重庆大学计算机导论第六章.pptxVIP

第6章 操作系统简介 Dr. 沙行勉 计算机的启动 认识操作系统 操作系统对硬件资源管理 操作系统对应用程序提供较安全可靠的服务 操作系统对多运行环境的管理 文件系统 2018-1-8 1 第1节 计算机的启动 2018-1-8 Dr. 沙行勉 2 启动自检阶段 初始化启动阶段 启动加载阶段 内核装载阶段 登录阶段 计算机启动流程 2018-1-8 Dr. 沙行勉 3 不论是台式机、笔记本、手机，所有设备在开机启动过程中都会包括三个共同的阶段：启动自检阶段、初始化启动阶段、启动加载阶段。 这三个阶段主要由BIOS（Basic Input Output System）来完成的。 BIOS是一组程序，包括基本输入输出程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。 1.1 启动自检阶段 2018-1-8 Dr. 沙行勉 4 加电自检的功能是检查电脑整体状态是否良好。通常完整的POST自检过程包括对CPU、ROM、主板、串并口、显示卡及键盘进行测试。一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。 按一下电源按钮，计算机就进入启动自检阶段。如右图。 电脑刚接通电源，将读取BIOS程序，并对硬件进行检测。 这个检测过程也叫做加电自检（Power On Self Test，简称POST）。 1.2 初始化启动阶段 2018-1-8 Dr. 沙行勉 5 启动自检阶段结束之后，若自检结果无异常，接下来计算机就进入初始化启动阶段。 根据 BIOS 设定的启动顺序，找到优先启动的设备，比如本地磁盘，CD Driver，USB 设备等等。然后准备从这些设备启动系统。 初始化启动阶段还包括设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等。 1.3 启动加载阶段 2018-1-8 Dr. 沙行勉 6 初始化阶段完成之后，接下来将读取准备启动的设备所需的相关数据。由于系统大多存放在硬盘中，所以BIOS会指定启动的设备来读取硬盘中的操作系统核心文件。 由于不同的操作系统具有不同的文件系统格式（如FAT32，NTFS，EXT4等等），因此需要一个启动管理程序来处理核心文件的加载，这个启动管理程序就被称为Boot Loader。 Boot Loader的作用主要有两方面：首先，提供菜单让用户选择不同的启动项目，通过不同的启动项目开启计算机的不同系统。其次，能加载核心（Kernel）文件，直接指向可启动的程序区段来启动操作系统。 1.4 内核装载阶段 2018-1-8 Dr. 沙行勉 7 操作系统利用内核程序，开始测试并驱动各个外围设备，包括存储装置、CPU、网卡、声卡等等。 在这个阶段，有的操作系统会对硬件进行重新检测。 在操作系统开始使用内核程序测试和驱动外围设备时，操作系统的核心才接管了BIOS的工作。 1.5 登录阶段 2018-1-8 Dr. 沙行勉 8 登录阶段，计算机主要完成以下两项任务： 启动机器上安装的所有需要自动启动的Windows服务 显示登录界面 练习题 2018-1-8 Dr. 沙行勉 9 在安装Windows系统的个人电脑中，将希望开机运行的程序设置为开机自动启动。要如何设置？ 假设你有多个操作系统，如何使PC从指定windows7启动？ BIOS的程序存放在ROM中，请思考Andriod手机中的ROM与BIOS的ROM有何区别？PC机刷BIOS与Andriod手机刷机、刷ROM有何区别？ 提示：手机Android的ROM，是整个操作系统和一些常用的程序。 第2节 认识操作系统 2018-1-8 Dr. 沙行勉 10 什么是操作系统？ 中断 什么是操作系统 2018-1-8 Dr. 沙行勉 11 操作系统管理计算机资源，是软件与硬件的中间接口。 操作系统也是世界上最懒的管理者，因为它无时无刻不在“睡觉”。 操作系统的常态是睡觉，它不会主动做任何事的。它是被“中断”后才起来做服务的，做完后又睡觉了。 叫醒操作系统的方式叫做“中断”。中断的来源有三。有从硬件来的要求中断，有从软件来的要求中断，也有运行时碰到异常时来的要求中断。 操作系统不是神，它的执行也需要CPU。它不过是一个复杂的软件罢了（现在的Linux是个百万行的程序），操作系统被叫醒后也需要CPU才能执行。 2.1 中断 2018-1-8 Dr. 沙行勉 12 每当需要操作系统处理事务时，沉睡中的操作系统将会被唤醒，完成相应事务的处理。唤醒操作系统的行为叫做“中断”，你可以认为是“中断”操作系统的睡眠。 比如用户在从键盘按下“A”时，键盘会发出中断信号去叫醒操作系统，告诉他：“嘿，键盘的A按键已经按下去了，你处理一下吧”，这时，操作系统醒来处理这个事件。 又如用户程序在执行的过程中，需要读写文件，程序会产生一个中断请求，叫醒操作系统去处理读写文件事务。 另外