chapter2、操作系统简介

概述

操作系统功能、作用和分类
多用户分时操作系统工作原理
图形用户界面
典型的操作系统
Windows文件系统
Windows系统的常用操作

操作系统概述

操作系统简单定义为：“作为用户和计算机硬件之间的接口且控制各种程序执行的一系列程序”

操作系统的作用和功能

用户通过操作系统提供的命令，简单方便地把自己的意图告诉系统，让操作系统去完成工作。
操作系统可以从两个角度来观察，从用户的角度说，操作系统是对用户所提供的使用计算机的界面(Interface)，也就是我们要讨论的虚拟机的概念。而从机器角度来说，操作系统又是对计算机各种系统资源的管理者，负责对各种硬件和软件资源进行分配。
1)从虚拟机角度观察OS
操作系统(虚拟机)的主要任务是将那些负责的硬件操作系统与用户隔离开来，代替用户对计算机硬件进行控制，如硬盘读写、中断响应、内存管理等。
2)从资源管理器的角度观察OS
操作系统的任务就是合理而有效地管理好系统中所有的软、硬件资源，按照需要和一定规则对它们进行分配、控制和回收，以便经济而高效地向用户提供各种优良的服务。

OS管理功能 具体操作控制 CPU控制和管理 合理安排每个程序占用CPU时间，以保证多个作业的完成和CPU效率，减少用户等待时间。 内存的分配与管理 合理分配内存，使各个任务占有的内存区不发生冲突，不互相干扰，并且可对内存进行扩充。 文件控制和管理 操作系统执行用户提出的给文件命名、更改、存取、修改、删除等各种命令。 外部设备的控制和管理 操作系统控制外部设备和CPU之间的通道，把提请求的外部设备按一定优先顺序排好队，等待CPU响应。 作业的控制和管理 作业管理包括作业的调度、控制、处理和报告。

操作系统处理数据的过程

上图显示输入设备首先将数据传输到缓存(输入设备本身的临内存)，操作系统从该处将数据加载到主存储器。如果主存储器忙，操作系统将会保留这些输入数据一段时间，然后再加载到主存储器。之后，操作系统会检查CPU是否可用，如果它空闲，则将工作转交给CPU，最终显示在输出设备上。

操作系统的分类

3)人机界面分类
根据操作系统界面元素的显示方式，我们可以将操作系统分为两个类别：命令行操作系统和图形用户界面操作系统

典型操作系统简介

DOS操作系统

从1981年问世至今，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版本到现在的7.0版本，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化，因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。

Windows操作系统

Windows操作系统在个人桌面操作系统中占有绝对优势，在网络操作系统一般只用于中低端服务器中，高端服务器通常采用Unix、Linux或Solairs等非Windows操作系统。

Unix操作系统

多用户、多任务的分时操作系统，这种网络操作系统稳定和安全性能非常好，但由于它多数是以命令方式进行操作的，不容易掌握。一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网中。

Linux操作系统

自由和开放源代码的类Unix操作系统，主要应用于中高档服务中，在桌面操作系统中也在逐渐蚕食着Windows系统的市场。

Mac操作系统

Mac操作系统又称为Mac OS操作系统，是苹果公司开放的操作系统。Mac OS重视界面的美观以及多媒体质量，强调用户体验，目前主要用于苹果公司生产的苹果电脑上。
总的来说，对特定计算环境的支持使得每一个操作系统都有适合自己的工作场合，这就是系统对特定计算环境的支持。

文件系统

文件系统是数据在硬盘上的组织方式，操作系统可以采用不同的方法来组织硬盘上的数据并管理对数据的访问。Windows操作系统下最常见的文件系统包括:FAT16、FAT32、NTFS三种。为了提高安全性，保护Windows XP免遭本地未授权用户访问，请使用NTFS格式化分区。

与编程相关的Windows操作系统常用操作

文件的复制与粘贴

在想要复制的文件上点击右键，并在快捷健菜单中选择”属性”->”查找目标”，Windows操作系统会打开一个窗口定位到快捷方式所指向的文件的位置。找到真实文件，快捷键”ctrl+c”复制。

完整文件名的正确显示

在”桌面”上双击”我的电脑”，点击”工具”菜单的”文件夹选项”，在弹出的窗口上选择”查看”菜单页，在下拉列表中找到”隐藏已知文件类型的拓展名”,并将前面的对号去掉，并点击”确定”按钮。

计算机使用安全

可以用快捷键”Crtl+Alt+Del”进行锁屏操作，再次使用时输入密码即可，防止他人窥视你的信息。

查看系统性能

在窗口下端的任务栏上单击鼠标右键，或按快捷键”Crtl+Alt+Del”，可弹出”Windows任务管理器”窗口，选择”性能”标签，可看到CPU和内存等系统资源占用情况。

图形用户界面元素

窗口

窗口是用户界面的呈现区域。窗口的组成部分一般包括:标题栏、菜单栏、滚动条、状态栏和工具栏。

下拉弹出式菜单

把菜单栏放在窗口中(隐藏),需要时在屏幕指定位置弹出。

对话框

对话框是一种特殊类型的窗口，在用户浏览时，提供给用户更详细的信息，并实现用户与系统的交互。

命令按钮

用户可通过观察命令按钮对话框中控件的名称和位置，了解下一步将要执行的操作。

单选按钮

单选按钮适用于数据条目的多选一操作。

复选框

复选框可以用来从多个传输数据条目中同时选出多个进行输入，操作非常方便。

文本框

文本框是用户输入数据的主要接口，文本框要有明显的边界，这样可以让用户看清自己所输入的数据。

下拉列表

列表框的功能与有较多选项的一组单选按钮列表的功能相同，它能够支持数据条目的多选功能，以保证数据取值的完整性。

图形用户界面遵循一定的规范，如果我们要设计在某种操作系统下运行的应用软件，就必须遵循该操作系统下的图形用户界面设计规范。

总结

操作系统的概念、功能以及分类

操作系统作为用户和计算机硬件之间的接口且控制着各种程序执行的一系列程序。具体的讲，它有5大功能，包括对CPU、内存、文件、外部设备、作业的控制和管理。按功能分，可以将操作系统分为单用户单任务、单用户多任务、多用户多任务三种类型。按照操作系统的作用，可以将操作系统分为桌面操作系统、网络操作系统和移动终端操作系统三种类型。按照人机界面，分为命令行操作系统和图形用户界面操作系统。

典型的操作系统

典型的操作系统包括Unix、Linux、Windows和DOS等。特定计算环境的支持使得每一个操作系统都有适合自己的工作场合，因此对于不同的应用场合，需要我们选择合适的操作系统。

文件系统

文件系统是数据在硬盘上的组织方式，不同类型操作系统的文件系统可能完全不同的，Windows平台下常用的文件系统包括FAT16、FAT32、NTFS。

图形用户界面元素

每一种操作系统的图形用户界面都是不同的。图形用户界面遵循一定的规范，如果我们要设计在某种操作系统下运行的应用软件，就必须遵循该操作系统下的图形用户界面设计规范，不同的图形用户界面元素适合于不同的应用要求。