存释放。第22页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理保证各道程序都能在自己的内存空间运行而互不干扰，尤其防止用户程序侵犯操作系统的内存区

13、。第23页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理源程序int a;float b;char c;a的的逻辑地址地址b的逻辑地址的逻辑地址c的逻辑地址的逻辑地址 目标程序a的的逻辑地址地址b的逻辑地址的逻辑地址c的逻辑地址的逻辑地址 存储器符号名空间逻辑地址空间物理地址空间编译地址映射第24页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理原理：利用虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量，使系统能够运行对内存需求量远比物理内存大的多的作业，让更多作业并发执行。机器只给了我

14、们4G的内存，而我们却要用它去控制8G的地址空间？第25页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理第26页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.2 CPU和内存管理思维提升与小结：计算机系统的核心就是CPU，对CPU的管理就是进程的管理，了解进程的三种基本状态。内存管理是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。地址映射把逻辑地址映射到物理地址，可使用户不必关心物理存储空间的分配细节，从而为用户编程

15、提供方便。第27页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理系统文件外部过程文件应用程序随系统一起安装到计算机的外存（硬盘）中；随着系统加电运行，系统文件直接调入内存,外部过程文件则仍然放在外存，需要时再由外存调入内存工作。则以独立的软件方式存在，根据用户的需要购买或下载并安装到计算机系统中。第28页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理程序的添加和删除（控制面板）系统自带的应用程序其它应用程序第29页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课

16、程版）3.3系统管理画图程序记事本截图工具录音机.例如:Windows桌面右下角安装：随着Windows系统安装自动安装运行：有些会随着系统启动自动加载，有些需要用户加载运行第30页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理基于Windows下的应用程序Windows兼容的应用程序.Office套件 Adobe套件 QQ .安装：由用户根据需要购买或下载，然后再释放与安装运行：随着用户需要加载运行，结束后需退出应用程序第31页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理控制面板（con

17、trol panel）是Windows的一个应用程序，其文件名为control.exe；主要用于查看并操作基本的系统设置和控制，如添加硬件、添加/删除程序、控制用户帐户、磁盘管理、设备管理等等。控制面板可通过开始菜单访问，也可以通过直接运行其应用程序“control.exe”访问。第32页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理当鼠标指向某个程序名时，系统都会在下方给出该程序的功能提示思考：如何通过控制面板为windows添加第三方字体？第33页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系

18、统管理磁盘管理是控制面板计算机管理中的一个重要组件。利用磁盘管理工具可以一目了然地列出所有磁盘情况，对各个磁盘分区进行管理操作。对于新手来说，磁盘管理工具可以让他们不需要借助第三方磁盘工具软件来完成一些重要的操作。比如电脑安装了双硬盘，盘符发生混乱，就可以通过Windows自带的磁盘管理工具直接更改盘符。第34页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理设备管理的主要任务:管理各类外部设备,提供每种设备的驱动程序和中断处理程序,屏蔽硬件细节,使各种设备能高效快速地完成用户的I/O请求。设备控制：包括设备驱动和设备中断处理，具体的工作过程是

19、在设备处理的程序中发出驱动某设备工作的I/O指令后，再执行相应的中断处理。第35页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理驱动程序是计算机和硬件设备通信的特殊程序；每个硬件设备通过驱动程序来控制；操作系统通过驱动程序激活并使用该硬件设备。注意：驱动程序未正确安装，硬件设备便不能正常工作；对于即插即用设备，不需要用户安装驱动程序，操作系统会自动安装和配置。第36页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.3系统管理思维提升与小结：系统管理是对操作系统进行配置和优化的程序，除了上述介绍的几种管理

20、，请查阅资料完成注册表管理以及性能监视和优化。组策略控制着Windows内部一些比较高级的设置，本地组策略编辑器在管理工具中是没有的，需要在命令行输入gpedit.msc启动。Windows的系统服务(Services)可通过在命令行输入services.msc，或者【管理工具】【服务】进行管理，它是一个MMC插件，可以查看和管理网络上其他机器的服务。第37页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理文件系统:专用于组织、管理、操作文件的应用系统。作用：文件的组织面向用户的文件组织形式和文件在磁盘上的组织形式文件的操作实现文件按名操作文

21、件保护 常见的文件系统有：FAT32、NTFS、EXT2等。第38页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理 文件的逻辑结构 面向用户的文件结构 有结构文件，无结构文件文件的物理结构 文件在磁盘上的组织形式文件的目录结构 将文件名与文件在磁盘上的物理位置对应起来，实现文件的“按名存取”第39页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理所谓文件是一个具有名字的存储在磁盘上的一组相关信息的集合体，是磁盘的逻辑最小分配单位。数据只有写在文件中，才能存储在磁盘，用户才能读写。文件内容可

22、以是具有一定独立功能的程序（源程序和目标程序等），一组数据（声、像、图、文字、视频）。第40页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理“文件名.扩展名”文件名是由字母、数字、下划线等组成，其主要命名规则如下：（1）文件名最长可以使用255个字符。（2）文件名中允许使用空格，但不允许使用下列字符（英文输入法状态）：/|:*?（3）Windows系统对文件名中字母的大小写在显示时有不同，但在使用时不区分大小写。扩展名由一些特定的字符组成，这组字符可帮助 Windows操作系统获知文件中包含什么类型的信息以及应该用什么程序打开该文件。之所以

23、称其为扩展名，是因为它出现在文件名的最后，并在它前面有一个句点。问题：任何一个文件名必须是唯一的吗？第41页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理第42页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理第43页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理打开复制删除重命名选定一个文件或文件夹：直接单击要选定的对象选定多个连续的文件或文件夹Shift+单击对象选定多个非连续的文件或文件夹Ctrl+单击对象第44页大学计算机大学计

