电子工业版（2021）中职信息技术基础模块上册1.4.1《了解操作系统》课件+教案+习题

1.4.1 了解操作系统 课前 教学课题 了解操作系统 教学课时 2课时 教学难点 教学思路及方法 启发式，问答式，自主探索 教学重点 一、操作系统的功能 二、操作系统的形成与发展 三、智能终端操作系统的类型和特点 教学目标 知识目标 培养学生在理论、实践及系统设计等多方面的综合能力，以适应计算机科学与技术领域的发展需求 能力目标 培养学生在理论知识、系统分析、编程实现、系统设计、跨平台兼容性、安全防护、团队协作以及持续学习等多个方面的综合能力。这些能力将为学生未来的职业发展奠定坚实的基础。 课中 复习 连接信息技术设备 导入 “同学们，大家好！在开始今天的新课之前，我想先请大家思考一个问题：如果把我们每个人的大脑想象成一台计算机，那么它是如何高效地处理信息、管理记忆、控制身体各部分协作的呢？其实，这里就涉及到了一个非常重要的概念——操作系统。” 教学过程 第1部分 引入教学内容 引入操作系统的概念： “在计算机科学中，操作系统就像是计算机的大脑，它负责管理和协调计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个高效、稳定、安全的运行环境。想象一下，如果没有操作系统，计算机就像是一个没有指挥官的军队，各个部件各自为政，无法协同工作，这样的计算机是无法完成任何复杂任务的。” 生动比喻： “我们可以把CPU（中央处理器）比作计算机的心脏，它负责执行指令、处理数据；把内存比作计算机的短期记忆，存储着当前正在运行的程序和数据；把硬盘比作计算机的长期记忆，存储着大量的文件和数据。而操作系统，就像是计算机的大脑，它负责接收用户的指令，分配CPU时间、管理内存和硬盘空间，确保各个部件能够有序、高效地协同工作。” 提出问题，引发思考： “那么，操作系统是如何实现这些功能的呢？它又是如何确保计算机的稳定性和安全性的呢？接下来，我们就将一起探索操作系统的奥秘，揭开它神秘的面纱。” 总结导入内容： “通过今天的课程，我们将会了解到操作系统的基本概念、发展历程、核心功能以及它在实际应用中的重要性。希望同学们能够认真听讲、积极思考，掌握操作系统的相关知识，为将来在计算机科学领域的学习和发展打下坚实的基础。” 第2部分 教学内容 一、操作系统的功能 （1）进程管理 进程是程序在计算机上的一次执行活动，它是操作系统进行资源分配的单位。当用户运行一个程序时，就启动了一个进程。进程管理主要包括进程组织、进程控制、进程调度和进程通信等。 （2）文件管理 文件是指存储在磁盘上的信息集合，包括文字、图形、图像、声音、视频和程序等。计算机是以文件的形式来存放信息的。文件管理是指操作系统对信息资源的管理。 （3）设备管理 设备管理是指操作系统负责管理各类外围设备（简称外设）。其主要任务是：当用户使用外设时，必须提出要求，待操作系统进行统一分配后方可使用。当用户运行的程序要使用某外设时，由操作系统负责驱动外设。 （4）存储管理 存储管理主要是指针对内存的管理。它的主要任务是分配内存空间，保证各作业占用的存储空间不冲突，并使各作业在自己所属存储区中互不干扰。 （5）作业管理 每个用户请求计算机系统完成的一个独立的操作称为作业。作业管理就是对作业的执行情况进行管理，它包括作业的输入和输出，作业的调度与控制。 三、智能终端操作系统的类型和特点 （1）Windows操作系统 是由微软公司在20世纪90年代研制成功的图形化工作界面操作系统，俗称“视窗”。它的即插即用特性使得安装各种即插即用设备变得非常容易。它还具有出色的多媒体处理功能，以及方便安全的网络管理功能。 拓展： Windows个人版操作系统有Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8和Windows 10等。其中，Windows XP和Windows Vista已逐渐被淘汰；Windows 7和Windows 10是目前的主流；Windows 8由于用户使用习惯的原因，没有真正流行。 （2）UNIX操作系统 是一种多用户、多任务的分时操作系统，支持多种处理器架构。它具有可靠性高、开放性好、网络功能强和数据库支持功能强大等特点。但由于它的大部分功能都是以命令方式进行操作的，初级用户不容易掌握，因此，UNIX操作系统一般在大型的网站或大型的企事业单位局域网中作为网络操作系统使用。 （3）Linux操作系统 是一款基于UNIX操作系统发展而来的系统软件，是一个基于UNIX的多用户、多任务，支持多线程和多CPU的操作系统。Linux作为自由软件有两个特点： · 免费提供源码； · Linux爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，目前流行的移动设备操作系统Android就是基于Linux内核开发的。 （4）iOS操作系统 是由苹果公司开发的移动设备操作系统，于2007年7月发布第一版。iOS最初是设计给iPhone使用的，后来陆续应用到iPod touch、iPad及Apple TV等苹果产品上。iOS与苹果的Mac OS操作系统一样，都是基于UNIX的，因此属于类UNIX的商业操作系统。由于iOS主要针对苹果公司的产品开发，因此，对其他公司的移动终端并不支持。 拓展： Mac OS操作系统是苹果公司推出的操作系统，运行在Macintosh计算机上。它是全图形化界面操作系统的鼻祖。在高端的图形图像设计、三维图形和动画设计、视频处理等多媒体领域主要使用Macintosh计算机和Mac OS操作系统。 （5）HarmonyOS操作系统 是华为开发的操作系统，该系统面向下一代技术而设计，能兼容所有基于Android操作系统的web应用。为不同设备的智能化、互联与协同提供了统一的语言。 设备可实现一碰入网，无屏变有屏，操作可视化，一键直达原厂服务等全新功能。 通过简单而智能的服务，实现设备智能化产业升级。是新一代智能终端操作系统。 （6）Android操作系统 是一种基于Linux的开放源代码的操作系统，主要应用于移动设备，如智能手机和平板电脑。目前，Android操作系统是智能手机上应用最广的操作系统。 · 智能终端的“智能化”主要体现在： 1　 语音识别与自然语言处理 如：智能语言助手 2　 机器学习与推荐系统 通过分析用户的行为和偏好，提供更个性化的推荐和服务，如智能新闻推荐、购物推荐 3　 传感器融合 如：加速度计、GPS、运动追踪、心率检测等 4　 物联网连接 与其他智能设备连接，如智能手表、智能家居设备等。 第3部分 课堂练习 1. 操作系统中负责CPU资源分配和调度的功能是： A. 存储管理 B. 处理机管理 C. 设备管理 D. 文件管理 2. 操作系统中，负责文件存储、检索、保护和共享的功能是： A. 处理机管理 B. 存储管理 C. 文件管理 D. 设备管理 3. 下列哪种设备不属于智能终端的范畴？ A. 智能手机 B. 笔记本电脑（传统型，非二合一或变形本） C. 智能家居控制中心 D. 可穿戴健康监测设备 4. 下列关于智能终端特点的描述中，哪一项是错误的？ A. 便携性：大多数智能终端设计得轻便易携 C. 安全性：无需考虑用户数据和隐私的安全问题 B. 多功能性：集成了多种功能和应用。 D. 互联互通：支持与其他智能终端和互联网设备的连接。 5.. 智能手表作为智能终端的一种，其主要特点不包括： A. 能够接收来自智能手机的通知 B. 配备高分辨率摄像头用于拍照 C. 监测健康数据（如心率、步数） D. 控制音乐播放 课后 课后作业 抄写笔记，完成课堂练习题 课后反思 难点的讲解 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.4.1《使用操作系统》习题 1、 选择题 1. 操作系统负责管理和协调计算机系统中的各种资源，以下哪项不是操作系统的主要功能？ A. 处理用户输入和输出 B. 管理硬件资源，如CPU、内存和存储设备 C. 提供用户界面，使用户能够方便地操作计算机 D. 设计和开发应用程序 2. 在操作系统中，哪个功能负责创建、调度、终止进程，以及实现进程间的同步与通信？ A. 存储管理 B. 文件管理 C. 进程管理 D. 设备管理 3. 以下哪个系统被认为是现代操作系统的鼻祖之一？ A.MS-DOS B. Windows 95 C. Unix D. Linux 4. 以下哪个不是智能终端的常见特征？ A. 配备触摸屏或键盘等输入设备 B. 支持多种操作系统，如Android、iOS等 C. 通常不具备网络连接能力 D. 能够运行多种应用程序，如社交媒体、办公软件等 5. 在选择智能终端的操作系统时，用户通常会考虑哪些因素？ A. 操作系统的生态系统，包括应用程序的数量和质量 B. 操作系统的性能和稳定性 C. 操作系统的安全性和隐私保护能力 D. 以上都是 2、 判断题 1. 文件管理是操作系统负责的一项功能，它提供了文件的创建、删除、修改、查询和保护等操作。（ ） 2. 操作系统的存储管理功能主要负责创建、调度、终止进程，以及实现进程间的同步与通信。（ ） 3. 实时操作系统主要用于需要严格时间约束的领域，如飞机飞行控制、导弹制导等。（ ） 4. 智能终端的操作系统通常提供多任务处理能力，允许用户同时运行多个应用程序。（ ） 5. 智能终端的操作系统通常不支持第三方应用程序的开发和安装。（ ） 3、 简答题 1. 简述操作系统从形成到发展的主要阶段。 2. 简述操作系统的五大主要功能。 1.4.1《使用操作系统》答案 1. D 2.C 3.C 4.C 5.D 二、 1. √ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 三、 1. 1) 早期无操作系统阶段：用户通过手工操作管理计算机。 2) 批处理系统阶段：通过批处理提高计算机资源利用率。 3) 分时系统阶段：允许多个用户同时共享计算机资源。 4) 现代操作系统阶段：包括Unix、Windows、Linux等，功能更加丰富，支持多任务、多用户、网络、分布式计算等。 2. 1) 进程管理：负责创建、调度、终止进程，以及实现进程间的同步与通信。 2) 存储管理：管理内存资源，包括内存分配、回收、保护和共享等。 3) 文件管理：提供文件的创建、删除、修改、查询和保护等功能，以及目录管理。 4) 设备管理：负责I/O设备的分配、调度和驱动，以及实现设备的独立性。 5) 用户接口：提供用户与操作系统之间的交互界面，包括命令接口、程序接口和图形接口。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 信息技术 基础模块（上） 第1章 信息技术应用基础 1 了解操作系统 2 目录 CONTENTS 1 计算机操作系统功能 2 操作系统的形成与发展 3 认识智能终端操作系统 4 计算机等设备的启动流程 3 教学目标 培养学生在理论、实践及系统设计等多方面的综合能力，以适应计算机科学与技术领域的发展需求 知识目标 能力目标 培养学生在理论知识、系统分析、编程实现、系统设计、跨平台兼容性、安全防护、团队协作以及持续学习等多个方面的综合能力。这些能力将为学生未来的职业发展奠定坚实的基础。 “同学们，大家好！在开始今天的新课之前，我想先请大家思考一个问题：如果把我们每个人的大脑想象成一台计算机，那么它是如何高效地处理信息、管理记忆、控制身体各部分协作的呢？其实，这里就涉及到了一个非常重要的概念——操作系统。” 导读 第一部分：引入课题 “在计算机科学中，操作系统就像是计算机的大脑，它负责管理和协调计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个高效、稳定、安全的运行环境。想象一下，如果没有操作系统，计算机就像是一个没有指挥官的军队，各个部件各自为政，无法协同工作，这样的计算机是无法完成任何复杂任务的。” 第一部分：引入课题 CPU（中央处理器）比作计算机的心脏，它负责执行指令、处理数据。 操作系统OS，就像是计算机的大脑，它负责接收用户的指令，分配CPU时间、管理内存和硬盘空间，确保各个部件能够有序、高效地协同工作。 