操作系统授课讲义-C
《操作系统》教案》课件
《操作系统》教案课件一、教案简介本教案旨在帮助学生了解和掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术。
通过本课程的学习，学生将能够理解操作系统的角色和功能，掌握进程管理、内存管理、文件系统、输入/输出系统等基本内容，并能够运用所学知识分析和解决实际问题。
二、教学目标1. 了解操作系统的定义、功能和角色。
2. 掌握进程的定义、创建、调度和管理。
3. 理解内存管理的原理和方法。
4. 熟悉文件系统的结构和工作原理。
5. 掌握输入/输出系统的组成和控制方式。
三、教学内容1. 操作系统概述操作系统的定义操作系统的功能操作系统的角色2. 进程管理进程的定义进程的创建进程的调度进程的管理3. 内存管理内存的分类内存分配与回收内存保护虚拟内存4. 文件系统文件和目录文件系统的结构文件存储和访问文件系统性能优化5. 输入/输出系统输入/输出设备设备驱动程序输入/输出控制缓冲区管理四、教学方法1. 讲授法：通过讲解、阐述操作系统的原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际操作系统的应用案例，加深学生对知识的理解。
3. 实验法：安排实验课程，让学生动手实践，提高操作能力。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与程度。
2. 作业完成情况：评估学生作业的完成质量，检查学生对知识的掌握程度。
3. 实验报告：评估学生在实验课程中的表现，检查学生的实际操作能力。
4. 期末考试：全面测试学生对操作系统知识的掌握程度。
六、教学资源1. 教材：《操作系统原理与应用》2. 课件：PowerPoint 演示文稿3. 实验设备：计算机、网络设备等4. 网络资源：相关学术论文、操作系统的开源项目等七、教学安排1. 课时：32课时（包括理论课和实验课）2. 授课方式：每周4课时，共8周完成教学内容3. 实验课：安排4课时，每课时2小时八、教学步骤1. 引入操作系统的基本概念，讲解操作系统的功能和角色。
2. 详细介绍进程的定义、创建、调度和管理，通过案例分析加深理解。
操作系统辅导讲义
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------操作系统辅导讲义1 第一章操作系统引论一、基本概念操作系统是裸机上的第一层软件，它是对硬件系统功能的首次扩充，是填补人与机器之间的鸿沟。
设置操作系统的目的：1 方便性2 有效性3 可扩展性4 开放性5 便于远程用户上机用户可以通过两种方式来使用计算机 1. 命令方式2. 系统调用方式操作系统的层次结构操作系统的发展 1、人工操作方式一台计算机的所有资源由用户独占，降低了计算机资源利用率，人操作慢，出现了严重的人机矛盾。
2、脱机输入输出方式在外围计算机的控制下，实现输入输出。
主要解决了 CPU 与设备之间不匹配的矛盾 3、单道批处理系统 1、在内存中仅存一道作业运行，运行结束或出错，才自动调另一道作业运行。
2、单道批处理系统主要特征：自动性、顺序性、单道性。
3、单道批处理系统主要优点：减少人工操作，解决了作业的自动接续。
1 / 34、单道批处理系统主要缺点：平均周转时间长，没有交互能力。
4、多道批处理系统 1、在内存中存放多道作业运行，运行结束或出错，自动调度内存中的另一道作业运行。
2、多道批处理系统主要特征：多道性、无序性、调度性。
3、多道批处理的主要优点：提高了资源利用率和吞吐能力。
4、多道批处理的主要缺点：平均周转时间长，没有交互能力。
5、分时系统① 用户需要：人机交互共享主机便于用户上机② 交互性应包括：及时性及时处理用户接口：命令接口、程序接口、图型接口对对象操作和管理的软件集合操作系统对象：处理机、存储器、设备、文件和作业 2 ③ 分时系统实现的方法简单分时系统具有前台和后台的分时系统多道分时系统④ 分时系统的特征：多路性：多个用户分时使用一台计算机。
《操作系统》教案》课件
《操作系统》教案（第一至第五章）一、教案概述本教案主要针对《操作系统》课程的五个章节进行详细的教学设计，包括教学目标、教学内容、教学方法、教学步骤和教学评价等方面。
