計算機概論

第3章 電腦作業環境與應用

3-1 作業系統扮演的角色

3-2 作業系統的功能

3-3 電腦作業系統的類別

3-5 電腦作業系統操作實務

作業系統扮演的角色

3-1

電腦作業環境分為四大單元：

1.電腦硬體

2.作業系統

3.應用軟體

4.使用者

作業系統的功能

3-2

2.電腦資源管理

(1)處理程序的管理

(2)主記憶體的管理

(3)輔助記憶體的管理

(4)磁碟和檔案的管理

(5)輸出/輸入裝置管理

(6)網路的管理

「虛擬記憶體(virtual memory)」是作業系統管理記憶體的一種方法，以硬碟上的一個區塊作為RAM使用。作業系統使用查表方式將應用程式使用的記憶體位址轉換為真實的記憶體位址，並暫時將用不到的記憶體區塊資料搬到硬碟上，使可用記憶體數量比實際記憶體數量來得多，所以使用者的程式可以大於主記憶體。

電腦作業系統的類別

3-3

(1)批次處理系統

將資料成批集中，再配合處理程序以一次處理的方式完成，此系統稱為批次處理系統(Batch Processing System)。批次處理的特性為：

1.適合週期性的處理作業。

2.適合時間性不急迫的處理作業。

3.由於處理大批資料，所以需要藉助離線裝置。

圖3-8   批次處理

批次作業系統適合處理大批而不重時效的作業，例如銀行每月才檢查帳戶的結餘金額，可能每半年才計息一次等作業。其他像升學考試的電腦讀卡作業、水電瓦斯計費等作業。

電腦作業系統的類別

3-3

(2)即時處理系統

「即時處理系統(Real-time Processing System)」的作業方式是當有輸入時，會立即處理並會回應訊息。其特性為：

1.反應時間要夠快。

2.即時系統必須為連線(on-line)的系統。

3.有些需具以交談式處理功能。

圖3-9   即時處理

此作業系統非常適合線上作業，例如交通號制系統、自動提款機、訂票(位)系統、資料查詢系統、保全系統或國軍的防空系統等。其中自動提款機、訂票(位)系統等也必需具備交談處理功能。

電腦作業系統的類別

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(3)多元程式系統

多元程式系統(Multi-Programming System)乃指電腦中只有一個CPU，但記憶體中可以同時載入數個程式。當CPU執行其中一個程式時，若需等待輸出入工作完成，則CPU會轉向另一個程式服務，如此可以使CPU不斷的保持在忙碌狀態，就像同時執行許多程式一般。

(4)分時處理系統

分時處理系統(Time Sharing Processing System)是利用CPU排程及多元程式的概念，讓多個使用者中都能分到一小塊時間，每一個使用者在記憶體中各存有一個程式，而每一個程式都被分成數次執行，每次只佔掉CPU一小段時間。分時系統能讓多個使用者，同時共用一套電腦系統，因為每一筆交易或工作都只佔用CPU很短的時間，作業系統很快從這個使用者程式轉到另一個使用者程式，達到多人同時使用的目的。

電腦作業系統的類別

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圖3-10   循序處理與分時處理之比較

電腦作業系統的類別

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(5)多元處理系統

多元處理系統(Multi-Processing System)是指連結多個CPU，共同分享系統資源，把工作分配給不同的CPU處理，可以減少處理的時間而加快速度。使用多處理器也可以提高系統的可靠性(reliability)，因為可以將工作適當地分配給不同的處理器，當一個處理器故障時，不會讓整個系統當機，只會減慢整個系統的速度而已。

(6)分散式處理系統

分散式處理系統(Distributed Processing System)與多元處理系統相似，但其最大的差別在於分散式系統中的各個處理器之間並不共享記憶體或時脈(clock)，每個處理器都有其各自的記憶體，處理器要交換訊息，是藉由通訊線路來完成的。分散式系統具有資源共享、加速運算、可靠性高、訊息交換等優點。

電腦作業系統的類別

3-3

2作業系統的類別

作業系統一般分為三種：

(1)單人單工

(2)單人多工

(3)多人多工

電腦作業系統操作實務

3-5

一般作業系統的啟動程序包括載入啟動程式和載入作業系統。

¢載入啟動程式

¢「啟動程式」被放在BIOS的Flash ROM中。電腦在電源被啟動後，會先執行自我測試(Power-On Self Test, POST)工作，然後電腦會自動載入啟動程式至記憶體中。