比作计算机的短期记忆，存储着当前正在运行的程序和数据 比作计算机的长期记忆，存储着大量的文件和数据 操作系统 CPU 内存 硬盘 第一部分：引入课题 操作系统是如何实现这些功能的呢？ 它又是如何确保计算机的稳定性和安全性的呢？ 思考： 计算机操作系统功能 第二部分：知识点 操作系统的职责 01 对硬件的直接监管 02 对各种设备资源的管理 03 提供面向应用程序的服务 计算机操作系统功能 第二部分：知识点 操作系统的功能 进程是程序在计算机上的一次执行活动，它是操作系统进行资源分配的单位。当用户运行一个程序时，就启动了一个进程。进程管理主要包括进程组织、进程控制、进程调度和进程通信等。 （1）进程管理 文件是指存储在磁盘上的信息集合，包括文字、图形、图像、声音、视频和程序等。计算机是以文件的形式来存放信息的。文件管理是指操作系统对信息资源的管理。 （2）文件管理 设备管理是指操作系统负责管理各类外围设备（简称外设）。其主要任务是：当用户使用外设时，必须提出要求，待操作系统进行统一分配后方可使用。当用户运行的程序要使用某外设时，由操作系统负责驱动外设。 （3）设备管理 存储管理主要是指针对内存的管理。它的主要任务是分配内存空间，保证各作业占用的存储空间不冲突，并使各作业在自己所属存储区中互不干扰。 （4）存储管理 每个用户请求计算机系统完成的一个独立的操作称为作业。作业管理就是对作业的执行情况进行管理，它包括作业的输入和输出，作业的调度与控制。 （5）作业管理 操作系统的形成与发展 第二部分：知识点 操作系统的形成与计算机硬件和软件技术的发展密切相关。随着计算机硬件技术的发展，特别是中断和通道技术的出现，使得并行处理成为可能，这为操作系统的形成奠定了基础。 允许用户将多个作业组合成一个作业流，然后一次性输入计算机进行处理 批处理系统 能够及时响应外部事件并在严格的时间范围内完成对该事件处理的系统 实时系统 允许计算机同时处理多个作业，从而进一步提高了计算机的利用率 多道批处理系统 允许多个用户同时使用计算机的系统 分时系统 操作系统的形成与发展 第二部分：知识点 操作系统的发展 Unix系统的诞生与发展 现代操作系统的鼻祖之一，最初是由美国AT&T公司和贝尔实验室等共同开发的。 可视化操作系统的演进 以苹果Mac OS和微软Windows为代表的可视化操作系统的诞生，极大地降低了计算机的使用门槛 开源操作系统的兴起 允许用户自由获取、修改和分发源代码的操作系统。Linux是开源操作系统的代表之一 网络操作系统与分布式操作系统的出现 允许多台计算机通过网络进行互连，实现信息交换、资源共享和协作处理 逐渐成为操作系统领域的新热点。目前，移动操作系统市场主要由安卓和苹果iOS两大系统占据 移动操作系统的兴起 智能终端操作系统 第二部分：知识点 （1）Windows操作系统 是由微软公司在20世纪90年代研制成功的图形化工作界面操作系统，俗称“视窗”。它的即插即用特性使得安装各种即插即用设备变得非常容易。它还具有出色的多媒体处理功能，以及方便安全的网络管理功能。 Windows个人版操作系统有Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8和Windows 10等。其中，Windows XP和Windows Vista已逐渐被淘汰；Windows 7和Windows 10是目前的主流；Windows 8由于用户使用习惯的原因，没有真正流行。 智能终端操作系统 第二部分：知识点 （2）UNIX操作系统 是一种多用户、多任务的分时操作系统，支持多种处理器架构。它具有可靠性高、开放性好、网络功能强和数据库支持功能强大等特点。但由于它的大部分功能都是以命令方式进行操作的，初级用户不容易掌握，因此，UNIX操作系统一般在大型的网站或大型的企事业单位局域网中作为网络操作系统使用。 （3）Linux操作系统 是一款基于UNIX操作系统发展而来的系统软件，是一个基于UNIX的多用户、多任务，支持多线程和多CPU的操作系统。