计算机与信息技术应用基础 计算机中心

第2章 操作系统

导学 一、学习目标 1.了解操作系统的概念； 2.熟悉操作系统的结构； 3.掌握操作系统的分类。 二、重点、难点 1.操作系统的结构（5大组成） 2.操作系统的分类（7大分类）

2.1 操作系统概述 2.1.1 操作系统 操作系统（Operating System，简称OS）是管理和控制计算机 硬件与软件资源的系统软件。OS是直接运行在“裸机”上的最核心 的系统软件，像司令部一样通过发布命令指挥计算机所有部件(包括 硬件和软件)，为用户提供各种服务。 用户 应用程序 操作系统 计算机硬件 操作系统与其他计算机资源的关系

2.1 操作系统概述 2.1.1 操作系统 操作按钮 机器语言 宏汇编语言 批处理系统 …… 2.1 操作系统概述 2.1.1 操作系统 操作按钮 机器语言 控制计算机 宏汇编语言 操作按钮控制计算机 批处理系统 为了解决计算机软硬件资源的调度、管理、共享等问题，20世纪70年代中期开始出现了计算机操作系统。如1976年，美国DIGITAL RESEARCH软件公司研制出了8位的CP/M操作系统，如右图所示。 …… 8位的CP/M操作系统界面

2.1 操作系统概述 2.1.1 操作系统 目前，计算机操作系统的发展经历了三个阶段: 2.1 操作系统概述 2.1.1 操作系统 目前，计算机操作系统的发展经历了三个阶段: 第一个阶段为单用户、单任务的操作系统，是指一台计算 机同时只能有一个用户使用。如MS-DOS操作系统。 第二个阶段为多用户、多作业的操作系统，是指同一时间 允许多个用户同时使用计算机。如UNIX、OS/2、Windows、 Linux等。 第三个阶段为智能移动式操作系统，是指一种运算能力及 功能比传统功能手机更强的操作系统。如 iOS、Android等。 MS-DOS操作系统界面 Linux操作系统界面 苹果 IOS 9.2界面 苹果 IOS 9.2界面

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 基本概念：进程和程序。 2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 基本概念：进程和程序。 进程：进程是正在运行的程序实体，并且包括这个运行的程序中占据 的所有系统资源，比如说CPU（寄存器），IO,内存，网络资源等。很多人 在回答进程的概念的时候，往往只会说它是一个运行的实体，而会忽略掉 进程所占据的资源。比如说，同样一个程序，同一时刻被两次运行了，那 么他们就是两个独立的进程。进程是系统进行资源分配和调度的基本单位， 是操作系统结构的基础。 注：程序是一组计算机能识别和执行的指令。

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 1.进程管理 进程管理的主要任务：为了提高CPU的利用率而采用多道程序技术。通过进程管理来协调多道程序之间的关系，使CPU得到充分的利用。 运行 就绪 等待 缺少资源，等待事件 得到资源，等待CPU调度 时间片到，剥夺CPU 调度 得到CPU 进程的状态 进程的三种状态：运行、就绪和等待。 就绪：进程已得到运行所需资源，只等CPU的调度即可运行； 运行：进程已得到运行所需资源，并且得到了CPU的调度； 等待：是不具备运行条件，等待时机的状态。 进程的状态和调度 进程的调度 进程调度的两种方式：可剥夺和不可剥夺。 可剥夺式：当有更高优先级的进程到来时，强行将正在运行进程的CPU分配给更高优先级的进程； 不可剥夺式：即便有更高优先级的进程到来，也需要等待正在运行进程自动释放占用的CPU。

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 2.存储器管理 CPU直接访问的存储器只有寄存器，不能直接访问内存、硬盘及外设。存储器管理的主要任务：方便用户使用和提高存储器利用率。

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 3. 设备管理 设备管理对设备进行分配，使设备与主机能够同时工作，为用户提供良好的使用界面。设备管理的主要任务：当用户使用外部设备时，必须提出要求，待操作系统进行统一分配后方可使用。操作系统还具有处理外设中断请求的能力。 中断：指某个事件发生时，CPU中止现行程序的运行，转而执行这个事件，处理完毕后返回断点，继续执行。

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 4.文件管理 文件管理就是如何管理您的日常文件。文件管理的实质在于方便保存和迅速提取，把所有文件通过文件夹分类并组织起来，按指定位置存放。文件管理的主要任务是提供文件的存储、检索、更新、共享和保护，并提供文件操作方法。 WORD文件图标 WORD文件内容 WIN 7环境下文件管理举例

2.1 操作系统概述 2.1.2 操作系统结构 5. 接口管理 接口是计算机系统中两个独立的部件进行信息交换的共享边界。这种交换可以发生在计算机软、硬件，外部设备或进行操作的人之间，也可以是它们的结合。

2.1 操作系统概述 2.1.3 操作系统分类 1.批处理系统 批处理是指计算机系统对一批作业自动进行处理的技术。 由于 系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行。 并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的 利用率和作业吞吐量 。 作业是用户在一次算题过程中或一个事务处理中要求计算机系 统所做的工作的集合。

