哈工大张英涛操作系统视频对应课件11-20(全)

哈尔滨工业大学远程教育课程操作系统第39讲主讲人：张英涛第六章文件管理l信息是计算机系统中的重要资源。

操作系统中的一个重要组成部分，文件系统，就负责信息的组织、存储和访问。

l文件系统的功能就是提供高效、快速和方便的信息存储和访问功能。

本章的主要内容就是信息的组织。

基本概念n文件体：文件本身的信息；n 文件说明：文件存储和管理信息；如：文件名、文件内部标识、文件存储地址、访问权限、访问时间等；1. 文件文件是具有符号名的数据项的集合。

文件名是文件的标识符号。

文件包括两部分：2. 文件系统文件系统是操作系统中管理文件的机构，提供文件存储和访问功能。

3. 目录目录是由文件说明索引组成的用于文件检索的特殊文件。

文件、记录和数据项之间的层次关系2. 文件管理的服务功能元素(文件系统向上层用户提供的服务)n文件访问：文件的创建、打开和关闭，文件的读写；n目录管理：用于文件访问和控制的信息，不包括文件内容n文件结构管理：划分记录，顺序，索引n访问控制：并发访问和用户权限n限额：限制每个用户能够建立的文件数目、占用外存空间大小等n审计：记录对指定文件的使用信息（如访问时间和用户等），保存在日志中3. 文件系统的实现功能元素(文件系统要实现的功能模块)l文件的分块存储：与外存的存储块相配合l I/O缓冲和调度：性能优化l文件定位：在外存上查找文件的各个存储块l外存存储空间管理：如分配和释放。

主要针对可改写的外存如磁盘。

l外存设备访问和控制：包括由设备驱动程序支持的各种基本文件系统如硬盘，软盘，CD ROM等文件的组织文件组织讨论文件的内部逻辑结构，主要考虑因素是文件存储性能和访问性能。

文件的组织n 文件逻辑结构的设计要求：•访问性能：便于检索；便于修改•存储性能：向物理存储转换方便，节省空间n 文件的不同组织层次：域、记录、文件文件的组织是指从用户观点出发讨论文件内部的逻辑结构或用户访问模式；它可以独立于在外存上的物理存储。

哈尔滨工业大学远程教育课程操作系统实验一（选做）主讲人：张英涛背景知识n计算机执行的任何程序都必须首先读入内存，CPU 通过内存来访问程序，而安装操作系统实际上是把存放在光盘上的操作系统执行代码存入硬盘的过程•从硬盘上加载程序到内存很方便•操作系统中的文件系统主要是靠硬盘提供物理支持n安装操作系统到硬盘，实际上有两方面的作用•在硬盘上建立文件系统•把操作系统的全部内容事先存放在硬盘上以备使用•当使用计算机时，从硬盘上加载操作系统到内存，然后将机器控制权转给操作系统内核来执行背景知识n在本实验中，通过Windows 2000 Professional 的安装，来了解Windows操作系统的安装及配置，包括安装前的准备工作、驱动程序的配置以及系统的设定等内容n Windows 2000一共有四个版本，即Professional、Server、Advanced Server和Datacenter Server，它们的差别在于功能以及支持CPU、RAM数量上的不同背景知识n由于用户计算机环境的不同，需要的安装方式和内容也会有所不同。

•升级安装：保存计算机的现有文件及设置，并将原Windows系统升级为Windows 2000 Professional•全新安装：有助于提升系统性能。

但不保存计算机中原有的文件及设置，机器中的所有应用程序都要重新安装•多重开机安装：使计算机拥有多种操作系统，每次开机时，可以选择所要启动的系统背景知识n多重开机安装•Windows 2000 Professional的多重开机安装支持下列操作系统：Windows NT 3.51/4.0、Windows 9x、Windows 3.x和MS-DOS•采用多重开机安装方式，首先需要进行硬盘分区，因为每个操作系统都要求安装在不同的分区•此外，还提高了对硬件的需求，因为安装多个操作系统的硬盘空间用量非常大•各个操作系统的安装次序也要注意，原则上次序是MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x优先安装，然后是Windows NT，再安装Windows 2000实验目的n通过对Windows 2000 Professional的安装操作，了解操作系统应用环境建立的初步过程n掌握对Windows操作系统的基本系统设置n了解Windows多操作系统安装的方法工具/准备工作n Windows 2000对系统的要求比较高•CPU：Pentium 166MHz以上•内存：32MB，建议64MB以上•磁盘空间(可用空间/总空间) ：650MB/2GB，建议1.5GB/4GB•CD-ROM或DVD-ROM光驱•网卡和调制解调器•VGA显卡及显示器、键盘、鼠标实验内容与步骤n本实验以光盘启动为例n可以利用Windows 2000 Professional光盘来直接开机启动，开机后自动执行安装程序n安装过程可分为两个阶段•文字模式阶段：选择用来安装Windows 2000的硬盘。