Linux作为自由软件有两个特点： 免费提供源码； Linux爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，目前流行的移动设备操作系统Android就是基于Linux内核开发的。 智能终端操作系统 第二部分：知识点 智能终端操作系统 第二部分：知识点 （4）iOS操作系统 是由苹果公司开发的移动设备操作系统，于2007年7月发布第一版。iOS最初是设计给iPhone使用的，后来陆续应用到iPod touch、iPad及Apple TV等苹果产品上。iOS与苹果的Mac OS操作系统一样，都是基于UNIX的，因此属于类UNIX的商业操作系统。由于iOS主要针对苹果公司的产品开发，因此，对其他公司的移动终端并不支持。 Mac OS操作系统是苹果公司推出的操作系统，运行在Macintosh计算机上。它是全图形化界面操作系统的鼻祖。在高端的图形图像设计、三维图形和动画设计、视频处理等多媒体领域主要使用Macintosh计算机和Mac OS操作系统。 （5）HarmonyOS操作系统 是华为开发的操作系统，该系统面向下一代技术而设计，能兼容所有基于Android操作系统的web应用。为不同设备的智能化、互联与协同提供了统一的语言。 设备可实现一碰入网，无屏变有屏，操作可视化，一键直达原厂服务等全新功能。 通过简单而智能的服务，实现设备智能化产业升级。是新一代智能终端操作系统。 智能终端操作系统 第二部分：知识点 智能终端操作系统 第二部分：知识点 （6）Android操作系统 是一种基于Linux的开放源代码的操作系统，主要应用于移动设备，如智能手机和平板电脑。目前，Android操作系统是智能手机上应用最广的操作系统。 智能终端操作系统 第二部分：知识点 智能终端的“智能化”主要体现在以下四个方面： 机器学习与推荐系统 通过分析用户的行为和偏好，提供更个性化的推荐和服务，如智能新闻推荐、购物推荐 语音识别与自然语言处理 如：智能语言助手 物联网连接 与其他智能设备连接，如智能手表、智能家居设备等。 传感器融合 如：加速度计、GPS、运动追踪、心率检测等 计算机等设备的启动过程 第二部分：知识点 计算机启动的过程可以分解成以下几个阶段： 01 计算机加电 02 基本内容检测 03 主要硬件 设备检测 04 内存检测 05 标准设备 硬件检测 06 即插即用 设备检测 07 启动操作系统 第三部分：课堂练习 体验探究——用虚拟机安装多种操作系统 小提示 虚拟机（virtual machine）是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。每台虚拟机拥有独立的内存、硬盘空间、BIOS和操作系统，对虚拟机硬盘进行分区、格式化等操作不会对真实主机产生任何影响。 大部分软件的默认安装位置是C盘，C盘通常为系统盘，若在其中安装太多软件会影响计算机的运行速度。因此，在安装软件时，可以将软件安装位置设为其他磁盘分区。 第三部分：课堂练习 1. 操作系统中负责CPU资源分配和调度的功能是： A. 存储管理 B. 处理机管理 C. 设备管理 D. 文件管理 2. 操作系统中，负责文件存储、检索、保护和共享的功能是： A. 处理机管理 B. 存储管理 C. 文件管理 D. 设备管理 3. 下列哪种设备不属于智能终端的范畴？ A. 智能手机 B. 笔记本电脑（传统型，非二合一或变形本） C. 智能家居控制中心 D. 可穿戴健康监测设备 4. 下列关于智能终端特点的描述中，哪一项是错误的？ A. 便携性：大多数智能终端设计得轻便易携 C. 安全性：无需考虑用户数据和隐私的安全问题 B. 多功能性：集成了多种功能和应用。 D. 互联互通：支持与其他智能终端和互联网设备的连接。 5.. 智能手表作为智能终端的一种，其主要特点不包括： A. 能够接收来自智能手机的通知 B. 配备高分辨率摄像头用于拍照 C. 监测健康数据（如心率、步数） D. 控制音乐播放 The end 基础模块（上） 23 Breaking Through audiomachine Awakenings, track 03 2012 Trailer 78968.055 $$