第二章 Windows操作系统
计划课时,4
内容提要：本章主要介绍 windows2000系统版本，技术特点,Server版安装，
Windows2000系统模型、系统构成、系统内核、系统工作机制、系统管理机制和管理工具等内容，以初步掌握
windows2000基本原理和操作使用方法。
主要章节：
2.1windows操作系统家族
2.2windows 2000系统模型
2.3windows 2000系统管理
2.1windows操作系统家族
1,windows系统版本
2,windows2000技术特点
3,windows2000 server系统安装
1,windows系统版本
1）,windows的版本可分为：
windows 9x内核系列
windows NT内核系列
2）,Windows的主要优点：
直观、高效的图形界面、多任务窗口操作环境。
3）,win98的新特性：
FAT32、电源管理,WDM
2,windows2000技术特点
1）,windows NT的设计
2）,windows NT系统功能
3）,windows 2000的功能特点
1）,windows NT的设计
鲁棒性：操作系统必须主动地保护自身免受内部异常和外部有意或无意破坏的影响，并且须对软件和硬件的错误做出可预测的响应。系统的结构和编码实现必须直截了当，接口和行为描述必须规范。
可扩展性和可维护性、可移植性、高性能、兼容 POSIX并满足 C2安全标准。
2）,windows NT系统功能
执行模块：它运行于特权 (或核心 )处理器模式下，提供系统的唯一的入口；其组成部分部分：
对象管理工作器、系统安全监控器和进程管理器。这些模块的主要功能是从发出请求的子系统或应用程序中选定一个已经存在的线程，首先判断要处理的线程是否有效，然后执行这个线程并把线程的控制权交回发出请求的程序。
非特权服务器,提供系统服务、内部处理和一套未受保护的子系统。
3）,windows 2000的功能特点
Windows 2000系统是建立在 windows NT
技术之上，具有可靠性高、可用性强的特点，它通过简化系统管理降低了操作耗费，是一种适合从最小的移动设备到最大的电子商务服务器新硬件的操作系统。
Windows 2000 professional
是 windows NT workstation 的新版本，
是专为各种桌面计算机和便携机开发的新一代操作系统。它继承了 windows NT
的技术，提供了高层次的安全性、稳定性和系统性。同时，它帮助用户更加容易地使用计算机、安装和配置系统以及浏览 internet等。而对于系统管理员而言，
windows 2000 Professional是一套更具有可管理性的桌面系统。
Windows 2000 server
是在 windwos NT server 4.0的基础上，为服务器开发的多用途操作系统，可为部门工作小组或中小型公司用户提供和打印、应用软件,WEB和通信等各种服务。它是一个性能更好、工作更稳定、
更容易管理的平台。 Windows 2000server最重要的改进是在“活动目录”目录服务技术的基础上，
建立了一套全面的、分布式的底层服务。活动目录是集成在系统中的，采用了 internet的标准技术，
是一套具有扩展性的多用途目录服务技术。它能有效地简化网络用户及资源的管理，并使用户更容易地找到企业网为他们提供的资源。 Windows
2000 server支持 2路对称多处理器（ SMP）系统，
是适合中小型企业的操作系统。
Windows 2000 advanced server
除了具有 windows 2000 server的所有功能和特性外，还提供了比之更强的功能：
更强的 SMP扩展能力：
更强大的群集功能、更高的稳定性、网络负载平、组件负载平衡、高性能排序
这些功能和特性使得它具有更高的扩展性、互操作性和可靠性和可管理性，可应用于拥有多种操作系统和提供 internet
服务的部门和应用程序服务器。
Windows 2000 datacenter server
Windows 2000 datacenter server用于运行核心业务的数据中心服务器系统，它支持 16路对称多处理系统以及高达 64GB
的物理内存。与 windows 2000 Advanced
server一样，它将群集和负载平衡服务作为标准特性，另外，它为大型的数据仓库、经济分析、科学计算和工程模拟、
联机交易服务等应用进行了专门的优化。
3,windows2000 server系统安装
1）、安装的硬件环境
2）、安装前的注意事项
3）、安装
4）、添加与删除其组件
5）、创建紧急维护盘
2.2windows 2000系统模型
0、前言
1,windows 2000 系统构成
2,windows 2000 系统内核
3,windows 2000 执行体
4、设备驱动程序
5、环境子系统
6、系统支持进程
0、前言
1）、其体系结构：融合了分层操作系统和 C/S操作系统的特点。
2）、也和其他操作系统一样通过硬件机制实现了核心态和用户态两个特权级别。
1,windows 2000 系统构成
1）,windows2000体系结构