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 2.分时系统 分时系统（Time-Sharing System）是使一台计算机采用时间片 轮转的方式同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系 统。由于时间间隔很短，每个用户的感觉就像他独占计算机一样。 其特点是：允许多个用户同时运行多个程序；每个程序都是独立 操作、独立运行、互不干涉，可有效增加资源的使用率。 分时系统示意图，通过各个终端访问主机

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 3.实时操作系统 实时操作系统（Real Time Operating System）是指在一定时间限制内完 成特定功能的操作系统。所谓“实时”,即“及时”,是指系统能及时响应外部 事件 的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致 地运行。例如新闻直播、机票订购系统、情报检索系统等。 其特点是：及时响应和高可靠性。

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 4.嵌入式操作系统 嵌入式操作系统（Embedded Operating Sys tem）是将操作系统嵌入到器件内部，为特定应 用而设计的专用操作系统。 嵌入式操作系统特点：(1) 系统内核小(2) 专用性 强(3) 系统精简(4) 高实时性(5)多任务的操作系统(6) 专门的开发工具和环境。 嵌入式操作系统在制造工业、过程控制、通信、 仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消 费类产品等方面均是嵌入式操作系统的应用领域。例如， 应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等都属于嵌 入式操作系统。 Windows Embedded嵌入式操作系统

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 5.个人计算机操作系统 2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 5.个人计算机操作系统 个人计算机操作系统（Personal Computer Operating System） 是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的 系统软件。 Windows是典型的个人计算机操作系统。 Windows XP Win 7 Win 8 Win 10

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 6.网络操作系统 网络操作系统（NOS）是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务 的特殊的操作系统。它在计算机操作系统下工作，使计算机操作系统增加了 网络操作所需要的能力。例如像前面已谈到的当在LAN上使用字处理程序时， 用户的PC机操作系统的行为像在没有构成LAN时一样，这正是LAN操作系 统软件管理了用户对字处理程序的访问。网络操作系统运行在称为服务器的 计算机上，并由联网的计算机用户共享，这类用户称为客户。Novell NetWar e 、 Windows NT 、 Windows Server系列等都是典型的网络操作系统。 NOVELL Windows NT Windows Server 2012

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 7.分布式操作系统 分布式操作系统(Distributed Software Systems)， 是传统操作系统思想的变革，分布式操作系统是安装 在整个分布系统里面的，其中任何一台也可以安装有 自己的本地操作系统。从计算机最初出现无操作系统 到后来出现的CP/M系统、DOS系统、集中式操作系 统一直到今天出现的分布式操作系统，操作系统已经 经历了30多年的发展，分布式操作系统是为了更好的 运用于当今的各行各业中，使得计算机更加普及、应 用更为方便、通信更为便利。

2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 相同点 不同点 （1）它们都是在各结点操作系统的基础上建立的高一级操作系统。 2.1 操作系统概述 2.1.4 操作系统分类 分布式操作系统与网络操作系统的比较 相同点 （1）它们都是在各结点操作系统的基础上建立的高一级操作系统。 （2）它们的硬件环境都是计算机网络。 不同点 （1）在网络操作系统中，用户明确知道系统是由多台计算机构成的这一事实，需要通过网络服务器的名称来请求服务、获得资源。 （2）在分布式系统中，用户把整个操作系统看作一个单一的计算机系统，完全看不到系统是由多台计算机构成的事实，它们只需通过服务的名称就可以请求服务、获得资源，例如百度云管家系统。

2.2典型操作系统界面 1.Windows 2.UNIX 6.Android 3.Linux 5.iOS 4.Mac OS X

本章小结 操作系统是用户和计算机之间进行信息交流的 媒介，用户通过操作系统管理计算机的硬件资源、 软件资源。掌握操作系统的使用方法是学习其它软 件的基础和前提。微软的Windows操作系统是基于 图形的操作系统，它是当今世界上使用最广泛的个 人计算机操作系统。以iOS、Android为代表的移 动终端操作系统如今也是方兴未艾，必然具有巨大 的应用前景。

实验要求 典型操作系统 熟练掌握WINDOWS 7系统的基本操作： Windows的启动和退出 2. Windows桌面及桌面操作 桌面图标 桌面小工具的添加 桌面快捷方式的创立 “开始”菜单 任务栏 3.窗口和对话框及其操作 窗口及其基本操作 对话框及其基本操作 菜单及其基本操作 工具栏及其基本操作

实验要求 典型操作系统 熟练掌握WINDOWS 7系统的基本操作： 4. Windows中文输入法及其操作 输入法的添加、删除和切换 非键盘输入法 5.资源管理器及其操作 “资源管理器”的启动 使用资源管理器查看文件 6.文件夹和文件 新建、选定、打开、复制、移动、重命名、删除、显示和修改属性、 压缩和解压缩、加密 7.回收站的使用 8.磁盘操作 磁盘属性 格式化磁盘 磁盘维护 9.控制面板的使用