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计算机操作基础
计算机操作基础讲义
第一讲操作系统的基本概念
§1为何说学习计算机的操作就是学习操作系统
解答要点:
我们一般只能通过操作系统来使用计算机。
进一步的问题:
1不用操作系统可否使用计算机?
可以。
你会用吗?
计算机专业的学生应该会用
2没有操作系统的计算机叫什么计算机?
裸机。
§2为何要学习操作系统?
解答要点:
1:
操作系统已是现代计算机系统不可缺少的部分。
一般只能通过操作系统来使用计算机系统,已经不大可能直接使用裸机。
2:
商业软件也只能在操作系统下运行。
3:
操作系统的性能在很大程度上决定了计算机系统的性能。
§3你使用了多少操作系统?
解答要点:
1,使用过很多。
2,直接使用的有:
“心里”清楚的有微软产品
“心里”不清楚的有:
(部分)手机
3,间接使用的有:
太多。
银行、电信、电、机票、火车票、一些智能机器设备
进一步的问题:
1操作系统的主要分类?
批处理/分时/实时
2常用的操作系统是怎样的操作系统?
微软的产品:
单用户(个人)多任务操作系统
苹果的产品:
单用户(个人)多任务操作系统
UNIX家族:
多用户多任务的分时操作系统。
3操作系统可靠吗?
为何?
操作系统的特征:
1:
并发:
并发指在系统中存在许多同时或叫并发的活动。
2:
共享:
指系统中各活动共同享用系统的软硬件资源。
共享要解决的问题有:
资源分配、对数据的同时存取、不同活动怎样同时使用一个程序、共享资源的保护等等。
3:
信息的长期存储:
为了实现用户对程序和数据的共享,便于用户随时使用,系统一定要能长期存储这些信息。
由此而带来的问题是:
提供怎样的操作方式才能使用户的使用最简单;怎样才能保护这些信息不受有意或无意的非法侵袭;系统在发生故障时提供怎样的措施来保证存储信息免遭破坏或丢失的数据最少。
4:
不确定性:
我们要求一个程序在同一个数据集上运行产生的结果应是一致的。
从这种意义上讲操作系统应该是一定、确定的。
但是同一个程序在同一数据集上运行的时间可能不同;另外同一组程序一起交系统运行,他们运行的次序可能不同。
由于他们运算的次序不同产生的结果可能也不同。
这些就是操作系统的不确定性。
操作系统的不确定性是有其内部原因的。
主要是系统内部各种活动并发。
如外部设备的输入、输出请求,程序故障,人工干预等等。
这些事件的发生都是不可预测和并发的,而且是很难(或基本不可能)重复出现。
4如何演示操作系统中的并发。
这是一个非常好的问题。
但并不是能很好地演示,如不确定性的演示。
具体有:
你能演示一个加法程序(类似银行存钱的程序),在你一个人运算时,程序的结果是1+1=2,但多人同时运算时结果就不是1+1=2,而是不确定的结果。
(深入思考的问题:
银行是怎样做的?
银行存钱的“动作”就一定不错吗?
)
常用操作系统的基本情况
Dos和Windows
Dos和Windows都是单用户的操作系统。
Windows是由Dos逐步发展起来的。
两者的相同的是都是单用户的操作系统。
但是windows是一个基本不公开的操作系统,而Dos是一个充分公开的操作系统。
我们可以从1简单、2灵巧、3没有安全限制和4公开的比较充分4方面来描述Dos。
Dos从1.0开始一直到Dos7.0(在Windows98中,是16Bits代码)。
Windows从1.X开始到3.X后改为另一个名字:
Windows95,然后是Windows98/Me。
WindowNT
WindowsNT是微软公司开发的多用户多任务的操作系统。
NT4.0的后续版本,改名为Windows2000。
WindowsMe和Windows2000(NT5.0)发展成为WindowsXP.