通过本教案的学习，学生将掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术。
二、教学目标1. 了解操作系统的概念、发展和分类。
2. 掌握操作系统的主要功能和架构。
3. 理解进程管理、内存管理、文件管理和设备管理的基本原理。
4. 学习操作系统的设计方法和实现技术。
三、教学内容第一章：操作系统概述1. 操作系统的概念和发展历程2. 操作系统的目标和功能3. 操作系统的分类和特点第二章：操作系统架构1. 操作系统的主要组件2. 操作系统的层次结构3. 操作系统的接口和API第三章：进程管理1. 进程的概念和特性2. 进程的状态和转换3. 进程调度算法4. 进程同步与互斥5. 死锁与饥饿问题第四章：内存管理1. 内存分配与回收策略2. 内存分页和分段3. 虚拟内存技术4. 页面置换算法5. 内存保护机制第五章：文件管理1. 文件和目录的概念2. 文件系统的组织结构3. 文件存储分配策略4. 文件访问控制5. 磁盘空间管理和文件备份策略四、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际操作系统案例，加深对原理的理解。
3. 实验法：通过上机实验，巩固理论知识。
4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队合作能力。
五、教学步骤1. 引导：介绍本章主题，激发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解本章的核心概念和原理。
3. 案例分析：分析实际案例，加深学生对原理的理解。
4. 练习与讨论：布置练习题，组织小组讨论。
5. 总结：对本章内容进行归纳和总结。
六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况。
2. 练习题：评估学生对知识的掌握程度。
3. 实验报告：评价学生的实践操作能力。
4. 小组讨论报告：评估学生的团队合作和沟通能力。
七、教学资源1. 教材：选用权威、实用的操作系统教材。
操作系统C 资料
第一章1、计算机系统组成硬件:处理机、存储器、输入输出设备 软件:系统,应用软件2、操作系统定义 :是控制和管理计算机的软硬件资源，以合理有效的方法组织用户共享资源的一种系统软件。
作用 :虚拟机：将裸机（没有配置操作系统和其他软件的计算机）改造成使用户和程序员在不必涉及和了解硬件工作细节的情况下能方便的使用计算机。
资源管理：采用合理有效的方法对计算机的各种资源进行管理（跟踪、分配、回收和保护），最大限度地提高资源的利用率。
3、操作系统的发展历史:单道批处理时代 ,多道批处理、分时和实时系统时代,多方式系统时代 ,并行与分布式系统时代4、缓冲技术:cPU与外设的并行工作。
5、通道与中断:中断：指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断事件，完毕后回到原来断点继续工作。
通道(又称为I/O 处理机)：实际上是一台功能单一、结构简单的I/O处理机。
可实现外设与主存直接交换数据，外设与主机并行操作,可实现I/O联机处理6、SPOOLing SPOOLing-Simutaneous Peripheral Operation On Line并发的外部设备联机操作借助通道和磁盘（比磁带快）实现。
通道直接受主机控制，主机与通道之间通过中断机制相互通信。
7、多道批处理系统硬件：晶体管时代输入输出：卡片、纸带、磁盘特点：采用SPOOLing技术和多道程序设计技术，在内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序的控制下交替运行，共享CPU和外设等资源。
多道程序设计系统的出现标志着操作系统的形成。
并发性、共享性8、分时：终端：集I/O能力为一体的人机接口设备交互式系统：用户在终端上通过命令与系统交互交互式系统与多道程序设计系统相结合操作系统负责协调多个用户分时共享CPU（时间片）并发性共享性交互性独立性9、实时（Real Time）：系统对来自对外部的信息能在规定的时间内做出处理。