¢載入作業系統

¢啟動程式載入記憶體後會自動執行，接著將作業系統的部分程式載入記憶體中，讓作業系統取得控制權。接著作業系統才開始執行其相關程式的載入及執行作業。

電腦作業系統操作實務

3-5

表3-2   常見的檔案類型

副檔名

檔案類型

副檔名

檔案類型

可執行檔

mp3、mid、wav

音樂格式檔案

輔助說明檔案

zip、rar、lzh、arj

壓縮檔

bat、com、exe

hlp

dll、sys

系統檔案

bmp、jpg、gif、tif、png、ico、wmf

圖片格式檔案

txt

ASCII碼文字檔

asf、avi、mpg、wmv、mov、rm

影片格式檔案

doc、xls、mdb、ppt

MS Office軟體

tmp

暫時檔案

lnk

捷徑檔

htm、html、asp、php

網頁格式檔案

電腦作業系統操作實務

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區域網路電腦的檔案，必須符合UNC的命名方式。UNC稱為統一命名協定(Universal Naming Convention) 。假設ABC電腦的C:磁碟機設為磁碟共享，而且共用名稱為SHARE_C時，則該檔案在網路上的UNC名稱表示為：

●檔案排序

在資料夾中有許多檔案，要快速找到想要的檔案，可以透過排序的過程，相近的檔案都會集合在一起，並以由小至大的順序(遞增)或是由大至小的順序(遞減)排列。其排列的順序是依符號、數字、英文字等的ASCII碼的順序，而中文字是依筆劃順序。所有字元的排列順序為：

電腦作業系統操作實務

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一顆全新的硬碟在開始使用前，必須先將其分割成一個或數個分割區。在Windows XP稱每一個分割區為磁碟區(volume)。

使用磁碟分割具有以下的優點：

¢支援多重開機：可以將多種作業系統安裝在不同的分割區中，開機時選擇一種作業系統開機。

¢便於檔案管理：將不同的檔案置於不同磁碟，方便於備份與管理。

¢便於系統維護：許多系統維護是以磁碟為單位，例如「磁碟掃描、磁碟重組、清理磁碟」等，磁碟容量小可以加快執行速度。

電腦作業系統操作實務

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磁碟分割區依性質可以分為「主要分割區、延伸分割區、邏輯分割區」。

¢主要分割區

¢每顆硬碟的分割區中至少要有一個主要分割區(Primary Partition)。主要用來安裝作業系統，並且要設定為「使用中(Active)」狀態才能夠開機。一顆硬碟只能有一個主要分割區被設為「使用中」，才能正常開機。主要分割區也可以不安裝作業系統，只儲存一般資料。

¢延伸分割區

¢硬碟在主分割區以外的部分都是延伸分割區(Extended Parition)，要在延伸分割區上設定邏輯分割區才能使用。

¢邏輯分割區

¢在延伸分割區中可以設定多個邏輯分割區(Logical Partition)，並且無法設定為「使用中」，所以無法啟動作業系統。每個分割區都可以指定想要使用的磁碟機代號。

電腦作業系統操作實務

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l檔案配置表(File Allocation Table, FAT)用以記錄一個檔案在磁碟中的所有資訊，例如檔案名稱、檔案長度、建檔案的日期、修改日期、檔案屬性、存放於磁碟的起始磁區等。只要找到這些資訊，即可存取這個檔案。

l分割後的磁碟必須加以格式化(Format)後才能正常使用檔案。對於磁碟分割區進行格式化，必須先決定要採用那一種檔案系統(FAT32、NTFS等)。

圖3-34   檔案系統

電腦作業系統操作實務

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l為了讓系統在開機但沒有使用的狀態下，減少其耗電量，以達到節約能源的目的。作業系統的電源管理程式會監視系統的顯示、硬碟的讀寫、鍵盤、滑鼠及其他設備的工作狀態等事件，若這些事件都處於停頓的狀態，系統就會進入「省電模式」。當有任何監控事件發生，系統即刻會回到正常工作模式的狀態。

l省電模式又依耗電量不同分為三種模式：休眠模式(Doze Mode)、待命模式(Standby Mode)、暫停模式(Suspend ode)，其進入省電模式的順序和耗電量大小順序為：全速模式＞休眠模式＞待命模式＞暫停模式。Windows XP在電腦管理上也可以設定螢幕和硬體的省電狀態。

電腦作業系統操作實務

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l防火牆就像是一道柵欄，它負責檢查來自網路上的訊息，再根據防火牆的設定決定將其轉向或允許進入這部電腦。

l當在網路上的某部電腦，並非透過你的要求，就連線到你的電腦時，防火牆就會封鎖該連線。

l防火牆只能做為協助功能，幫助你不受外來的威脅。如果危害來自電腦內部，例如已入侵的電腦病毒、間諜程式、蠕蟲等，還是要靠防毒軟體等來把關。