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计算机操作系统的基本功能及应用论文
计算机操作系统的基本功能及应用论文
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一、绪言
现代计算机系统,无论是哪一类型的计算机,都毫不例外地配置有操作系统。由此可见,操作系统好比是计算机系统的灵魂,机算机系统不能缺少操作系统,而且操作系统的性能,在很大程度上决定了计算机系统的性能。用户要想快速高效地使用计算机操作系统,就必须对操作系统有一定的认识和了解,只有正确地掌握了操作系统的功能和特性,才能充分利用操作系统的性能和优势为社会服务。本文以Windows操作系统为例对其概念、作用和特征以及功能应用作一个阐述。
二、操作系统的概念及作用和特征
在计算机系统中,为了使系统的各种资源能协调、高效地工作,使所有资源最大限度地发挥作用,就必须有一个管理者来进行统一的调度和管理,这个管理者就是操作系统。它是紧挨硬件的第一层软件,是对硬件功能的首次扩充,统一管理和支持各种软件的运行,其它软件是建立在操作系统之上的。
操作系统的作用有以下两方面:
1、管理系统中的各种资源:计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源。其中,所有的硬部件(包括CPU、存储器、输入和输出设备等)通称为硬件资源,而各类程序和用户文件称为软件资源。操作系统用来负责在各个程序之间分配和调度资源,使系统中的各种资源得以有效地利用。
2、为用户提供服务功能和友好界面:操作系统的用户界面也称为用户接口或人机界面,是实现计算机系统和用户之间的通信功能的。其界面有两种:一种是以命令行方式出现的界面(如MS-DOS),方便高级用户的使用,是通过键盘及命令行操作来进行的;另一种是以图形和窗口方式出现的界面(如Windows窗口),方便普通用户的使用,它以图形菜单、任务栏、桌面图标等界面出现,是通过键盘和鼠标的交替操作来进行的`。
操作系统的特征有以下三方面:
1、并发性:在中可以在同一时段内相继打开和运行两个及以上的程序,并可以相互交替和穿插着进行操作。
2、共享性:在操作系统中,其系统资源可以被多个在同一时段内相继打开和运行的程序共同使用,而并非被某个程序独占。
3、异步性:异步性又称随机性。在多个程序环境中,允许多个进程并发执行,蚂衡模并发活动会导致随机事件发生。如程序执行的速度不可预测;系统作业的类型和时间是随机的;程序运行出错或异常的时间是随机的等。操作系统就必须妥善处理好每个随机事件,以确保计算机系统的正常运行。
三、操作系统的功能和应用
操作系统提供了五种基本功能:进程管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。现将功能特性和应用作如下阐述:
1、进程管理:进程管理的主要任务是对CPU的时间进行合理分配,并对CPU的运行实施有效管理,充分发挥其效能。为提高CPU的利用率,操作系统允许同时加载多个程序到内存,为描述多个程序的并发执行,系统引入了进程概念。所谓进程,就是程序的一次执行过程,它是系统进行资源调配的单位。进程具有生命周期,当一个程序被加载到内存,系统就创建了一个进程,程序执行结束,其进程也就相应结束。在Windows XP环境下,用户可以通拦竖过在任务栏单击鼠标右键,在弹出菜单中选择“任务管理器”(或同时按Ctrl+Alt+Del键)将其打开,并能看到被打开程序的任务和进闷缓程情况。
2、存储管理:存储管理主要管理内存资源,内存是CPU可以直接访问的存储器。一个进程要被CPU执行,必须先将其程序装入内存。内存的特点是存取速度快,但大小不能满足实际需要。为解决此问题,系统采用了“虚拟内存”技术,即把部分外存空间 “模拟”为内存,为用户提供比实际内存大的虚拟存储空间。在进程运行过程中,当前使用部分保留在内存,其它暂不使用部分放在外存,系统根据需要负责内外存数据的交换。虚拟内存文件在系统安装时就被建立,其默认大小为实际内存的1.5倍。用户可根据需要进行调整,方法是:用鼠标右击“我的电脑”,在弹出菜单上选择“属性”,打开系统属性对话框,选择“高级”选项,在性能框内点“设置”按钮,打开性能选项对话框,再选择“高级”选项,在虚拟内存框内点“更改”按钮,用户便可在打开的虚拟内存对话框中根据情况来改变其大小。