时钟分辨率高：计时精度是影响实时性的一个重要因素。
计算机操作系统教程讲义
计算机操作系统教程讲义一、计算机操作系统的概述计算机操作系统，就像是一个大管家，它管理着计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供服务，让计算机能够高效、稳定地运行。
想象一下，如果没有操作系统，我们每次使用计算机都得自己去控制硬件，了解每个设备的工作原理，那可真是太麻烦了！有了操作系统，我们只需要通过简单的操作，比如点击图标、输入命令，就能让计算机完成各种复杂的任务。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口等。
这些功能相互协作，使得计算机系统能够有条不紊地工作。
二、进程管理进程是操作系统中一个非常重要的概念。
简单来说，进程就是正在运行的程序的实例。
比如我们打开一个浏览器，这时候就创建了一个浏览器进程。
操作系统要负责进程的创建、调度和终止。
进程调度就像是给不同的进程安排工作时间，要保证每个进程都能得到合理的资源分配，不会出现有的进程一直忙，有的进程一直闲着的情况。
为了实现进程管理，操作系统使用了各种算法，比如先来先服务算法、短作业优先算法、时间片轮转算法等等。
这些算法各有优缺点，操作系统会根据不同的情况选择合适的算法。
三、内存管理内存是计算机存储数据和程序的地方。
内存管理的任务就是合理地分配和回收内存空间，确保每个程序都能得到足够的内存来运行。
操作系统采用了不同的内存管理方式，比如分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
分页存储管理把内存分成固定大小的页，分段存储管理则是根据程序的逻辑结构把内存分成不同的段。
另外，为了提高内存的利用率，操作系统还使用了虚拟内存技术。
虚拟内存使得程序可以使用比实际物理内存更大的内存空间，通过将暂时不用的数据存储到硬盘上，当需要时再调回内存。
四、文件管理文件是计算机中存储信息的基本单位。
文件管理系统负责文件的创建、删除、读取和写入等操作。
文件系统会对文件进行组织和存储，常见的文件系统格式有FAT32、NTFS 等。
文件的目录结构就像是一个图书馆的书架分类，方便我们快速找到需要的文件。
操作系统复习—操作系统讲义资料文档
操作系统复习—操作系统讲义资料文档操作系统是计算机系统中最核心的组成部分，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户和应用程序提供了一个稳定、高效、安全的运行环境。
对于学习计算机相关专业的同学来说，操作系统是一门非常重要的课程。
为了帮助大家更好地复习操作系统，本文将对操作系统的相关知识进行梳理和总结。
一、操作系统的定义和功能操作系统是一种系统软件，它管理计算机系统的硬件、软件和数据资源，控制程序的执行，为用户提供方便的操作界面和服务。
操作系统的主要功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理。
处理器管理的主要任务是合理地分配处理器时间，提高处理器的利用率。
通过进程和线程的调度算法，操作系统决定哪个进程或线程在什么时候获得处理器的执行权。
存储器管理负责对内存资源进行分配、回收和保护。
虚拟内存技术使得计算机能够运行比实际物理内存更大的程序。
设备管理则是对计算机的输入输出设备进行管理，包括设备的分配、驱动程序的加载和设备的控制。
文件管理用于对计算机中的文件进行组织、存储、检索和保护，提供方便的文件操作接口。
作业管理负责对用户提交的作业进行调度和控制，确保作业能够高效地执行。
二、操作系统的分类根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型。
常见的分类方式包括按照用户数量分为单用户操作系统和多用户操作系统；按照任务处理方式分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统；按照系统架构分为个人计算机操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统等。
