2.3操作系统

       为了使计算机系统的所有软硬件资源协调一致、有条不紊地工作，就必须有一个软件来进行统筹的管理和调度，这种软件就是操作系统。注意，操作系统属于系统软件。

       这里再补充一下，驱动软件也属于系统软件。

       操作系统直接运行在裸机上，它直接控制、管理各种硬件资源。在操作系统的支持下，计算机才能运行其他系统软件和应用软件。

       因此操作系统又叫“人机接口”，“软件平台”。

       操作系统是用户和计算机硬件系统之间的接口，它为用户和应用软件提供了访问和控制计算机硬件的桥梁。

2.3.1操作系统的安装与维护

       1.系统安装

       正版操作系统的安装比较简单，一般分为三步：首先购买正版操作系统光盘；其次，将光盘放入计算机光驱自动安装；最后，输入序列号，激活操作系统。

       2.系统维护

       计算机安装完操作系统后，需要安装相应的驱动程序，驱动程序是硬件与操作系统之间的桥梁，它们使得操作系统能够识别和使用计算机的各个硬件组件。比如，显卡驱动，声卡驱动，蓝牙驱动等。

       通过设备管理器检查硬件驱动是否异常，如果驱动异常，可以通过设备管理器或第三方驱动软件下载、安装相关驱动程序。

       安装完操作系统及相关驱动程序，还建议下载安装最新版本的杀毒软件，并且定期更新、升级杀毒软件病毒库，以保证计算机安全运行。

2.3.2操作系统的作用和功能

       有了裸机，在裸机之上是系统软件里面的操作系统和其他的系统软件，其他的系统软件里面由一个是驱动软件，驱动软件属于系统软件，最后才有应用软件。

       操作系统的主要功能就是管理和控制计算机的所有软件、硬件及数据资源。具体功能而言，操作系统主要是文件管理、设备管理、存储管理和处理器管理。

       1.文件管理

       主要是系统对文件存储器的存储空间进行分配、维护和回收，同时负责文件的索引、共享和权限保护。

       2.设备管理

       主要是协调I/O设备与CPU和内存的工作，包括对输入输出设备的分配、初始化、维护与回收等，为用户提供使用外部设备的最佳接口，以便用户使用计算机。        

       3.存储管理        

       主要是针对内存储器的管理。计算机的内存储器是CPU可以直接存取的存储器。一个进程要在 CPU上运行，就一定要占用一定的内存，否则就无法运行。内存的特点是速度快，但是容量相对较小，不能满足实际的需要。所以，操作系统使用一部分硬盘空间模拟内存，即虚拟内存，为用户提供了一个比实际内存大得多的内存空间。

       虚拟内存的最大容量与CPU的寻址能力有光。地址线是20位,则虚拟内存最多是1MB;若地址线是32位,则虚拟内存可以达到4GB。        

       4.处理器管理

       处理器管理主要是对处理器的分配和运行进行合理有效的管理与调度，以提高处理器的利用率。处理器管理可分为作业管理和进程管理两种。

2.3.3操作系统的分类和简介

       1.操作系统的分类

       经过多年的迅速发展，操作系统种类繁多，功能也相差很大。操作系统有以下不同的分类标准。

       （1）按与用户对话的界面分类

       操作系统可分为命令行界面操作系统（如MS-DOS，Novell等）和图形用户界面操作系统（Windows等）。

       （2）按系统的功能分类

       操作系统可分为3种基本类型，即批处理系统、分时操作系统、实时操作系统。随着计算机体系结构的发展，又出现了许多种操作系统，如个人计算机操作系统、网络操作系统和智能手机操作系统。下面各操作系统做简要介绍。

       ① 批处理系统。批处理系统是用户将程序、数据以及作业说明书组成的作业一批批地提交计算机系统，由计算机自动完成这批作业并输出结果，操作系统控制作业的执行和作业间的交替。
       ② 分时操作系统。分时操作系统的主要特点是将CPU的时间划分成时间片，轮流接收和处理各个用户从终端输入的命令。多个用户能够在各自的终端上观察和控制自己程序的运行，及时获得运行结果，还可以进行程序的调试和改错。典型的分时操作系统有UNIX, Linux等。
       ③ 实时操作系统。实时操作系统的主要特点是指对信号的输入、计算和输出都能在一定的时间内范围内完成。计算机对输入信息要以足够快的速度进行处理，并在确定的时间段内做出反应或进行控制。超出时间范围就失去了控制的意义。根据具体应用领域的不同，可以将实时操作系统分成两类:实时控制系统(如导弹发射系统、飞机自动驾驶系统)和实时信息系统(如机票订购系统、证券交易系统)。
       ④ 个人计算机操作系统。个人计算机操作系统是一种运行在个人计算机上的操作系统，主要特点是计算机在某个时间段内为单个用户服务，采用图形用户界面，界面友好，使用方便，用户无须专门学习也能熟练操作机器。目前常用的有 Windows, Linux 等。
       ⑤ 网络操作系统。网络操作系统是为网络上的计算机提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统，是在单机操作系统的基础上发展起来的，功能更强大。目前常用的是 Windows Server。
       ⑥ 智能手机操作系统。智能手机操作系统运行在高端智能手机上。智能手机具有独立的操作系统和良好的用户界面，以及很强的应用扩展性，能方便随意地安装和删除应用程序。目前常用的智能手机操作系统有 Android 和 iOS。