核心态组件：
核心包含了最低级的操作系统功能；像：
线程调度、中断和异常调试、多处理器同步等，同时它也提供了执行体来实现高级结构的一组例程和基本对象。
执行体包含了基本的操作系统服务；例：
内存管理、进程和线程管理、安全控制、
I/O以及进程间的通信
硬件抽象层将内核、设备驱动程序以及执行体间硬件设备驱动程序等，其中硬件设备驱动程序将用户的 I/O函数调用转换为对特定硬件设备的 I/O请求
图形引擎包含了实现 GUI的基本函数。
2）、用户态
系统支持进程
服务进程
环境子系统
应用程序
3）、比较其它操作系统：
从系统的基本构成看,windows 2000和大多数的 Unix系统很相似，它也是一个集成操作系统 —— 它的重要组件和设备驱动程序共享内核受保护的地址空间，任何操作系统组件和设备驱动程序可以很容易地破坏其他组件和驱动程序使用的数据，不过实际中这种情况很少发生。
这些重要的系统成分都和应用程序隔离，这种保护使得 windows 2000保持了高效和稳定。
2）,windows2000的可移植性
设计目标：就是能够在各种硬件体系结构上运行
方法一：分层的设计，依赖于处理器体系结构或平台的系统底层部分隔离在单独的模块中，
系统的高层可以被屏蔽在千差万别的硬件平台之外。提供操作系统可移植性的两个关键组件是硬件抽象层和内核。依赖于体系结构的功能在内核中实现，在相同体系中，因计算机而异的功能在抽象层中实现。
方法二,windows2000几乎全部使用高级语言写 —— 执行体、实现程序和设备驱动程序都用
C语言编写的，图形子系统部分和用户界面是用 C++编写的。只有那些必须和操作系统硬件直接通信的操作系统部分、性能度敏感的部分是用汇编语言编写的。
汇编语言代码主要分布在内核及硬件抽象层中，
极少量分布于执行体的少数区域,WIN32子系统的核心部分和少数用户态库中。
3）,windows 2000的对称多处理
Windows2000支持“对称多处理”。在对称多处理中不存在主处理器 —— 操作系统和用户线程能被安排在任一处理器上运行；所有的处理器共享一个内存空间。这种模型与“非对称多处理”形式对比，后者只能在某个特定处理器上执行操作系统代码，而其他处理只能运行用户代码。
多处理器系统的一个关键问题是可伸缩性。为了保证系统能在对称多处理系统上正运行，操作系统代码必须严格遵守某些规则以确保操作正确。在多处理器系统中，资源竞争及其他性能比单处理器系统中更加复杂,windows 2000集成了许多关键特性，使之成为了一个成功的多处理器操作系统。
Windows 2000能在任何可用的处理器上运行，
并且它的完全可重入的代码可以同时在多个处理器上运行。当一个较高优先权的线程需要获得处理器的同时，利用系统陷阱调试机制，所有操作系统代码都可以被抢先（强制释放一个处理器）。在不同的处理器中，每一个线程基本上都可以同时执行。核心以及设备驱动程序和服务进程内部的精确同步允许更多的组件在多处理器上同时运行，在进程间共享对象的机制及灵活的进程间的通信能力，包括共享内存和优化的消息传送工具。
2,windows 2000 系统内核
内核执行 windows 2000中最基本的操作，主要提供下列功能：线程安排和调试、陷阱处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、
供执行体使用的基本内核对象。
Windows 2000的内核始终运行在核心态，代码短小紧凑，可移植性好。一般来说，除了中断服务程序，正在运行的线程是不能抢先内核。
1）、内核对象
内核通过一组称为“内核对象”的简单对象帮助控制、处理并支持执行体对象的创建，以降低这种开销。大多数执行体级别的对象封装了一个或多个内核对象。
一个称作“控制对象”的内核对象集合为控制各种操作系统功能建立了语义。
2）、硬件支持
3,windows 2000 执行体
1）、执行体函数
windows 2000的执行体是 ntoskrnl.exe的上层。
执行体包括 5种类型的函数：
从用户态、导出并且可以调用的函数；
从用户态导出并且可以调用的函数但当前通过任何文档化的子系统函数都不能使用。
在 windows 2000 DDK中已经导出并且文档化的核心态调用的函数。
在核心态组件中调用但没有文档化的函数。
组件内部的函数。
执行体包含下列重要组件：
进程和线程管理器创建及中止进程和线程。
虚拟内存管理器实现“虚拟内存”。
安全引用监视器在本地计算机上执行安全策略。
I/O系统执行独立于设备的 I/O，并为进一步处理调用适当的设备驱动程序。
高速缓存管理器。
2）、执行体支持函数主要提供的功能：
对象管理、创建、管理以及删除 windows2000
的执行体对象和用于代表操作系统资源的抽象数据类型，例如进程、线程和各种同步对象。
本地过程调用机制，在同一台计算机上的客户进程和服务进程之间传递信息。本地过程调用是一个灵活的，经过优化的“远程过程调用版本。
一组广泛的公用运行函数，如字符串处理
执行体支持例程，例如系统内存分配。
4、设备驱动程序
设备驱动程序是可加载的核态模块，它们是 I/O系统和相关硬件之间的接口。
