第2章 Windows XP操作系统

第2章WindowsXP操作系统计算机系统中，各种硬件和软件资源种类繁多，功能各异，为了能有效地管理这些资源，人们设计了一种系统软件来统一管理这些软硬件资源，并为用户提供友好的操作界面，这就是操作系统。本章介绍了操作系统的基本概念和功能，并详细介绍了中文WindowsXP操作系统的操作方法，让大家对操作系统的功能有一定的了解。2.1操作系统基本知识2.1.1操作系统概述计算机系统由硬件和软件两部分组成，未安装软件的计算机称为裸机，裸机是不能直接使用的。操作系统是在裸机上安装的第一层软件，它在计算机系统中有着非常重要的地位，所有的其他软件，如程序设计语言、数据库、以及各种应用程序等，都是建立在操作系统基础之上的。操作系统建立了用户与计算机之间的接口，让用户能够使用软硬件资源。操作系统是控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程，以及方便用户操作的程序集合。其作用主要有三个：①提供用户与计算机硬件系统之间的接口，使计算机更易于操作。②能有效地控制、管理和协调计算机系统中各种硬件和软件资源。③合理地组织计算机系统的工作流程，以改善系统性能。具体来说，操作系统包括五大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理。1.处理机管理处理机也叫处理器，是计算机中最重要的硬件资源，它是执行程序的唯一部件，当多个用户或多个程序都要申请使用处理机资源时，系统就要对处理机进行有效的管理和分配。处理机的分配和运行是以进程为基本单位的，因此，处理机的管理，可归结为进程的管理。(1)“进程”概念的提出早期的操作系统是单道程序设计的，在程序运行时独占全部系统资源，资源的利用率和计算机处理效率很低。随着计算机软硬件技术的发展，为了提高系统资源的利用率，出现了多道程序设计的操作系统，允许多道程序同时进入计算机内存“并发执行”。所谓并发执行，是指当一个正在运行的程序不使用某个设备时，另一个程序可以去使用该设备。为了实现这一目标，需要存在多个可以同时执行的子程序，当一个资源空闲时，另一个子程序可以去使用空闲资源。由于“程序”这个静止的概念并不能描述程序在并发执行过程中对资源的使用，于是人们提出了“进程”的概念。进程是一个具有独立功能并运行的过程，是系统进行资源调度和分配的实体。程序是进程的一个组成部分，正在执行的程序一定属于某一个或多个进程。进程是一个动态的概念，具有生命周期，可以并发执行，当进程所对应的程序执行完毕，进程也就不存在了。在进程的生命周期中有3种基本状态：等待状态、就绪状态、执行状态。①等待状态。等待进程执行所需资源的分配，一旦满足即进入就绪状态。②就绪状态。除CPU以外的资源均已分配，等待CPU的分配，一旦得到即进入执行状态。③执行状态。获得CPU及其他所需资源，进程正在执行中。若分配的CPU时间片用完则进入就绪状态，若执行过程中所需资源得不到满足则进入等待状态。(2)进程管理进程的管理就是管理资源在各个进程间如何有效、合理地分配，主要实现以下几个功能：①进程控制。当用户程序要运行时，系统为之建立一个或多个进程，并为它分配除CPU以外的所有资源，将它们放入就绪队列；当进程执行完成后，立即撤消该进程，并及时释放它所占用的资源。②进程同步。它是指系统对并发执行的进程进行协调，如何相互合作去完成共同的任务或如何互斥地访问资源以防止死锁的发生。所谓死锁是指一个进程等待已被分配给另外一个进程的某种资源，而该进程又等待已分配给本进程的某种资源，导致两个进程均不能分配得到执行所需的资源而永远不能执行完成。可以采取死锁防止、死锁避免、死锁恢复的措施来处理死锁问题。③进程通信。对于相互合作的进程，它们在运行时需要交换一定的信息。例如进程A和进程B同时运行，进程A把它的运行结果传送给B，而进程B在收到A的数据后才能运行。④进程调度。进程调度是指按一定算法，从进程就绪队列中选择一个进程，为其分配CPU，使其进入执行状态。