操作系统的基本功能

操作系统基础1二、操作系统基本功能操作系统的基本功能冯•诺依曼计算机的组成存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器•处理机管理•存储管理•文件系统•设备管理CPU•程序管理•存储管理•文件系统•磁盘管理1.程序管理(1)单道程序系统:任何时刻内存中只有一道程序。一个程序运行完全结束后才能运行下一个程序任务：有效地、合理地分配CPU的时间CPU：程序A程序B程序C内存程序A程序B程序C执行执行执行时间t程序A程序C程序A程序B程序C程序CCPU：(2)多道程序系统：多道程序同时在执行特点：•多道：计算机内存中同时存放了几道相互独立的程序•宏观上并行：同时在执行•微观上串行：各程序轮流地占有CPU，交替执行□内存程序A程序B程序C执行执行时间t等待等待等待执行等待执行等待等待执行执行等待◆程序程序是文件的形式存放在外储存器。运行一个程序，首先将程序文件从外存储器调入内存才能运行。◆进程一个正在执行的程序进程是一个程序与其数据一道在计算机上顺序执行时所发生的活动。(3)程序、进程和线程程序A进程A程序A被执行调入内存后称进程磁盘内存□进程的状态和调度①就绪状态除了CPU，所有的资源都拥有了②执行状态在CPU上运行③挂起状态因等待某个事件而暂停执行时的状态程序和进程的区别①程序是一个静态的概念，进程是一个动态的概念。②程序可以脱离机器长期保存，进程是执行着的程序③一个程序可多次执行并产生多个不同的进程。分配到了所需资源除了CPU以外，所需要的所有资源都分配了缺少资源等待某个资源，如打印机执行状态就绪状态挂起状态时间片到进程被选中等待某个事件发生了某个事件◆线程(threads)目前许多操作系统把进程再“细分”成线程目的：充分共享资源，减少内存开销提高并发性，切换速度相对较快UNIX：进程仍然是CPU的分配单位Windows：线程是CPU的分配单位□2.存储管理计算机内存是CPU可以直接存取的存储器存储管理主要功能有下面4个方面:①虚拟内存②存储器分配③地址的转换④信息的保护什么是虚拟内存？用硬盘空间模拟内存为什么要模拟：内存不够内存为什么不够：运行的程序必须放在内存中真正内存虚拟内存内存空间Windows7：控制面板｜系统和安全｜系统｜高级系统设置｜高级｜设置｜高级｜更改页面文件是pagefile.sys□3.文件系统10又称信息管理系统负责管理和存取文件信息的部分为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法有了文件系统：实现了按名访问不必考虑各种外存储器的差异，不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放的1．目录结构树状结构树根：根目录树枝：文件夹树叶：文件(2)文件路径绝对路径：从根目录开始相对路径：从当前目录开始绝对路径：Notepad.exeC:\Windows\System32\Notepad.exeTest.docC:\User1\Test.doc相对路径：假定当前目录为System32Data.mdb..\..\User1\Data.mdb注：..表示上一级目录\（根目录）WindowsUser1System32Notepad.exeTest.docData.mdbMspaint.exeExplorer.exe(3)文件系统①FAT32可支持达8TB的卷不能支持512MB以下的卷因此用在硬盘分区上。②exFAT扩展FATFAT32不支持4G及其更大的文件对于闪存，NTFS文件系统③NTFS高性能、安全性、可靠性例如文件和文件夹权限、加密、磁盘配额等高级功能当系统故障或误删除恢复好。4.磁盘管理(1)磁盘分区与创建逻辑驱动器分区目的：①硬盘容量很大，为便于管理②安装不同的系统，如Windows、Linux等不可以细分可以细分磁盘分区创建逻辑驱动器格式化WindowsXP分区注：在Windows7中可以创建3个主分区只有创建了3个主分区才能建后面的逻辑驱动器Windows7的分区控制面板｜管理工具｜创建并格式硬盘分区(2)磁盘格式化格式化的目的①把磁道划分成一个个扇区，每个扇区512个字节。②安装文件系统，建立根目录。注意：格式化磁盘会丢失磁盘上所有信息两类磁盘不能格式化①磁盘不能处于写保护状态。②磁盘上不能有打开的文件容量文件系统FATFAT32NTFS文件占用磁盘空间的基本单位卷的名称(3)磁盘碎片整理磁盘碎片：文件碎片，是指一个文件没有保存在一个连续的磁盘空间上，而是被分散存放在许多地方时间长了会有磁盘碎片磁盘碎片太多会影响数据的读写速度附件｜系统工具｜磁盘碎片整理(4)磁盘清理删除垃圾文件，释放硬盘空间附件｜系统工具｜磁盘清理