3、文件管理:系统信息资源是以文件形式存放在外存储器上的。其中包括安装程序所建立的文件和用户创建的文档,每个文件都是由文件主名和扩展名组成的一组信息的集合。文件主名由用户命名,一般与文件内容和用途相符。扩展名由系统自动命名,它代表文件的类型,如扩展名为.doc表示Word文档,.xls表示Excel工作表等。文件主名可以修改,但扩展名不能修改,否则系统将不能识别。文件还有三类属性:即只读、隐藏和存档。被设置为只读的文件只能读取信息,不能进行修改;被设置为隐藏的文件在窗口中不显示,但可以通过工具栏“文件夹选项”来选择显示(显示为浅色);新创建的文件都有存档属性,当用“系统工具”的“备份”对其备份后其存档属性就会消失。另外文件可以进行操作,但不同文件其操作是不同的,如对文档文件可以进行编辑,对可执行文件可以执行程序。而所有文件还具有它的通性,即可以对它进行通用操作,包括对文件的查找、打开、建立、复制、剪切、删除、移动、以及更改属性和重命名等。在Windows XP环境下,通过资源管理器可实现对文件的通用操作。方法是:用鼠标右击“开始”菜单在弹出菜单上选择“资源管理器”即可将其打开。在资源管理器中系统的各种文件资源呈树形目录结构。可用鼠标点击其左边的文件夹进行浏览和操作。
4、设备管理:设备管理就是对系统中所有输入/输出设备进行有效的管理。为了提高设备的使用效率和整个系统的运行速度,操作系统采用中断、通道、缓冲和虚拟设备等技术,最大限度地发挥外部设备和主机并行工作的能力。用户使用设备管理提供的界面,可方便灵活地使用外部设备。在Windows XP环境下,打开设备管理器的方法是:用鼠标右击“我的电脑”在弹出菜单上选择“管理”打开计算机管理对话框,在其左边的菜单目录中选择“设备管理器”即可将其打开。
5、作业管理:作业管理的任务主要包括两个方面:其一,是通过作业控制语言或操作控制命令向用户提供实现作业控制手段。其二,是按一定的策略实现作业调度,为用户提供一个使用系统的良好环境,有效地组织其工作流程,使整个系统高效地运行。
四、结束语
现代操作系统除上述五大基本功能外,还具有系统安全和网络通信功能,即能够提供系统安全机制和网络通信、网络服务、网络接口和网络资源管理等功能。但无论怎样,操作系统的目标却只有一个,即必须实现对计算机系统软硬件资源的合理管理,并向用户提供一个快速、高效和安全的操作环境。
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【摘 要】文章从Unix、Minix系统的产生引出了Linux操作系统,详细介绍了Linux操作系统的产生过程,分析了Linux的网络集市式开发模式,并通过研究Linux的发展过程,分析并介绍了Linux的主要特点及功能。【关键词】Linux操作系统 网络操作系统 内核
一、Linux的产生Linux是一种计算机操作系统,通常被称为类Unix系统,这是因为Linux和Unix有着很深的渊源。
在计算机非常昂贵的年代,只有在大学或大型企业中才能够接触到计算桥袜盯机,人们非常希望多个用户能同时连接到一台计算机并同时使用它。于是,计算机科学家开始研究分时系统。分时系统是敏和将CPU的运行时间分为很小的时间片,多个用户任务可以通过交替占有时间片的方式实现快速交互使用CPU。由于时间片是很短的一段时间,以至于每个用户任务、每个用户好像在独占CPU,独占整个计算机系统。在研究人员的不懈努力下,1969年,AT&T公司贝尔实验室开发出了Unix系统。
1986年,芬兰赫尔辛基大学的Andrew Tanenbaum教授为了给学生讲授《计算机操作系统》课程,开发出了Minix系统,这是Unix的一个变体。1991年,Andrew Tanenbaum教授的学生Linus Torvalds,由于对课堂上使用的Minix系统不太满意,于是开始在386 PC机上试着改进Minix系统。
1991年8月,Linus Torvalds在comp.os.minix新闻组贴上了以下这段话:“你好,所有使用minix的人,我正在为386(486)AT做一个免费的操作系统,只是为了爱好,……”
Linus最初为自己的这套系统取名为freax,他将源代码放在了芬兰的一个FTP站点上供大家下载。该站点的管理员认为这个系统是Linus的Minix系统,因此建立了一个名为Linux的文件夹来存放它。于是,Linus的“爱好”就成了今天微软的头号对手,功能强大且价格低廉的Linux操作系统。
好肢1993年底94年初,Linux 1.0终于诞生了!