现在有新的vista
UNIX家族
UNIX是BELL实验室在1970开发的在小型机上运行的多用户多任务的操作系统。
也是当今唯一可以和微软产品抗衡的操作系统。
由于UNIX开始是免费提供给大学使用的,所以在学校就有了许多改进的版本,最有名的就是加利福尼亚州大学的伯克利分校的BSD版。
后来众多的厂商看到了UNIX的商业利益,就大肆开发自己的版本,形成众多的UNIX版本。
比较有名就有:
IBM公司的AIX;
HP公司的HP-UNIX;
Sun公司的Solaris;
OSF(OpenSoftwareFoundation开放软件协会IBM,Digital,HP,Apollo等)的OSF
UI(UNIXInternationalUNIX国际AT&T,Sun)的确SVR4
SCO公司的UNIX
另外还有:
XENIX、MINIX等。
自由软件Linux
软件有三种:
1商业软件commercialsoftware:
软件业为商业利益开发的软件产品。
2共享软件shareware:
软件开发者提供试用软件程序,使用者在试用后,如果要继续使用就必须向开发者交纳一定的使用费用。
3自由软件Freeware/Freesoftware。
开发者向使用者免费提供全部源代码,任何人都有使用、修改、复制、扩散该软件的权利,同时使用者也必须承担将自己修改过的代码公开的义务。
自由软件的自由(Free)有两层含义:
1是免费,2是自由。
免费是指自由软件应免费提供给任何使用者(包含商业目的的使用者),而且软件的源代码也必须是同时公开和免费提供的。
自由的是指它的源代码不仅公开而且可以任意修改(包含对软件的完善和在此基础上的开发)。
所以自由软件人们是可以依据个人的用途对其做自己喜欢的任意事情(但这不包含:
你能说这个自由软件是你开发的—除非你真是此软件的最初的开发和提供者)。
1984年,自由软件的积极倡导者RichardStallman组织开发了一个完全基于自由软件的软件体系------GNU(GNUisNotUnix),同时还拟定了通用共用版本协议GPL(GeneralPubliclicense)。
在这个体系下,自由软件的先驱们开发出了许多经典之作。
向TCP/IP网络、SLIP(SerialLineInternetProtocol串行线路接口协议)、PPP(Peer-peerProtocol端对端协议)、C++编译器、Java内核支持等等。
特别是在1993年,Linus把Linux交给了自由软件,使得GNU有了一个非常好的发展基础。
现在自由软件有很多都在基于Linux操作系统的。
AppleOS:
很遗憾,我的不懂!
!
!
没有用过。
看起来很像WINDOWS界面!
!
!
!
!
!
!
!
有趣的问题:
是Windows像Apple还是Apple像windows?
?
?
?
提示:
按照中文的习惯,A像B,则隐含了B在前A在后,A学习了B.
§4计算机的体系结构
解答要点:
层次结构。
Applicationprograms应用程序
Applicationenvironment应用环境
Systemprograms系统软件
Virtualenvironment虚环境
OperatingSystem操作系统
A
B
Virtualmachine虚机器
Microcode微码
Baremachine裸机
Hardware硬件
A:
公开天窗,B:
未公开的天窗
计算机系统的N层结构图
进一步的问题:
1,层次结构有以下几个特点:
1单向服务的理论层次结构
2全包含低层的理论层次结构
3留有天窗的实际层次结构
2,层次之间的信息交换:
编译Compile和解释interpret
编译,把高层次已成文的完整程序翻译成一个更低层次的完整程序。
解释,把高层次的不完整的程序(一般是一两条语句)翻译成更低一层次的完整程序。
3,编译中的四步:
1编写源程序。
思想到源程序编辑器Editor
2编译源程序。
源程序到目标(机器)码编译器complier
3链接目标码。
目标码到OS格式的可执行码链接器Linker
4执行可执行码。
在OS下运行执行码。
§5UNIX的入门操作
5.1怎样可以使用UNIX
1自己安装一个UNIX版本
2使用他人的UNIX服务器
信息学院操作系统课程专用的服务器:
210.37.45.179
5.2HowtointoUNIXOS
login:
accountname
password:
passwordIthasnotbeenseen.
我们上用的帐号:
aq01/aq02密码是两次帐号
5.3HowtoexitUNIXOS
1:
exit
2:
ctrl+D
3:
Killedbyotherprocess
5.3ThecommandsaboutHOMEconcepts与家有关的命令
1:
whoami
2:
wdisplayallusertheyareinUNIX
3:
setdisplayenvironment
HOMEpath/mailaddress/timezone/shellname
4:
datedisplaynowdateandtime
5:
cal显示万年日历
Home家,操作系统分配给用户的硬盘空间。
Home的主人具有对家操作的所有权利。
进一步的问题:
1,怎样使用windows?
(一个人)
2,使用windows和UNIX之间有何本质区别?
(主人和客户)
§6UNIX中最基本的目录和文件操作
6.1ThecommandsforDirectory&file
1:
mkdirmakeaDirectory
usage:
$mkdirdirnamemakeanewdirectorydirname
2:
rmdirremoveadirectory[s]
usage:
$rmdirdirnameremovethedirectorydirname
3:
cdChangeDirectory
usage:
$cdpathnamegointothepathname
$cdgointoHOME
4:
pwddisplayworkingirectory
5:
lslistfile’sinformationls-l
6:
catdisplaythecontentoffile
usage:
$catfilename[s]displayfilecontent
特殊用法:
创建文件。
$cat>MyFile<回车>
thisismyfile.<回车>
….<回车>
….