《操作系统》课程实验指导书课程实验任务（一）：请求页式存储管理一、目的与要求1、目的近年来，由于大规模集成电路（LSI ）和超大规模集成电路（VLSI ）技术的发展，使存储器的容量不断扩大，价格大幅度下降。

但从使用角度看，存储器的容量和成本总受到一定的限制。

所以，提高存储器的效率始终是操作系统研究的重要课题之一。

虚拟存储技术是用来扩大内存容量的一种重要方法。

学生应独立地用高级语言编写几个常用的存储分配算法，并设计一个存储管理的模拟程序，对各种算法进行分析比较，评测其性能优劣，从而加深对这些算法的了解。

2、 要求为了比较真实地模拟存储管理，可预先生成一个大致符合实际情况的指令地址流。

然后模拟这样一种指令序列的执行来计算和分析各种算法的访问命中率。

二、示例1、题目 本示例是采用页式分配存储管理方案，并通过分析计算不同页面淘汰算法情况下的访问命中率来比较各种算法的优劣。

另外也考虑到改变页面大小和实际存储器容量对计算结果的影响，从而可为算则好的算法、合适的页面尺寸和实存容量提供依据。

本程序是按下述原则生成指令序列的：（1） 50%的指令是顺序执行的。

（2） 25%的指令均匀散布在前地址部分。

（3） 25%的指令均匀散布在后地址部分。

示例中选用最佳淘汰算法（OPT ）和最近最少使用页面淘汰算法（LRU ）计算页面命中率。

公式为页地址流长度页面失效次数命中率-=1 假定虚存容量为32K ，页面尺寸从1K 至8K ，实存容量从4页至32页。

2、 算法与框图（1） 最佳淘汰算法(OPT)。

这是一种理想的算法，可用来作为衡量其他算法优劣的依据，在实际系统中是难以实现的，因为它必须先知道指令的全部地址流。

由于本示例中已预先生成了全部的指令地址流，故可计算出最佳命中率。

该算法的准则是淘汰已满页表中不再访问或是最迟访问的的页。

这就要求将页表中的页逐个与后继指令访问的所有页比较，如后继指令不在访问该页，则把此页淘汰，不然得找出后继指令中最迟访问的页面淘汰。

计算机导论Introduction of Computer张建国哈工大计算机科学与技术学院第4章操作系统及Windows XP 的使用本章前序计算机每秒钟可以执行数以亿次运算.如果由人直接指挥计算机进行各种操作,那么结果会怎样呢?人每秒种最快可以击键十次左右,如果由人来直接指挥计算机工作,即使计算机的运算速度再快,也无法发挥其速度的优势,且不说并不是每一个人都具有指挥计算机工作的能力.于是人们编制出一种专门用于指挥计算机软件和硬件系统工作的软件,这个软件就是操作系统.操作系统是计算机中最基本、最重要的软件!本章主要内容操作系统的基本概念文件与磁盘管理Windows XP操作系统本章小结本章的作业和任务不可缺少的知识哟!其他软件操作系统什么是操作系统OS(Operating System)?是系统软件的核心,它直接管理和控制计算机的一切硬件和软件资源,使它们能有效地配合,自动协调地工作.4.1 操作系统的基本概念硬件1. 操作系统的概念和作用用户由一组软件组成,是用户与计算机之间的接口操作系统的主要功能CPU 管理管理各种软件使用CPU.存储器管理管理各种软件使用内存.文件管理各种信息的物理存储与处理.设备管理管理与计算机连接的各种设备.作业管理程序及程序执行顺序管理.4.1 操作系统的基本概念(Cont.)看看!操作系统是多么重要呀!4.1 操作系统的基本概念(Cont.) 2. 操作系统的分类(1) 按运行环境分类用于控制装置实时操作系统对输入信号在限定时间内能作出响应.分时操作系统用于多用户环境将一台计算机的中央处理机连接多个终端设备,中央处理机按照优先级为各个终端分配时间片,轮流为各终端服务.用于成批作业的处理批处理操作系统以作业为处理对象,按照一定的顺序连续处理在计算机中运行的各种作业.4.1 操作系统的基本概念(Cont.)(2) 按管理用户数量分类例如：DOS 单用户操作系统一个用户始终独占计算机系统的全部资源.单用户单任务操作系统单用户多任务操作系统多用户操作系统一台计算机连接多个终端设备,多个用户共享计算机的软硬件资源.网络操作系统支持连接在网络中的计算机共享网络资源.例如：Windows XP例如：Unix例如：Windows Server4.1 操作系统的基本概念(Cont.)3. 常见的操作系统(1) DOS操作系统(Disk Operating System)1981年,由Microsoft推出的字符用户界面CUI( Character User Interface) 的单用户单任务操作系统.版本从1.0版发展到7.0版.微软: PC-DOSIBM: MS-DOSWindows保留的DOS环境4.1 操作系统的基本概念(Cont.)(2) Windows操作系统由Microsoft推出的图形用户界面GUI(Graphic UserInterface)的操作系统.