Linux1.0已经是一个功能完备的操作系统,而且内核写得紧凑高效,可以充分发挥硬件的性能,在4M内存的80386机器上也表现得非常好,至今人们还在津津乐道于此。
Linux的 和 是一只名字叫做 的 ,Linux的是Linus Torvalds所有的。这是由于在 ,一个名字叫做William R. Della Croce的律师开始向各个Linux发布商发信,声明他拥有Linux 的所有权,并且要求各个发布商支付版税,这些发行商集体进行上诉,要求将该注册商标重新分配给Linus Torvalds。
二、Linux的开发模式Linus于1991年10月5日发布了Linux的第一个版本Linux 0.0.2,并在网络上公布了Linux核心程序的源代码,同时决定以GPL(大众所有版权,又称GUN通用公共许可证)的方式来发行传播,也就是说这个软件允许任何人以任何形式进行修改和传播。
随着网络的日益盛行,越来越多的技术高超的程序员加入到Linux的开发与完善中来。在这个过程中,无数的富有个性和开创性的程序员在没有计较任何酬劳的前提下,完全自发的加入到开发行列中来。一旦一个程序员完成了其中的部分程序,他便会立即将这个程序发表,并免费将它发给任何一个需要的人,而其他的一些程序员研究它后将会对它修正和改良,然后将它发表。这个过程周而复始,因此Linux的改进速度是最快的,同时它的稳定性也是非常高的。
所以,Linux并非仅由Linus一人开发,而是由全世界几百个程序员共同开发的,当然Linus为内核定了调子。这种集市型的开发模式促成了Linux系统的繁荣。可以说,Linux完全是一个热情、自由、开放的网络产物。
三、Linux的发展Linux具有良好的兼容性和可移植性。大约在1.3版本之后,Linux开始向其他硬件平台上移植,包括号称最快的CPU——Digital Alpha。所以不要总把Linux与低档硬件平台联系到一块,Linux只是将硬件的性能充分发挥出来而已。Linux必将从低端应用横扫到高端应用!
为了使Linux变的容易使用,Linux也有了许多发布版本,发布版实际上就是一整套完整的程序组合。现在已经有许多不同的Linux发行版和各自的版本号,为了不产生混淆,我们先解释一些常提到的术语。当我们提到的Linux时,一般是指“Real Linux”,即内核,是所有UNIX操作系统的“心脏”。但光有linux并不能成为一个可用的操作系统,还需要许多软件包,编译器、程序库文件、Xwindow系统等等。因为组合方式不同,面向用户对象不同,所以就有了许多不同的Linux发行版。
越来越多的公司在Linux上开发商业软件或把其他Unix平台的软件移植到Linux上来。如今很多IT业界的大腕IBM、Intel、Oracle、Infomix、Sysbase、Corel、Netscape、CA、Novell等都宣布支持 Linux。商家的加盟弥补了纯自由软件的不足和发展障碍,Linux迅速普及到广大计算机爱好者,并且进入商业应用,成为打破某些公司垄断文化圈的希望所在。
Linux是爱好者们通过Internet协同开发出来的,当然它的网络功能十分强大。比如你可以通过ftp、nfs等来安装Linux,用它来做网关等等。随着Linux的发展,衍生出来的应用恐怕出乎Linus本人最初的预料。如有人用它来做路由器,有人来做嵌入式系统,有人来做实时性系统……常有新手问Linux能做什么?其实它不象那些中看不中用的操作系统,不在于你用它能干什么,而在于你想干什么。
Linux是一个在PC机上运行的Unix系统。Linux系统具有最新 Unix的全部功能,包括真正的多任务、虚拟存储、共享库函数、即时负载、优越的存储管理和TCP/IP、UUCP网络工具等。Linux系统及其发展均符合Posix标准,其内核支持Ethernet、PPP、SLIP、NFS、AX.25、IPX/SPX(Novell)、NCP(Novell)等。系统应用包括tellnet、rlogin、ftp、Mail、gopher、talk、term、news(tin、trn、nn)等全套UNIX工具包。X图形库,包括xterm、fvwm、xxgdb、mosaic、xv、gs、xman等全部X-Win应用工具。商业软件有Motif、WordPerfect。中文工具已有Cxterm、celvis、cemasc、cless、hztty、cytalk、ctalk、cmail等,可以处理GB、BIG5、HZ文件。此外还有DOS模拟软件,可以运行DOS/Win下的软件。
在开始的时候,Linux只是个人狂热爱好的一种产物。但是现在,Linux已经成为了一种受到广泛关注和支持的一种操作系统。和其他的商用Unix系统以及 相比,作为自由软件的Linux具有低成本,安全性高,更加可信赖的优势。直到今天,Linux已经成为一个功能完善的主流网络操作系统。