单用户操作系统如Windows 系列中的Windows 7、Windows 10 等，主要为单个用户提供服务。
多用户操作系统则可以同时支持多个用户登录和使用系统，如 Unix、Linux 等。
批处理操作系统适用于需要大量重复处理的作业，它将多个作业按照一定的顺序进行处理，提高了系统的效率。
分时操作系统允许多个用户同时使用计算机，每个用户通过终端与系统进行交互，系统按照时间片轮流为每个用户服务。
操作系统讲义
第一章操作系统概述1.1 操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标目标：1. 方便性。
不需要人人都是程序员2. 有效性。
工作协调高效3. 可扩充性。
各自独立发展4. 开放性。
移植和互操作1.1.2 操作系统的作用1. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。
（从用户角度来看，来操纵计算机。
）(1) 命令输入。
形式又分为以下几种：命令行（Command Line Input ）：由OS提供的一组联机命令（语言），用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算机系统。
图形用户界面（GUI ）：用户通过显示设备上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
自然输入方式（NUI ）：用户通过语音识别输入来操纵计算机系统和运行自己的程序。
(2) 系统调用方式（System Call ）。
OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的使用编程调用API1.1.3推动操作系统发展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率2. 方便用户3. 器件的不断更新换代4. 计算机体系结构的不断发展用户的需求是推动OS发展的根本动力2. OS 作为计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中通常都含有各种各样的硬件和软件资源。
需要空间和时间来使用这些资源，OS合理调配和使用。
（这是从管理者的角度来看）3. OS用作扩展机、虚拟机隐藏了计算机具体细节，为用户展现的是一台虚拟机，功能上扩展了几个功能部件的组合。
（这是从发展的角度来看）Government1.2 操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1. 人工操作方式从第一台计算机ENIAC 诞生(1945 年2月)到50年代中期的计算机，属于第一代。
这种人工操作方式有以下两方面的缺点：(1) 用户独占全机。
(2) CPU 等待人工操作。
2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O) 方式这种脱机I/O方式的主要优点如下：(1)减少了CPU的空闲时间。
《操作系统基础知识》课件
分层结构
应用层、传输层、网络层、数 据链路层和物理层。
安全性
提供用户认证、数据加密、流 量控制、入侵防范等安全机制。
安全性和保护机制
安全性和保护机制是操作系统设计的重要考虑因素，用于保护计算机系统的安全和用户的隐私。
1 物理安全
密码锁、指纹识别、门禁防护等。
2 用户认证
口令、单点登录、双因子认证等。
3 数据加密
对称密钥、公钥密码、数字签名等。
适用于多用户的计算机系统， 将处理器和其他资源按照时间 分配给多个用户。
实时系统
适用于对反应时间和可靠性要 求非常高的领域，如军事、航 空和工控等。
分布式系统
适用于多台计算机协同工作的 系统，具有高性能、高可靠性 和可扩展性。
系统资源管理
操作系统需要管理ห้องสมุดไป่ตู้算机系统中各种资源，提供公平的分配和协调不同资源之间的竞争关系。
多级反馈队列调度算法
将进程按照不同的优先级划分 到不同的队列中，并根据历史 运行情况动态调整进程的优先 级和时间片大小。
线程同步与互斥
同步和互斥是多线程编程中重要的概念，用于协调和保护共享资源。
1 同步