当一个正在执行的进程运行完成，或别的原因无法继续执行时，系统应进行进程调度，重新分配CPU。2.存储器管理计算机系统中往往是多个程序同时运行，每个程序运行时都会需要一定的存储空间来存放数据或代码等，操作系统可以根据用户程序的要求为相应的程序分配一定的存储空间，保证各用户程序和数据彼此互不干扰。存储器管理主要包含以下两个方面的功能：①内存分配。多个程序并发执行时，每个程序都要有自己的存储空间，因此，为每个程序分配内存是存储器管理的基本功能。②内存保护。为保证各个程序都能在自己的内存空间运行而不冲突，要求每个程序在执行时能随时检查对内存的访问是否合法。必须防止因一个程序的错误而扰乱其他程序的运行，防止用户程序侵犯操作系统的内存区。3.设备管理设备管理的任务是对计算机的外部设备进行管理。用户程序经常要使用各种设备，如存取磁盘上的数据、在显示器上显示结果、打印等，当程序提出对设备的使用请求后，操作系统根据需要对外部设备进行启动、分配、回收、调度，控制外部设备与CPU及内存之间的数据交换，为用户提供一个友好的接口，使用户不需要了解设备的硬件特征，就可以方便地使用和控制外部设备。设备管理主要有下列功能：①缓冲管理。高速CPU与慢速外部设备之间的处理速度相差很大，在它们进行信息交换时，需要利用缓冲区域来缓和它们的速度不匹配矛盾，提高CPU和外设的利用率。②设备分配。系统根据用户程序所请求的设备类型和所采用的分配算法对设备进行分配，并将未获得所需设备的进程放入相应设备的等待队列。③设备处理。启动指定的外设，完成用户规定的操作，并对由设备发来的中断请求进行及时响应，根据中断类型进行相应处理。④虚拟设备功能。通常，把一次仅允许一个进程使用的设备称为独占设备。系统可通过某种技术手段使该设备成为能被多个用户共享的设备，以提高设备的利用率，这样，每个用户程序都会感觉到自己是在独占该设备，这就是虚拟设备功能。4.文件管理计算机中的信息是以文件的形式保存的，因此，操作系统必须有一套完整的文件管理方法，保证用户存储在外存中的文件信息不会出现冲突和错误，文件管理应具有以下几个功能：①文件存储空间的管理。系统中所有的文件都存放在外存，供多个用户共享存取，这就要求文件系统对文件存储空间进行统一管理，包括对文件存储空间的分配与回收。②目录管理。为使用户能方便地找到所需文件，系统为每个文件建立一个文件目录项，包括文件名、文件属性、文件所在的物理位置及有关其他信息。对于大型文件系统，由于目录项极多，文件系统应妥善对它们加以组织，加速文件目录的查找，获得令人满意的文件检索速度。③文件读、写管理。④文件保护。文件系统必须防止未经核准的用户存取文件，防止冒名顶替存取文件，防止被核准用户以不正确的方式使用文件。在一个文件系统中，可采取多种文件保护措施来达到上述目标，例如使用“口令”、“存取权限”，以及“文件加密”等。5.作业管理所谓作业就是指用户程序及其所需要的数据和命令的集合。作业管理的主要任务是根据系统条件和用户需要，对作业的运行进行合理的组织及相应的控制。作业管理主要有作业调度和作业控制两个功能。2.1.2操作系统分类迄今为止，操作系统诞生已有几十年历史，计算机软硬件系统得到了蓬勃发展，相应地出现了各种各样的操作系统。对操作系统可采用多种方法进行分类：①按照使用的界面可以分为字符界面操作系统和图形界面操作系统。②按照任务处理方式可以分为单任务操作系统、多任务操作系统、单用户操作系统和多用户操作系统。③按照系统服务功能可以分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统等。在操作系统的发展历史中，一些比较有影响力的操作系统有：DOS、Windows、Unix和Linux等。DOS实际上是DiskOperationSystem(磁盘操作系统)的简称。顾名思义，这是一个基于磁盘管理的操作系统。与现在使用的操作系统最大的区别在于，它是字符界面的、命令行形式的，靠输入命令来进行人机对话，并通过命令的形式把指令传给计算机，让计算机实现操作。