单用户多任务版Windows3.1,Windows95,Windows98,Windows Me Windows 2000 Professional, Windows 2000 XP网络版Windows NTWindows ServerWindows Advanced Server 用户只需按照屏幕显示的信息操作即可!4.1 操作系统的基本概念(Cont.)(3) Unix操作系统由AT&T于1969年推出的多用户多任务操作系统.早期是字符用户界面,现在发展成图形用户界面.(4) Linux操作系统Unix的变种,是一种开放源代码的免费软件.(5) Mac OS操作系统支持Apple的Macintosh计算机的图形用户界面的操作系统.文件的概念一些相关信息的集合,作为一个整体存放在一起.每个文件有一个文件名,并用按文件名管理.计算机基础书名书的内容4.2 文件与磁盘管理1. 文件个人形象设计纲要（草案）1. 总则本人基础条件具备……文件名称文件内容Zhang.doc 一个文件可以存放一篇文章,一个程序,一个图形,一首歌.文件名用来表示文件的名字.文件名的构成基本名: 文件本身的名字扩展名: 文件的类型文件名的命名约定DOS:文件名1~8个字符,扩展名1~3个字符Windows:文件名+扩展名1~255个字符C .EXEISAB基本名扩展名4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件的类型用于区分不同类别的文件.例如:.COM 可执行的命令文件.EXE 可执行的程序文件.C C 语言源程序文件.ASM 汇编语言源程序文件.TXT 纯文本文件.DOC Word 文件.DAT 数据文件.HLP 帮助文件4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件名可以根据文件内容命名,而扩展名则是固定的.4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件的内容•Function F(ByVal x As Integer) As Double •Dim i As Integer •F = 1•For i = 1 To x • F = F * i •Next i •End Function程序文件格式化文档文件23,45.89,-32.15,6.0520.18,32.18,-0.0067,54.20数据文件StartInput A,BA>=B?S=A+BS=A-BOutput S End图形文件图像文件语音文件视频文件4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件的属性:反映文件特征的信息类型属性:文件类型空间属性:位置、大小时间属性:创建时间、修改时间、访问时间操作属性:只读、隐含、普通文档安全属性:所有者、权限磁盘文件扇区磁盘存储方法磁盘的存储空间和文件的信息空间划分成相等大小的单位(称为扇区),磁盘中的信息以扇区为单位存放.4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件2. 磁盘及其管理文件A------13文件B------21文件C------82文件D------1文件E------105文件F------91文件G------70文件H------5…………1 2 3 4 5 6 7 8 9 00 1 2 3 4 50 1 2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 91324263855End磁盘扇区文件分配表FAT目录磁盘扇区Sector,文件分配表File Allocation Table 与目录Directory4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件A------13文件B------21文件C------82文件D------1文件E------105文件F------91文件G------70文件H------5…………1 2 3 4 5 6 7 8 900 1 2 3 4 50 1 2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 91324263855End磁盘扇区文件分配表FAT目录文件分配表和目录是许多病毒程序攻击的目标4.2 文件与磁盘管理(Cont.)文件A------13文件B------21文件C------82文件D------1文件E------105文件F------91文件G------70文件H------5…………1 2 3 4 5 6 7 8 900 1 2 3 4 50 1 2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 91324263855End磁盘扇区文件分配表FAT目录磁盘读取失败是由于某些扇区有故障4.2 文件与磁盘管理(Cont.)