线程间的协作，保证同时进行的线程的顺序和互斥。
2 互斥
线程间的保护机制，避免多个线程同时修改共享资源。
实时操作系统
20世纪60年代中期，实时操作系统得 到了广泛应用，主要用于军事、航空 和工控领域。
操作系统的分类和特点
操作系统可以分为批处理系统、分时系统、实时系统、分布式系统和网络操作系统等，各种操作系统有着 不同的特点和适用范围。
批处理系统
适用于大型计算机，在处理大 量批处理任务时效率高。
分时系统
《操作系统基础》课程详细讲义(完整版)
第一章 引 论 前言 近代典型的操作系统： DOS WIN 32 WINDOWS95 WINDOWS2000 特点是：个人 PC，单用户系统（单任务/多用户） (WINDOWS NT UNIX LINUS ) 特点是：多用户/多任务系统 现代的 UNIX 系统： SOLARIX SVR4 SCO winserver2003-2008„„„„ 现代操作系统的主要特征： 1 多线程机制 2 微内核结构（ 内核线程 用户线程 3 C/S 模式 4 SMP 结构，对称多处理机制 5 分布式系统结构 6 网络系统结构
操作系统的层次结构：
应用程序 系统的服务程序 操作系统 计算机硬件 （用户接口）—>安全，程序，图形 （操纵，管理硬件设备）—>CPU 管理，存储管理，设备管理 作业管理，文件管理 （操作系统对象）—>处理器，存储器，外设，文件
1． 2 操作系统的形成和发展 计算机操作系统的作用： 1．系统资源管理：处理器的管理，存储器管理，设备管理，文件及作业管理。 2．合理调度资源，使用户方便，安全共享使用系统资源。 3．提供输入，输出接口，简化用户的输入，输出工作。 4．规定用户接口，发现并处理各种错误。
（运算器）
（输出）
（存储器）
（输出）
（控制器）
图-1 计算机的组成 计算机的资源（硬件与软件）包括： 1 处理器 2 内存 3 中断 4 通道 5 信号 6 消息 1 2 3 4 是非消耗性资源，而 5 6 是消耗性的资源 计算机的结构： 系统软件： 计算机管理，维护 ，控制和运行以及对程序提供编译，装载，网络通信等服务工作 应用软件： 为某一类的应用需要而设计的程序，用户为解决特定问题而编制的程序或系统
c操作系统课课程设计
c 操作系统课课程设计一、教学目标本章节的教学目标旨在帮助学生掌握操作系统的基本原理和概念，培养学生对操作系统的兴趣和认识，提高学生在实际应用中分析和解决问题的能力。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：学生能够了解操作系统的起源、发展历程以及基本概念，掌握操作系统的主要组成部分，如进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出系统等。
2.技能目标：学生能够运用操作系统的基本原理和概念，分析和解决实际问题，如进程调度、内存分配、文件存取等。
3.情感态度价值观目标：学生通过学习操作系统，培养对计算机科学的热爱和敬业精神，提高团队协作能力和创新意识。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.操作系统的起源和发展历程：介绍操作系统的历史背景，了解操作系统的发展趋势。
2.操作系统的基本概念：讲解操作系统的定义、功能、特点和分类。
3.进程管理：阐述进程的概念、进程控制块、进程调度算法、进程同步与互斥等。
4.内存管理：介绍内存分配策略、内存回收方法、虚拟内存技术等。
5.文件系统：讲解文件和目录的概念、文件存储结构、文件访问控制等。
6.输入/输出系统：介绍输入/输出设备的管理、中断处理、缓冲区管理等内容。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：教师讲解操作系统的相关概念和原理，引导学生掌握基本知识。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解操作系统的应用场景和实际问题。
3.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，加深对操作系统原理的理解。
