第5章 系统软件应用基础
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5. Mac OS
处理机管理
有效地、合理地分配CPU的时间
1. 单道程序系统: 任一时刻只允许一个程序在系统中执行 一个程序执行结束后才能执行下一个程序
CPU
程序A
演示：单道程序系统
程序B
时间t 程序C
多道程序系统:多道程序同时在执行
CPU 程序A 程序B 程序C 程序C 程序A 程序C 时间t
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 演示：多道程序系统
进程：
一个正在执行的程序 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
演示： 程序管理器 进程基本特征 • 动态性 程序的一次执行过程 • 并发性 系统中可以同时有几个进程在活动 • 独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位 • 异步性 进程按各自独立的、不可预知的速度前进
线程（threads）
提高CPU的利用率 对进程时行“细分”，一个进程可再分为多个线程 UNIX：进程是CPU的分配单位 Windows：线程是CPU的分配单位 除了CPU以外
进程是在UNIX和WINDOWS中资源的分配单位 演示： 在程序管理器中观察各进程的线程数
存储管理
计算机内存是CPU可以直接存取的存储器
微机主板结构图
系统软件应用基础
5.1 操作系统概述 5.2 Windows XP
操作系统在计算机软件系统中的地位
来自百度文库
操作系统
系统软件
Windows Unix Linux
语言处理程序
软件
C Pascal VB
实用程序
诊断程序 排错程序等
应用软件
用软
应 作 系件
操作系统是最基本的系统软件
操 硬件 统 系统
分时操作系统 实时操作系统 单用户操作系统
多道独程立性序轮流使用CPU
及时及响时应性、快速处理 高可交靠互性性和安全性 单用户单用户：DOS 单用户多任务：Windows
网络操作系统（多处理N机etw）are
分布式操作系统
WU管同NinI理一Xd（o分性w多布、s用式共se户资享rv多源性er任、/X务透P ）明性
CPU 内部
通用寄存器 指令和数据缓冲器
解决速度
Cache（静态随机存储器SRAM）
主存储器（动态随机存储器DRAM） 外部存储器（磁盘、磁带等）
解决容量
存储管理的基本功能
主存的分配和回收 内存保护 内存共享 扩充主存容量 地址转换
存储分配的方式
直接分配方式 静态分配方式 动态分配方式
2.进程具有并发特性，而程序没有，进程在并 发执行时，由于需要使用CPU、存储器、I/O 设备等资源，会受到其他进程的影响和制约。
3.进程和程序不是一一对应的，由于进程是 程序的执行过程，所以程序是进程的一个组 成部分。一个程序多次执行可以产生多个不 同的进程，一个进程也可以对应多个程序。
4.处于静止状态的程序可以长期保存在外存 储中，不对应任何进程，当程序被处理器执 行时，它一定属于某一或者多个进程，而进 程只能是随着程序的运行而产生，当程序执 行完毕，进程也就不存在了。
内存的保护
防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 软件和硬件结合的保护措施
扩充主存容量－－虚拟存储器
利用巨大的硬盘空间来弥补内存空间
内存空间
真正内存 虚拟内存
Windows ：
pagefile.sys 默认RAM 的 1.5 可调整
基本概念 存储管理的基本功能 存储分配的方式 虚拟存储器
基本概念
所谓存储就是根据不同的应用环境通过采 取合理、安全、有效的方式将数据保存到某 些介质上并能保证有效的访问。
存储管理是指管理存储资源
几个相关概念
物理地址和物理空间 逻辑地址和逻辑地址空间 地址映射
存储设备层次结构示意图
按用户 界面
命令行界面操作系统 图形用户界面操作系统
按用
单用户操作系统
操
户数
多用户操作系统
作
系
按任
单任务操作系统
统
务数
多任务操作系统
按系统 功能