驱动器的盘符软盘驱动器硬盘驱动器光盘驱动器网络连接的其他硬盘硬盘分区逻辑盘硬盘C(主硬盘主分区)C:从硬盘分区/光盘D:……软件驱动器BB:软盘驱动器A A:代表的驱动器驱动器名4.2 文件与磁盘管理(Cont.)一个硬盘可以分成多个区,每个区为一个逻辑硬盘磁盘分区一个实际硬盘分区1(逻辑硬盘1)分区2(逻辑硬盘2)磁盘分区的概念每个分区都有自己的FAT表和根目录.不同分区可以装载不同的操作系统.有一个主硬盘,主硬盘上有一个主分区.每一个分区都对应不同的驱动器名.新买硬盘使用前要先分区.但一般都由销售商做好.硬盘分区后其原有内容将丢失.4.2 文件与磁盘管理(Cont.)噢!放学后将我寝室划分成几个逻辑房间!C 盘D 盘1 2 3 4 5 6 7 8 900 1 2 3 4 5磁盘扇区0 1 2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 90文件分配表FAT文件A------文件B------文件C------82文件D------1文件E------105…………根目录磁盘格式化划分扇区建立FAT 表建立根目录4.2 文件与磁盘管理(Cont.)1 2 3 4 5 6 7 8 900 1 2 3 4 5磁盘扇区0 1 2 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 9 0文件分配表FAT000格式化的其他功能产生系统盘标记坏扇区4.2 文件与磁盘管理(Cont.)格式化后,磁盘中原有的信息全部丢失,要特别注意!4.2 文件与磁盘管理(Cont.)3. 文件管理(1)目录/文件夹引例:如果在一个大楼里工作的人不分门别类地管理,要找一个人是否容易?让每个人按某种需要进到某个房间中,只要知道其在哪个房间便可容易地找到该人？4.2 文件与磁盘管理(Cont.)3楼2楼1楼01020304 01020304 01020304每个房间都有一个号码,例如:1楼01号2楼03号将每个楼也命名,例如:A 楼B 楼“张三”在此房间“李四”在此房间“张三”的地址为:A 楼1楼01房间“李四”的地址为:B 楼2楼03房间楼和房间还可以用名字表示:“猫宅”“清凉室”4.2 文件与磁盘管理(Cont.)我知道,“李四”在2楼03号房间.他是2楼楼长吗?计算机中的目录/文件夹磁盘名目录名/文件夹名文件名C:\教学文件\教学计划.doc4.2 文件与磁盘管理(Cont.)对于一个人名来说:磁盘名:国家名,路径:通信地址,扩展名:姓,文件名:名楼层号,房间号姓名主楼:\1楼\01\张三地址目录名/文件夹名文件名路径楼名磁盘名Windows将目录称为“文件夹”Windows的文件4.2 文件与磁盘管理(Cont.) Windows的目录结构1. Windows 概述Windows 和DOS 都是Microsoft 的产品.DOS 的主要特征单用户单任务字符用户界面CUI (Character User Interface)Windows 的主要特征单用户多任务/多用户多任务图形用户界面GUI (Graphics User Interface)Windows 是在DOS 的基础上发展起来的,所以仍保留DOS 的某些特征.4.3 Windows XP 操作系统Windows是你操作计算机的基础呀!4.3 Windows XP操作系统(Cont.)(1) Windows家族1985年:推出Windows的最初版本Windows1.0由于诸多缺陷, 成为实验室里的展品.1990年:推出Windows3.0创造了一个多任务的运行环境,支持DOS平台上开发的应用软件,在PC机领域得到交口称赞,引起世界性轰动.1992年:推出改进的Windows3.1,获得商业上的巨大成功.1995年:推出Windows95,之后相继推出Windows97,Windows98,Windows NT, Windows Me2000年:推出Windows2000, Windows Server, Windows Advanced Server2001年:推出Windows XP.Windows XP以前的版本都是基于DOS基础之上的,Windows XP摆脱了DOS,成为独立的操作系统.4.3 Windows XP操作系统(Cont.)(2) Windows操作系统的特点Windows的优点图形用户界面,操作直观简便应用程序一般都是以窗口形式出现的窗口代表了应用程序.几乎所有操作都是在窗口中实现的.允许同时运行多个应用程序屏幕上可同时出现多个窗口.窗口之间可以互相切换.正在执行的窗口称工作窗口(或活动窗口).4.3 Windows XP操作系统(Cont.) Windows的不足体积庞大,程序代码繁冗,系统的稳定性不足.