4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持本章节的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《操作系统原理与应用》等。
2.参考书：《现代操作系统》、《操作系统精髓与设计原理》等。
3.多媒体资料：操作系统的相关视频教程、课件等。
4.实验设备：计算机、网络设备等，用于开展实验课程。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化评价方式，全面客观地评估学生的学习成果。
《计算机基础C》课件-第二章 操作系统应用基础
2.2.6 剪贴板
• 剪贴板是一个在Windows程序和文件之间传递 信息的临时存储区，它是内存的一部分。在剪 贴板中可以存储正文、图像、声音等信息。
• 在用户进行“剪切”、“复制”、“粘贴”操 作时就会用到剪贴板。
2.3 程序管理
• 程序的启动
• 在Windows中，启动应用程序有多种方法，下面介绍 几种常用的方法。
工具栏
• 在应用程序的设计中，总是把最常用的命令和功能入口 安排在工具栏上，而且使用图形的方式提供，只要单击 工具栏上的图标就可以执行相应的命令，使得用户的操 作更加直观、快捷。
2.2.5 Windows操作对象的选定
• Windows的操作风格是先选定操作的对象，然后 选择执行操作的命令。
• (1) 选定单个对象 • (2) 选定多个连续的对象。 • (3) 选定多个不连续的文件或文件夹 • (4) 选定全部对象
窗口的基本操作
移动 改变大小 最大化 最小化 还原 关闭 切换
菜单操作
• 菜单基本包含了用户可以操作的全部命令。 • 水平菜单、垂直菜单、弹出菜单
菜单中的命令项
• 使用菜单时往往有一些符号或现象， 如“√”、“●”、“▼”等都有特 殊含义。
对话框
• 对话框是Windows 和用户通信的窗口。用户可以在对话 框中进行输入信息、阅读提示、设置选项等操作。
操作系统的功能
• 操作系统负责管理计算机的全部资源，根据要管理的 计算机系统资源的不同，操作系统的主要功能分为：
任务 存储 文件 设备 作业
•管主理要 •管存理储 •管计理算 •管是理指 •管作理业 包括 管理 机中 对除 管理
进程 就是 管理、 对内 分时 存进 管理 行管
的信 息是 以文 本形
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NT 使用对称多处理模型的优点是：
（1）操作系统可在任一空闲的处理机上运行，也可
以同时在多个处理机上运行。并且当一个高优先级
线程需要时，可以抢占操作系统的所有代码（除内 核部分外），即强迫把操作系统给一个处理机。 （2）一个进程的多个线程可以同时在多个处理机上 运行。
（3）服务器进程可使用多个线程同时在不同的处理
（2）系统核心态部分（NT 执行体） NT 执行体的结构是层次式与微内核的结合。它基 本上是一个完整的操作系统，由一组部件组成，这 些部件形成层次结构。 系统服务是 NT 执行体为用户态进程提供的接口。 第一层由几个部件组成，它们通过内部界面可以 互相调用（半序结构）。 第二层是 NT 的微内核。它负责处理系统的所有操 作，几乎所有的系统功能都要经过内核。它可以看 作是 NT 执行体的总负责人。 第三层是硬件抽象层，它将 NT 执行体的其余部分 与运行机器的硬件特性隔离开来。
I/O 管理器内部又分成若干层，它由文件系统、 缓冲存储管理程序、设备驱动程序和网络驱动程序 等层次组成。
I/O 管理程序
FAT 驱动程序
NTFS 驱动程序
HPFS 驱动程序
软盘
硬盘
驱动程序
驱动程序
16位Windows 应用程序 登录进程 OS/2 应用程序 32位 Windows 应 用程序 POSIX 应用程序 DOS 应用程序 Win32上 Windows 应用程序
第12章 Windows NT 操作系统 12.1 Windows NT 操作系统概述
由微软于 1993 年推出的 32 位操作系统 用 C 和 C++ 语言编写（部分用汇编语言） 支持多用户、多任务 采用图形用户界面（GUI） 内装网络功能 虚拟资源管理 支持多操作系统、多重文件系统 对称多处理能力 ......