       2.常用操作系统简介

       操作系统种类很多，主要介绍DOS，Windows，UNIX，Linux，Mac OS和Android。

       （1）DOS

       DOS(Disk Operating System)是Microsoft研制的配置在个人计算机上的单用户命令行界面操作系统。它曾在20世纪80年代广泛应用在PC机，极大地推动了计算机的应用普及。DOS的特点是简单易学，硬件要求低，但存储能力有限，现在已被Windows替代。

       （2）Windows

       Windows是Microsoft公司研发的图形用户界面操作系统。它具有图形用户界面、操作简单、生动形象等特点，是目前装机率最高的一种操作系统。

       （3） UNIX

       UNIX是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构。UNIX优点是具可移植性，可运行于许多不同类型的计算机上，具有较好的可靠性和安全性。缺点是缺乏应用程序不够丰富，并且不易学习，这些都限制了UNIX的普及应用。

       （4）Linux
       Linux是一种源代码开放的操作系统。源自UNIX，与UNIX兼容，能够运行大多数UNIX软件、应用程序和网络协议。Linux以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的操作系统。

       （5）Mac OS
       Mac OS是一套运行在苹果公司的Macintosh系列计算机上的操作系统，是首个在商用领域成功的图形用户界面操作系统。Mac OS具有较强的图形处理能力，广泛用于桌面出版和多媒体制作领域。Mac OS的缺点是与Windows缺乏较好的兼容性，影响了它的普及。

       （6） Android
       Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要用于移动设备，如智能手机和平板电脑。目前，Android是智能手机上最重要的操作系统。

2.3.4Windows

       1.Windows发展史

       Windows操作系统主要有两个系列:一是面向台式机和笔记本电脑的系统;二是面向服务器和其他专用设备的系统。

       Windows 10是新一代跨平台及设备应用的操作 系统,不仅可以运行在台式机和笔记本电脑上,还可以运行在智能手机、物联网等设备上。以下介绍以 Windows7为例。

       当前的 Windows有32位和64位之分。因为目前CPU一般都是64位的,所以操作系统既可安装32位的,也可以安装64位的。若安装了32位的 Windows,则只能支持32位的应用程 序;若安装了64位的 Windows,则32位和64位的应用程序都可以支持。

       Windows与CPU和应用 程序位数关系为:CPU的位数>=Windows的位数>=应用程序的位数。

       2.桌面

       “桌面”是一个很重要的概念,指的是当用户启动并登录操作系统后,用户所看到的一 个屏幕区域。桌面实际是一个系统文件夹。

       3.任务管理器

       右键单击任务栏空白处可以启动任务管理器，也可通过快捷方式Ctrl+Alt+Delete或者Ctrl+Shift+Esc启动任务管理器。

       任务管理器的用户界面提供了应用程序、进程、服务、性能、联网、用户6个菜单项。在不能使用鼠标的情况下，可以选择具体的应用程序，单击【结束任务】按钮，强制关闭指定应用程序

       (1）终止未响应的应用程序
       当系统出现像“死机”一样的症状时，往往存在未响应的应用程序。此时，可以通过任务管理器终止这些未响应的应用程序，系统就恢复正常了。

       （2）终止进程的运行
       当CPU的使用率长时间达到或接近100%，或系统提供的内存长时间处于几乎耗尽的状态时，通常是因为系统感染了蠕虫病毒的缘故。利用任务管理器，找到CPU或内存占用率高的进程，然后终止它。

       4.控制面板

       控制面板是用来进行系统设置和设备管理的一个工具集。在控制面板中，用户可以根据自己的喜好对桌面、用户等进行设置和管理，还可以进行添加或删除程序等操作。

       （1）管理用户

       Windows允许多个用户共同使用同一台计算机，这就需要进行用户管理，包括创建新用户以及为用户分配权限等。在 Windows 中，每一个用户都有自己的工作环境，如桌面、“我的文档”等。
Windows 中的用户有以下两种类型。
       ①标准用户。标准用户可以使用大多数软件以及更改不影响其他用户或计算机的系统设置。
      ②管理员。管理员有计算机的完全访问权，可以做任何修改。用户管理的途径是选择“控制面板”“用户账户和家庭安全”选项。

       （2）卸载应用程序

       在控制面板中，对程序的管理和设置集中在“程序”组中，可以卸载程序、打开或关闭 Win- dows 功能等。

        （3） 管理设备

       每台计算机都配置了很多硬件设备,它们的性能和操作方式都不一样。但是在操作系统中,用户可以极其方便地添加和管理硬件设备。这就是控制面板中的设备管理器。
       ① 添加设备。目前,绝大多数设备都是USB设备,即通过USB电缆连接到计算机的USB端口。USB设备支持即插即用(Plug and Play,PnP)和热插拔。即插即用并不是说不需要安装设备的驱动程序,而是意味着系统能够自动检测到设备并自动安装相应的驱动程序。当然,除了即插即用的设备外,还有一些非即插即用硬件,这类硬件连接到计算机后并不能立即使用,需要手动安装相应的驱动程序才可以使用。
       ② 管理设备。在Windows中,对设备进行集中统一管理的是设备管理器。在设备管理器中,用户可以检查硬件状态,并更新安装在计算机上的硬件的设备驱动程序。