系统比较脆弱,一个小故障就有可能导致系统无法正常启动.自我修复能力较差,许多修复工作要在DOS下完成.系统存在漏洞,容易被计算机病毒和黑客攻击,特别是网络方面的漏洞给用户带来安全威胁.图形化界面易于使用,但使用起来不够灵活,用户无法知道系统是如何运行的.4.3 Windows XP 操作系统(Cont.)2. Windows XP 的界面(1) Windows XP 的桌面开机自动启动Windows XP,启动过程包括系统装入内存、设备检测、密码输入等一系列工作.任务栏开始菜单系统图标快捷图标桌面4.3 Windows XP 操作系统(Cont.)(2) Windows XP 的窗口标题栏菜单栏工具栏文件夹文件/文件夹最小化最大化关闭滚动条当前文件夹4.3 Windows XP操作系统(Cont.) Windows XP的窗口操作窗口操作打开,关闭最大化,最小化,还原移动窗口,改变窗口大小,滚动条菜单打开,退出,菜单命令执行,联机帮助等工具栏常用命令,自定义工具栏命令对话框单选框复选框命令按钮4.3 Windows XP 操作系统(Cont.)Windows XP 的对话框对话框也是Windows 的一种交互界面,主要用于一些简单的操作.纸牌选项对话框对话框没有菜单和工具栏4.3 Windows XP操作系统(Cont.)打印机选项对话框分组增量式按钮文本框列表框(4) Windows XP 的菜单菜单是一系列可选操作的列表,每个菜单项就是一个程序.操作者只需”点菜单”,Windows 就会调用相应的程序完成对应的操作.4.3 Windows XP 操作系统(Cont.)窗口菜单下拉菜单级联菜单复选菜单单选菜单对话框菜单下拉菜单级联菜单单选菜单弹出对话框菜单复选菜单4.3 Windows XP操作系统(Cont.)对话框当前状态下可用当前状态下不可用可用键盘命令执行4.3 Windows XP操作系统(Cont.)对象菜单右击桌面上或窗口中的任一目标(图标、空白处、菜单名、字符等),都会在其右侧弹出一个“对象菜单”.4.3 Windows XP操作系统(Cont.)开始菜单Windows 界面的核心.单击“开始”按钮可弹出“开始”菜单.该菜单包含管理本电脑的软、硬件资源的几乎所有途径.开始菜单按钮4.3 Windows XP操作系统(Cont.)程序:包含了Windows中安装的所有程序.文档:包含最近打开过的文档列表.设置: 提供管理各类硬件、安装程序、安装新硬件及进行其他系统配置的工具.搜索:帮助用户很容易地找到要找的内容.帮助:显示帮助对话框，它提供完整的联机文档.运行:可运行那些未在“程序”菜单中列出的程序.关闭:显示关闭系统对话框.4.3 Windows XP操作系统(Cont.)3. Windows XP的程序管理系统Windows XP程序管理系统通过“桌面”、“任务栏”、“开始”菜单及控制面板中的“添加/删除程序”来管理各种应用程序.程序的安装/卸载Install/Uninstall安装/卸载程序Windows XP的“控制面板”中有一个“添加或删除程序”项.4.3 Windows XP操作系统(Cont.)4. Windows XP的文件管理系统文件/文件夹的执行、复制、移动、改名、删除、属性设置,以及恢复等操作.(1) 文件管理系统界面桌面我的电脑资源管理器我的文档网上邻居回收站(2) 文件操作方式全部操作都可以在文件管理界面下完成.文件操作方式窗口菜单操作对象菜单操作拖曳鼠标操作键盘操作4.3 Windows XP 操作系统(Cont.)同一操作可用不同的方式实现4.3 Windows XP操作系统(Cont.)(3) 创建文件夹我的电脑→选择盘→选择要创建新文件夹的位置方法1：文件→新建→文件夹方法2：在空白区右击→新建→文件夹4.3 Windows XP操作系统(Cont.)(4) 文件/文件夹的选中及剪贴板文件/文件夹选中选中全部文件/文件夹选中连续一段文件/文件夹选中不连续的文件/文件夹去掉已选中的文件/文件夹对文件/文件夹操作前要先选中才行剪贴板在内存中开辟的一块区域,用于存放剪贴内容.剪贴板粘贴复制剪切剪贴板粘贴复制移动4.3 Windows XP操作系统(Cont.)剪贴板是一个非常重要的工具!4.3 Windows XP操作系统(Cont.)(5) 文件/文件夹操作文件/文件夹的复制/移动选择要复制的文件/文件夹方法1: 单击右键→”复制”/”剪切”(文件/文件夹送剪贴板) →选择复制目标位置→单击右键→”粘贴”方法2: 菜单→”编辑”→”复制”/”剪切”(文件送剪贴板) →选择复制目标位置→菜单→”编辑”→”粘贴”文件/文件夹删除选择要删除的文件/文件夹方法1: 菜单→”文件”→”删除“(文件/文件夹送回收站)方法2: 单击右键→”删除”(文件/文件夹送回收站)。