（9）抢占式多任务。进程调度可分为：
抢占式：正在执行的进程要让位于更重要的进 程（包括时间片到和高优先级）。
非抢占式：进程一旦拥有 CPU，则执行到结束， 除非因某原因被阻塞而不能继续执行。 Windows 3.x 采用的是非抢占式，万一应用程序出 错，就会完全霸占 CPU 时间，将整个系统挂起。NT 使用抢占式，微内核始终保持对系统的控制，时间 片一到便中止进程运行，将控制交给下一个进程。 同时 ，NT 的代码全部是可重入的，从而支持多任务 系统中多进程（或线程）共享操作系统的代码段。
Motorola Power PC 等。
（3）平面 32 位内存模式。DOS 的 16 位内存管理 方式要求任何文件的代码段不得超过 64K，同时16 位的 FAT 允许每个逻辑分区最大只能为 2GB（采用 LBA）。NT 采用平面 32 位内存模式，内存寻址空 间可达 4G，并且使用一种新的文件系统 ---- NTFS， 每个逻辑分区最大为 402000000TB。FAT16 的文件 系统可以转换为 NTFS，但反过来不行。 （4）受保护内存模式。DOS 和 Windows 3.x 的所有 程序可以访问内存的任何位置，造成系统可靠性很 差。在 NT 中每个进程被分配 4GB 的虚拟内存空间， 其中应用程序使用的是低端的 2GB，高端的 2GB 留 给系统使用。进程只能在自己的内存空间中运行。
上述五个阶段形成所谓的“瀑布模型”。它不 是单调的，而是构成多个循环。
第一、二两个阶段的实现方法，传统上是使用 结构化分析方法（SA）和结构化设计方法（SD）。 近年来使用面向对象的方法比较多。
11.2 操作系统的结构
11.2.1 模块接口法（单块法） （第一代模式） 模块通常是指命名的一段程序语句或子程序。 以前的模块一般是多入口、多出口、多功能的。 模块之间的相互调用过程中要有输入和输出参数的 传送，这称为模块间的接口关系。 接口关系的简单或复杂取决于三个因素： （1）模块间的调用方式（通过 go to 语句直接引 用或过程调用） （2）模块间参数的作用（作数据使用或作控制作 用的开关量） （3）相互传送参数的数量
3. 对称多处理模型
多处理模式：一台计算机中有两个以上的处理机， 可同时执行进程（或线程）。它可分为： 非对称多处理模式（主从式）：由一台处理机执 行操作系统，负责处理机调度和资源管理。其他处 理机只执行用户进程（或线程）。所有处理机共用 主存，并通过主存相联系。 对称多处理模式：各处理机地位平等，操作系统 可以在任何一台处理机上运行。所有处理机共用主 存，并通过主存相联系。
面向对象的软件开发方法不是试图设计一个自顶 向下的系统，而是找出软件为了完成其工作所必须 处理的对象。“对象”是一个抽象的数据结构，它 符合软件工程原则 ---- 抽象、信息隐藏和信息局部 化。它是现代软件系统中最好的构成部件。 NT 使用对象模型的优点是：
（1）操作系统访问和操纵其资源 ---- 事件对象、资 源对象、进程对象都是用同样的方法，即使用对象 句柄。 （2）所有对象采用同样的保护方法，简化了安全 措施。
（2）服务器进程层：操作系统的其他部分分成若 干相对独立的进程，提供一组服务。它们自包含地 在用户态运行，采用客户/服务器方式活动。
服务器进程是各种应用程序接口 API 或者文件系统 与网络等。服务器进程的任务是检查是否有客户提出 服务请求，在满足客户进程的请求后将结果返回。 客户进程可以是一个应用程序，也可以是一个要求 其他服务器进程提供服务的服务器进程。 进程之间采用统一的发送消息机制进行通信。
12.2 Windows NT 的设计目标
（1）客户/服务器工作方式（详见 11.2.3 ）。
（2）可移植性。操作系统只要作少量的修改，便
能在一个采用不同类型的处理器或不同配置的计算
机上工作。NT 可移植性的关键是设置了硬件抽象