它是一个单用户单任务的操作系统。Unix操作系统是一种强大的多任务、多用户的网络操作系统。早在20世纪60年代末，AT&TBell实验室的KenThompson、DennisRitchie及其他研究人员为了满足研究环境的需要，结合多路存取计算机系统(MultiplexedInformationandComputingSystem)研究项目的诸多特点，开发出了Unix操作系统。Unix主要应用于工作站、小型机、服务器和大型机等场合。Linux操作系统是一种类似于Unix的自由软件，它是由互联网上的一些爱好者联合开发的一种开放源代码软件。Linux其实是一个内核外加一些外壳(Shell)程序的操作系统，由于它的源代码是开放的，人们可以按自己的需要对其进行修改，所以Linux的版本较多，近年来也获得了较为广泛的应用支持。2.1.3Windows操作系统简介Windows操作系统是一种单用户、多任务、图形界面的操作系统。它功能强大，具有良好的兼容性和易操作性，可以说是目前微机领域中应用最为广泛的操作系统。Windows操作系统是美国的Microsoft(微软)公司开发的产品。微软于1983年研制开发出Windows1.0,1992年推出Windows3.2，早期版本的Windows并不是一个完全独立的操作系统，它是运行在DOS基础上的一个图形软件。微软于1995年8月推出Windows95。从这个版本开始，Windows操作系统才成为一个真正的完全独立的单用户、多任务、具有图形界面的操作系统。Windows95的出现是Windows操作系统发展史上一个质的飞跃。以后微软又陆续开发了Windows98、Windows2000等版本，在这些版本中，微软改变了系统内核程序、增强了系统运行稳定性和安全性、增加了对更多硬件功能的支持、把浏览器与操作系统结合起来、加强了网络功能尤其是Internet功能。2001年10月，微软发布了WindowsXP，它是Windows操作系统发展史上的一次全面飞跃。XP分为两个版本，一个是面向家庭用户的家庭版(Home)，一个是面向企业和高级用户的专业版(Professional)。两个版本的基本功能是一样的，具有一致的操作界面和操作方法，包含丰富的娱乐应用程序、稳定的内核和简单易用的互联网络功能。专业版还具有更好的安全性，可以对目录和文件进行加密以保护数据，支持远程登录和离线工作，可以使用户与远在世界各地的朋友保持通信联系等。2005年7月22日微软公布了名字为WindowsVista的新一代操作系统，它的中文全称是视窗操作系统远景版。WindowsVista包含了上百种新功能，其中比较突出的有：新版的图形用户界面和称为“WindowsAero”的全新界面风格、加强后的搜寻功能(Windowsindexingservice)、新的多媒体创作工具(例如WindowsDVDMaker)，以及重新设计的网络、音频、输出(打印)和显示子系统。Vista还使用点对点技术(peer­to­peer)提升了计算机系统在家庭网络中的通信能力，它使不同计算机或装置之间文件与多媒体内容的分享变得更为简单。针对开发者而言，Vista使用.NETFramework3.0版本，比起传统的WindowsAPI更能让开发者轻松地写出高品质的程序。2.2WindowsXP概述与基本操作2.2.1WindowsXP的运行环境与安装1.硬件要求运行WindowsXP的最低系统要求是：①时钟频率为300MHz或更高的处理器。至少需要233MHz(单个或双处理器系统)；推荐使用IntelPentium/Celeron系列、AMDK6/Athlon/Duron系列或兼容的处理器。②推荐使用128MB内存(RAM)或更高。③1.5GB以上可用硬盘空间。④SuperVGA(800x600)或更高分辨率的视频适配器和监视器。⑤CD­ROM或DVD驱动器，键盘和Microsoft鼠标或兼容的指针设备。现在市面上的计算机绝大多数