批处理系统 分时操作系统 实时操作系统
网络操作系统
DOS
APPLE IBM
操作系统的分类
操作系统概述
批处理操作系统
用户脱机使用计算机 作业同成时性批处理
自治性
常用操作系统
1. DOS
主设计人 出现年月 最新版本 系统特点
Tim Paterson，M icrosoft 1981年 终极版是1995年的DOS 7.0，被Windows替代 命令行界面操作系统 简单易学，硬件要求低
2. Windows 图形用户界面，1985年
Windows XP Home
进程的三种基本状态
就绪态
进程已经具备运行条件，但由于没有获取CPU而不能运 行所处的状态，一旦把CPU分配给它，该进程即可运行。
运行态
进程已经获得CPU的使用权，且在CPU上执行的状态。
等待状态（封锁状态、阻塞状态）
指进程因等待某种事件发生而暂时不能运行的状态。
进程和程序的区别
1.进程是一个动态的概念，而程序是一个静态 的概念，也就是说，程序是指令的有序集合， 没有执行的含义，而进程则强调执行过程，它 是动态地被创建，并被调度执行后消亡。
Windows 98
Windows NT
Windows 2000
Windows XP
Windows XP Professional
Windows XP Media Center
Windows 7 Windows 8
Windows XP Tablet PC
常用操作系统
3. UNIX
4. Linux
常用操作系统
内存分配与回收
提高存储器的利用率，提高系统速度。
➢多个进程共享存储器，分配、释放存储器
➢ 进程需要的存储空间是变化的 ➢ 调进或调出进程
进程1
进程3 进程4
➢ 移动进程
在CPU上运行的进程 肯定要在RAM中
进程5 进程2 交换
RAM
虚拟内存
内存共享
让内存中的多个用户程序实现内存资源的共 享，使多道程序能动态地共享内存。
什么是操作系统
管理和控制计算机所有的硬件和软件资源的一组程序 操作系统的性能直接决定了整个计算机系统的性能
计算机硬件与其它软件的接口
用户和计算机的接口
虚拟机=裸机+操作系统
操 作 系 统
用户
应用程序 操作系统
裸机
主要功能有：
• 处理机管理 • 存储管理 • 设备管理 •文件 (信息)管理
操作系统分类
处理机管理
有效地、合理地分配CPU的时间
1. 单道程序系统: 任一时刻只允许一个程序在系统中执行 一个程序执行结束后才能执行下一个程序
CPU
程序A
演示：单道程序系统
程序B
时间t 程序C
多道程序系统:多道程序同时在执行
CPU 程序A 程序B 程序C 程序C 程序A 程序C 时间t
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 演示：多道程序系统
进程：
一个正在执行的程序 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
演示： 程序管理器 进程基本特征 • 动态性 程序的一次执行过程 • 并发性 系统中可以同时有几个进程在活动 • 独立性 能独立运行的基本单位，资源分配基本单位 • 异步性 进程按各自独立的、不可预知的速度前进
线程（threads）
提高CPU的利用率 对进程时行“细分”，一个进程可再分为多个线程 UNIX：进程是CPU的分配单位 Windows：线程是CPU的分配单位 除了CPU以外
进程是在UNIX和WINDOWS中资源的分配单位 演示： 在程序管理器中观察各进程的线程数
存储管理
计算机内存是CPU可以直接存取的存储器
微机主板结构图
系统软件应用基础
5.1 操作系统概述 5.2 Windows XP
操作系统在计算机软件系统中的地位
来自百度文库
操作系统
系统软件
Windows Unix Linux
语言处理程序
软件
C Pascal VB
实用程序
诊断程序 排错程序等
应用软件
用软
应 作 系件
操作系统是最基本的系统软件
操 硬件 统 系统
分时操作系统 实时操作系统 单用户操作系统
多道独程立性序轮流使用CPU
及时及响时应性、快速处理 高可交靠互性性和安全性 单用户单用户：DOS 单用户多任务：Windows
网络操作系统（多处理N机etw）are