层，它在高层操作系统中隐藏了硬件的实际差别， 使得 NT 的其余部分认为所有硬件本质上都是一样 的。因此，NT 不仅可在 Intel x86 微处理器上运行， 而且也可在 RISC 芯片上运行，如 DEC Alpha AXP、
如果模块间传送的参数起控制作用，指挥 其他多功能的模块具体实现哪个功能，则称 这种复杂的接口关系为耦合紧密。
模块接口法的特点： （1）模块间的调用呈现无序的形式； （2）模块间耦合紧密。 耦合紧密和错综复杂的调用关系使得模块 间形成一个坚实的整体，因此模块接口法也 被称为单块法。
模块接口法的缺点：
（5）容错性。多级的系统容错能力可按预定方式处 理一切意外事件，不会引起系统不良后果。 （6）安全性。采用类似于 UNIX 的安全机制，符合 美国国家安全机构的 C2 级检测标准。 （7）兼容性。能执行为其他操作系统编写的程序， 如 MS-DOS、16 位 Windows、OS/2、POSIX（面向 计算环境的可移植操作系统接口）。 （8）本地化。NT 显示字符时不是采用 ASCII 码， 而是使用 Unicode 标准。ASCII 是 8 位的，它的代码 集只包含 256 个字符，而 Unicode 代码集是 16 位， 可表示 65536 个不同字符。全面支持中国的简、繁 体汉字。
Win32 子系统负责所有的用户输入和输出，包括 显示器、键盘和鼠标。当其他子系统（如 OS/2 或 POSIX）需要使用这些设备时，它们向 Win32 子系核心态 API请求 消息
用户态
客户进程 (应用程序)
本地过程调用
结果消息 结果消息
API服务器
第六部分 操作系统结构与范例
第12章 操作系统的结构和设计
12.1 操作系统的设计
11.1.1 设计的目标和原则 操作系统的设计目标：
（1）可维护性与可扩充性
可维护性：软件是否容易修改
可扩充性：软件是否能增加新的功能
维护性可分为三种：①改错性维护；②适应性维 护；③完善性维护
（2）可靠性。它包括：①正确性；②稳健性 （3）可理解性。有时也称为可读性。
12.3 Windows NT 的系统模型
Windows NT 的系统模型是： C/S 模型 + 对象模型 + 对称多处理模型 1. 客户/服务器模型（详见 11.2.3 ）。 2. 对象模型
传统的软件设计方法是结构化分析与结构化设计 技术。采用自顶向下，逐步细化的方法导出模块的 层次结构图。在这种设计中，系统均有一个“主程 序”，用来控制、管理和调度下层模块。但在操作 系统这样的大系统中，要找出单个“主程序”是困 难的，有人称操作系统是没有“顶”的程序。
（4）有效性。指有效地使用（不浪费）计算机 的资源，特别是 CPU 和内存空间。
操作系统的设计原则：
（1）抽象原则。为实际问题建立求解的模型。
（2）信息隐藏和信息局部化原则。
信息隐藏：使得一个模块内的信息（过程和数 据）对于不需要这些信息的模块不能访问。
信息局部化：把一些关系密切的软件元素（如 数据以及施加于该数据的各种操作）物理地放得
用户态 核心态 请求消息 用户态
客户进程/服 务器进程
请求消息
内核
结果消息 结果消息
服务器进程
客户/服务器方式的优点：
（1）可靠性（鲁棒性，robust）好。每个服务器都 是自包含的，耦合最松散。即使某个服务器失败， 也不会造成其他服务器或系统损坏与崩溃。 （2）易维护、易扩充。每个服务器都是自包含，且 接口规范，所以容易维护和增加新的服务器功能。 （3）适宜于分布式的计算环境。因为网络上的计算 机是以客户/服务器模型为基础，并且也是用消息来 通信，所以本地服务器（或客户）很容易给远程计 算机上的客户应用程序（或服务器）发送消息。
机上处理多个客户进程的服务请求。
12.4 Windows NT 的结构
Windows NT 的结构可以分为两部分： （1）系统用户态部分（Windows NT 保护子系统） 保护子系统由一些客户进程和服务器进程组成， 其结构关系为客户/服务器模型。每个服务器驻留在 单独的进程中，它的主存由 NT 执行体的虚拟存储 系统所保护，不受其他进程的影响。