生成一个名字是MyFile的文本文件
7:
moredisplayfilecontentwithcontrols
usage:
$morefilename[s]
8:
mvmoveafiletoanother
usage:
$mvfilename1filename2
9:
cpcopyfile
usage:
$cpfilename1filename2
10:
rmdeletefile[s]
usage:
$rmfilename[s]
6.2UNIX中的文件分类
普通文件以-开头
特殊文件:
目录文件以d开头
块设备文件以b开头
字符设备文件以c开头
进一步的问题:
1,windows下怎样进行这些操作?
(1鼠标,2命令:
cd/md/rm/dir/type/del/ren)
2,为何UNIX用rm删除文件,而不用del.进一步更专业的问题:
什么是删除delete?
?
§7实验内容
1,完成讲到的所有命令。
2,按照学号建立一个目录,作为今后作业和实验的“场地”。
计算机操作基础讲义
第二讲操作系统中的基础概念进程及有关问题
§1进程概念
解答要点:
1,进程是操作系统中的活动,因此进程有生有死,是动态的。
2,创建进程的进程是父进程,被创建的进程是子进程。
3,每个进程都有自己的名字,分为内部名字:
PID和外部名字:
运行时文件(命令)名。
4,在UNIX中,有一个进程祖先,PID=0,其他所有进程都是该进程的子孙,因此在UNIX中有一棵完整的进程家族树。
进一步的问题:
1进程的名字问题?
Processandtask。
中文类似的名字有:
理发和剃头。
2进程如果“不死”怎么办?
进程“不死”可能的原因是:
1,发生死锁;2发生饥饿;3变成僵尸(zombie)
3UNIX中的进程必有父进程
当一个进程与父进程脱离关系后,它一定被老祖宗0号进程收养。
因此,也把0号进程称之为“孤儿院”。
4Win系列下的进程和概念问题?
?
1,概念。
2与UNIX有和不同?
§2UNIX中与进程有关的命令是什么?
解答要点:
1:
ps显示进程及关联数据命令,常用形式$ps–ef
2:
ps显示的具体数据主要有:
UID:
userIDidentifier进程主人的ID
PID:
ProcessID进程内部名字
PPID:
ParentprocessID
STIME:
StartTime进程出生时间
TIME:
RunningTime
CMD:
Command进程外部名字
3:
kill终止进程命令,常用形式$psPID
4:
kill的“火力”,kill–1~-9。
-9最强。
进一步的问题:
1:
kill命令的权利是什么?
1:
自杀;2杀自己的子孙
2:
windows中的进程
1:
用ctrl+alt+del可以出现一个画面,其中有所有的进程。
2:
windows中有进程、任务、线程等概念。
3:
windows中有进程没有家族,既这些进程是“天生”,没有父
母,也没有儿女。
§3UNIX操作系统中家HOME的概念
解答要点:
4,每个用户都有自己的HOME,可以用set命令查看,可以用cd命令直接回家。
5,只能在自己家中活动,能做的动作有三种,
既三种权限:
r读w写x执行。
3,整个UNIX就是一个0号、也即root的家,其他所有人都是在这个大家中的一个小家。
4,能否到其他人家中去,要看他人是否给你授权,他人给你r的权利,你就可以读,给你w的权利就可以写,等等。
进一步的问题:
1当不能回家时怎样办?
把数据写入永远可以写的目录/tmp
2家以外的资源:
/bin系统提供的命令
/lib系统提供的库
/usr/bin系统提供的命令
/tmp系统提供的临时目录,这里没有安全限制。
§4vi的使用
要点:
1,vi的两种状态:
命令和编辑。
2,vi的命令可以组合。
3,vi的操作可以不用看屏幕。
4,第一次练习要掌握的命令:
vig.c用vi编辑C程序g.c
:
wq保存并退出vi。
esc:
进入命令状态。
注意:
esc是键盘左上角的一个键。
i:
由命令状态进入编辑状态
a:
由命令状态进入编辑状态
注意ia的区别:
一个在当前光标处插入,一个在光标后插入。
x:
删除一个字符
5,具体例子,写程序gu1231.c。
注意:
括号中的操作是不显示的,一定要敲对键!
!
$vigu1231.c<回车>
esci#include
main()<回车>
{<回车>
printf(“HelloWorld!
\n”);<回车>
}<回车>esc:
wq<回车>
$
§5实验内容
1,$ps–ef查看PID,PPID,STIME,TIME,CMD等内容。
2,$set查看HOMEEmail等与家有关的内容。
3,$cd/bin到/bin目录
$ls-l数数有多少可执行文件
4,$l|wc用wc计算文件数量
5,用rm命令删除/bin目录中的文件,看有怎样的结果。
§6第1个简单c程序
程序要求,显示:
“HelloWorld!
”。
C程序名是:
姓的拼音+学号后3位+1。
例:
Gu1231.c
实验目的:
看到屏幕上显示“HelloWorld!