24、算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理打开复制删除重命名选中文件，单击鼠标右键，选择快捷菜单的“重命名”命令。选中文件，将鼠标直接指向文件名处再次单击即可进入编辑状态。第45页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理在文件在文件图标上上单击鼠鼠标右右键；选择快捷快捷菜菜单的的“属性属性”命令命令即可。即可。第46页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理为什么会出现库、索引？这是由于文件系统的树状逻辑结构有先天性的缺陷（注意了，这

25、里的树状结构只是逻辑上的结构，物理上并不是这样），它严谨容易管理是真，但它却无法有效的对数据进行管理。实际上大多数资源是不能按照某一单一的树状结构来区分的：一个文档可以关于好几个主题、有好几个关键字、好几个作者，一首音乐可能属于好几个唱片集（先是原唱片集、后有精选集等）这些资源间复杂的相互关系，你如何用单一的一个树状结构去管理？所以说，以网状结构的库来代替树状结构的文件系统来管理资源，是历史的必然！第47页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理其实库和索引这两者本质上是一样的，把搜索和索引的结果按照常用的几个类型系统化，那就成了库了

26、么。它们是基于文件系统上面的层次，同样也是一个逻辑结构。对于一个win7使用者来说，正确的方法是，在建立任何文档时，都应该完整的填写文档属性“标题、关键字、作者”，做到这一步其实不麻烦（也就是建立了相关的索引），问题在于大家太过粗犷和错误的计算机使用模式。第48页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.4 文件管理思维提升与小结：文件管理可以以三种方式进行：计算机、资源管理器和库。现在人们都越来越注重个人隐私了。Windows 7自带文件或文件夹加密功能。当你的磁盘文件系统是NTFS格式的，就可以使用NTFS文件系统自带的加密功能：右键单击需要加

27、密的文件-属性-高级-勾选“加密数据以便保存数据”。默认情况下，当Windows 7安装完成之后，Windows 7会自动启动NTFS驱动器上的系统保护。在系统出现问题或文件意外删除的情况下，系统保护可以恢复系统原有的设置和以前版本的文件。第49页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理 无论是什么网络，不仅要安装相应硬件，还必须安装与配置相应的驱动程序。若安装Windows 7之前已完成了网络硬件的物理连接，Windows 7安装程序一般可以帮助用户完成所有必要的网络配置，但仍有可能需要对网络进行自主配置。第50页大学计算机大学计算

28、机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理网卡的安装与配置 打开机箱，将网卡插入到计算机主板上相应的扩展槽中，便可完成网卡的安装（主板已经内置网卡的不用安装）。若安装专为Windows 7而设计的“即插即用”型网卡，Windows 7将会在启动时自动检测并进行配置。Windows 7在配置过程中，若未找到对应的驱动程序，会提示插入包含网卡驱动程序的盘片。IP地址的配置 在局域网和因特网中，IP地址都是联网设备的唯一标识。目前，较为常用的IP地址格式是IPv4和IPv6。Windows 7配置IP地址可以通过 打开“控制面板”窗口的“网络和Internet

29、超链接”来完成。第51页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理选择网络位置 Windows 7中的网络类型分为三种，实质是两种：可信任网络和不可信任网络。其差异在于防火墙的策略和文件共享等功能的配置。家庭网络和工作网络同为可信任网络，选择这两种网络类型会自动应用比较松散的防火墙策略，从而实现在局域网中共享文件、打印机、流媒体等功能。但当用户选择家庭网络时Windows 7会自动进行“家庭组”的配置，比如检测局域网中是否存在家庭组、配置家庭组中的共享设置、加入家庭组等。第52页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（

30、在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理公用网络为不可信任网络，选择公用网络则会在Windows防火墙中自动应用较为严格的防火墙策略，从而到达在公共区域保护计算机不受外来计算机的侵入。具体设置参见教材。第53页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理资源共享 计算机中的资源共享包括存储资源共享、硬件资源共享和程序资源共享。1 存储资源共享：共享计算机中的光盘与硬盘等存储介质，可提高存储效率，数据的提取与分析更方便。2 硬件资源共享：对打印机、扫描仪等外部设备的共享，可提高外部设备的使用效率。3 程序资源共享：共享网络中的各种程序资源

31、。第54页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理网络查找 在网络中查找计算机：因为网络中的计算机较多，单个查找自己所需访问的计算机十分麻烦。因此，Windows 7提供了快速查找计算机的方法。打开任意窗口，单击窗口左上方的“网络”选项，即可完成网络中计算机的搜索，在右侧双击所需访问的计算机即可。第55页大学计算机大学计算机计算思维与网络素养计算思维与网络素养（在线课程版）（在线课程版）3.5 网络管理思维提升与小结：网络发现是一种网络设置，开启的话可以查看（找到）网络上的其他计算机和设置，以及网络上的其他计算机是否可以查看您的计算机，但是默认是还没开启的，可以通过网络和共享中心的更改高级设置完成。win7优化了防火墙的界面和功能，使得我们可以方便的通过设置防火墙来禁止或者允许某个程序访问网络，这样做一是可以节约网速，二是防止某些莫名的软件访问网络（比如流氓软件）。在win7 系统中启用媒体流功能步骤是，开始运行中输入：control.exe/name Microsoft.NetworkAndSharingCenter（按回车键，打开网络和共享中心更改高级共享设置）。感谢您的关注Thank You for Your Attention