分布式操作系统
WU管同NinI理一Xd（o分性w多布、s用式共se户资享rv多源性er任、/X务透P ）明性
CPU 内部
通用寄存器 指令和数据缓冲器
解决速度
Cache（静态随机存储器SRAM）
主存储器（动态随机存储器DRAM） 外部存储器（磁盘、磁带等）
解决容量
存储管理的基本功能
主存的分配和回收 内存保护 内存共享 扩充主存容量 地址转换
存储分配的方式
直接分配方式 静态分配方式 动态分配方式
2.进程具有并发特性，而程序没有，进程在并 发执行时，由于需要使用CPU、存储器、I/O 设备等资源，会受到其他进程的影响和制约。
3.进程和程序不是一一对应的，由于进程是 程序的执行过程，所以程序是进程的一个组 成部分。一个程序多次执行可以产生多个不 同的进程，一个进程也可以对应多个程序。
4.处于静止状态的程序可以长期保存在外存 储中，不对应任何进程，当程序被处理器执 行时，它一定属于某一或者多个进程，而进 程只能是随着程序的运行而产生，当程序执 行完毕，进程也就不存在了。
内存的保护
防止一个进程的存储空间被其它的进程破坏 软件和硬件结合的保护措施
扩充主存容量－－虚拟存储器
利用巨大的硬盘空间来弥补内存空间
内存空间
真正内存 虚拟内存
Windows ：
pagefile.sys 默认RAM 的 1.5 可调整
基本概念 存储管理的基本功能 存储分配的方式 虚拟存储器
基本概念
所谓存储就是根据不同的应用环境通过采 取合理、安全、有效的方式将数据保存到某 些介质上并能保证有效的访问。
存储管理是指管理存储资源
几个相关概念
物理地址和物理空间 逻辑地址和逻辑地址空间 地址映射
存储设备层次结构示意图
按用户 界面
命令行界面操作系统 图形用户界面操作系统
按用
单用户操作系统
操
户数
多用户操作系统
作
系
按任
单任务操作系统
统
务数
多任务操作系统
按系统 功能
批处理系统 分时操作系统 实时操作系统
网络操作系统
DOS
APPLE IBM
操作系统的分类
操作系统概述
批处理操作系统
用户脱机使用计算机 作业同成时性批处理
自治性
常用操作系统
1. DOS
主设计人 出现年月 最新版本 系统特点
Tim Paterson，M icrosoft 1981年 终极版是1995年的DOS 7.0，被Windows替代 命令行界面操作系统 简单易学，硬件要求低
2. Windows 图形用户界面，1985年
Windows XP Home
进程的三种基本状态
就绪态
进程已经具备运行条件，但由于没有获取CPU而不能运 行所处的状态，一旦把CPU分配给它，该进程即可运行。
运行态
进程已经获得CPU的使用权，且在CPU上执行的状态。
等待状态（封锁状态、阻塞状态）
指进程因等待某种事件发生而暂时不能运行的状态。
进程和程序的区别
1.进程是一个动态的概念，而程序是一个静态 的概念，也就是说，程序是指令的有序集合， 没有执行的含义，而进程则强调执行过程，它 是动态地被创建，并被调度执行后消亡。
Windows 98
Windows NT
Windows 2000
Windows XP
Windows XP Professional
Windows XP Media Center
Windows 7 Windows 8
Windows XP Tablet PC
常用操作系统
3. UNIX
4. Linux
常用操作系统
内存分配与回收
提高存储器的利用率，提高系统速度。
➢多个进程共享存储器，分配、释放存储器
➢ 进程需要的存储空间是变化的 ➢ 调进或调出进程
进程1
进程3 进程4
➢ 移动进程
在CPU上运行的进程 肯定要在RAM中
进程5 进程2 交换
RAM
虚拟内存
内存共享
让内存中的多个用户程序实现内存资源的共 享，使多道程序能动态地共享内存。
什么是操作系统
管理和控制计算机所有的硬件和软件资源的一组程序 操作系统的性能直接决定了整个计算机系统的性能
计算机硬件与其它软件的接口
用户和计算机的接口
虚拟机=裸机+操作系统
操 作 系 统
用户
应用程序 操作系统
裸机
主要功能有：
• 处理机管理 • 存储管理 • 设备管理 •文件 (信息)管理
操作系统分类