”。
具体步骤:
1,$vigu1231.c用vi编写一个C程序。
2,$makegu1231用make编译gu1231.c的C程序,产生可执行文件gu1231
3,$gu1231执行gu1231得到结果。
4,(显示)HelloWorld!
gu1231.c的内容:
#include
main()
{
printf(“HelloWorld!
\n”);
}
§7第2个简单c程序
程序要求:
死循环显示:
“HelloWorld!
”。
C程序名是:
姓的拼音+学号后3位+2。
例:
Gu1232.c
实验目的:
看到屏幕上死循环显示“HelloWorld!
”,然后用ps–ef找出死循环进程,用kill把它“杀死”。
C程序名是:
姓的拼音+学号后3位2。
例:
Gu1232.c
具体步骤:
1,$vigu1232.c用vi编写一个C程序。
2,$makegu1232用make编译gu1232.c的C程序,产生可执行文件gu1232
3,$gu1232执行gu1232得到结果。
4,HelloWorld!
HelloWorld!
……
(不停地显示…)
6,注册另一个同样用户,$ps–ef|grepgu1232(SCOUNIX)
ps–j–x-a|grepgu1232(BSDUNIX)
找出gu1232的PID
6,用killPID终止死循环的gu1232
Gu1232.c的内容:
#include
main()
{
while
(1)printf(“HelloWorld!
\n”);
}
实验要求:
要求独立完成以上编译程序实验。
计算机操作基础讲义
第三讲UNIX系统中的权限及有关问题
§1UNIX中有关文件的概念
解答要点:
1:
UNIX中所有资源都是文件,文件分为普通文件和特殊文件两类。
2:
所有文件都具有不同的权限。
进一步的问题:
1:
普通文件:
文本:
ASCII组成的文件
.o:
机器码文件
.a:
库文件
.c:
c语言源程序
2:
特殊文件
1,目录文件,以d开头的文件
2,块设备文件,以b开头的文件
3,字符设备文件,以c开头的文件
3:
物理文件和逻辑文件
1,在UNIX下,用I-node只是出物理文件所在地。
$ls–l–i-l:
长列表显示文件属性,
-i:
显示文件I-node。
2,命令ln
$lnf1f2产生新的连接文件f2.可以看到f1,f2的I-node相同。
4:
windows下是否有类似的概念?
能否找到windows的物理文件和所在地点?
5:
逻辑文件的用途?
§2UNIX中有关权限概念
解答要点:
1:
具体对于某一个文件,系统中的用户分为三类:
文件主人owner,与主人同组的人group,其他other
文件主人只能一个。
2:
在UNIX系统中规定了三类操作:
r读,w写,x执行。
命令:
chownOwnerNamefileName改变文件主人
chgrpGroupNamefileName改变文件组
chmod改变文件权限
数字法chmodNNNFileNameNNN3个8进制数
字母法chmod[ugoa][+-=][rwx]FileName
进一步的问题:
1:
与权限有关的命令:
$chownOwnerNamefileName改变文件主人
$chgrpGroupNamefileName改变文件组
$chmod改变文件权限
1数字法$chmodNNNFileName
NNN3个8进制数
2字母法$chmod[ugoa][+-=][rwx]FileName
2:
权限与8进制的关系
r-4w-2x-1
3:
windows下的权限怎样?
(可以随便改动,但vista后有了变化)
§3文件名和目录(路径)
解答要点:
1:
文件名的长度有限度。
短文件名和长文件名
2:
路径:
绝对路径:
以/(dos和Win以\)开始的路径
相对路径:
以非/(dos和Win以\)开始的路径
3:
文件名可以加上路径一起使用。
进一步的问题:
1:
当前目录:
现在正在工作的目录。
用’.’点来表示。
2:
上一级目录:
用’..’点点来表示。
3:
cd命令改变目录
4:
§4实验内容
1,cd改变目录。
$cd不加任何参数,直接回家。
$cd../返回上一级目录
$cd/tmp用绝对路径到/tmp
2,ls-l显示文件参数。
-rwx------文件权限内容:
主人:
可以读写执行,其他人什么
都不可以做
3,修改文件权限
$ls-l>glls-l命令利用定向产生文件gl
$chmod700gl把gl的权限修改成只允许主人自己操作。
$chmod000gl把gl的权限修改成谁都不能操作。
$chmodu+rgl给文件gl的主人增加读的权利。
4,用户间文件传递
在一个用户下建立一个文件,然后用文件操作方式,把此文件“送给”另一个用户。
计算机操作基础讲义
第四讲UNIX系统中的shell及相关问题一
§1UNIX中的shell及三个标准文件
解答要点:
一、shell类型
1:
Bshell由Bell实验室鲍恩(S.R.Bourne)编写.
存放在:
/bin/sh.最常用.提示符号:
$
2:
Cshell由加利福尼亚大学伯克利分校比尔.乔伊(BillJoy)实验室编写
存放在:
/bin/csh.类似C语言
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