Windows2000上的设备驱动程序不直接操作硬件，而是调用硬件抽象层功能作为硬件的接口。其类型：
硬件设备驱动程序
文件系统驱动程序
过滤器驱动程序截
windows 2000增加了对即插即用和高级电源选项的支持，它使用 windows 驱动模型作为标准驱动程序模型，同时它也支持 windowsNT的驱动程序。
从 windows驱动程序模型的角度看，有三种驱动程序：
总线驱动程序
功能驱动程序
过滤器驱动程序
5、环境子系统
Windows 2000有三种环境子系统 POSIX、
OS/2和 Win32。
环境子系统的作用是将基本的执行体系统服务的某些子集提供给应用程序。
1）,win32子系统
Win32环境子系统进程 CSRSS
其他混杂函数 GetTempFile
核心态设备驱动程序 (win32K.sys）
图形设备接口（ GDI）
子系统动态链接库和
图形设备驱动程序
2),POSIX子系统
POSIX代表了 Unix类型的操作系统接口的国际标准集，它鼓励制造商实现兼容的 Unix风格接口，以使编程者能够很容易地将他们的应用程序从一个系统移植到另一个系统。 Windows 2000实现了
POSIX标准。所需的 POSIX一致性文档位于 Platform SDK,HELP目录中。
3）,OS/2
OS/2子系统在实用性方面受到很大的了限制，它仅支持 X86系统以及基于 16位字符的 OS/2 1.2和视频 I/O应用程序。
4）,NTDLL.DLL
NTDLL.DLL是一个特殊的系统支持库，
主要用于子系统动态链库。 NTDLL.DLL
包含两种类型的函数：执行体提供的系统服务调度占位程序，子系统动态链接库以及其他本机映像使用的内部支持函数。
6、系统支持进程
1）,IDLE进程
2）、系统进程和系统线程
3）、会话管理器
4）、登录进程
5）、本地安全身份验证服务器
6）、服务控制器
2.3windows 2000系统管理
1、系统工作机制
2、系统服务
3、系统管理机制
4、系统管理工具
1、系统工作机制
2、系统服务
3、系统管理机制
4、系统管理工具
计划课时,4
内容提要：本章主要介绍 windows2000系统版本，技术特点,Server版安装，
Windows2000系统模型、系统构成、系统内核、系统工作机制、系统管理机制和管理工具等内容，以初步掌握
windows2000基本原理和操作使用方法。
主要章节：
2.1windows操作系统家族
2.2windows 2000系统模型
2.3windows 2000系统管理
2.1windows操作系统家族
1,windows系统版本
2,windows2000技术特点
3,windows2000 server系统安装
1,windows系统版本
1）,windows的版本可分为：
windows 9x内核系列
windows NT内核系列
2）,Windows的主要优点：
直观、高效的图形界面、多任务窗口操作环境。
3）,win98的新特性：
FAT32、电源管理,WDM
2,windows2000技术特点
1）,windows NT的设计
2）,windows NT系统功能
3）,windows 2000的功能特点
1）,windows NT的设计
鲁棒性：操作系统必须主动地保护自身免受内部异常和外部有意或无意破坏的影响，并且须对软件和硬件的错误做出可预测的响应。系统的结构和编码实现必须直截了当，接口和行为描述必须规范。
可扩展性和可维护性、可移植性、高性能、兼容 POSIX并满足 C2安全标准。
2）,windows NT系统功能
执行模块：它运行于特权 (或核心 )处理器模式下，提供系统的唯一的入口；其组成部分部分：
对象管理工作器、系统安全监控器和进程管理器。这些模块的主要功能是从发出请求的子系统或应用程序中选定一个已经存在的线程，首先判断要处理的线程是否有效，然后执行这个线程并把线程的控制权交回发出请求的程序。
非特权服务器,提供系统服务、内部处理和一套未受保护的子系统。
3）,windows 2000的功能特点
Windows 2000系统是建立在 windows NT
技术之上，具有可靠性高、可用性强的特点，它通过简化系统管理降低了操作耗费，是一种适合从最小的移动设备到最大的电子商务服务器新硬件的操作系统。
Windows 2000 professional
是 windows NT workstation 的新版本，
是专为各种桌面计算机和便携机开发的新一代操作系统。它继承了 windows NT
的技术，提供了高层次的安全性、稳定性和系统性。同时，它帮助用户更加容易地使用计算机、安装和配置系统以及浏览 internet等。而对于系统管理员而言，
windows 2000 Professional是一套更具有可管理性的桌面系统。
Windows 2000 server
是在 windwos NT server 4.0的基础上，为服务器开发的多用途操作系统，可为部门工作小组或中小型公司用户提供和打印、应用软件,WEB和通信等各种服务。它是一个性能更好、工作更稳定、
更容易管理的平台。 Windows 2000server最重要的改进是在“活动目录”目录服务技术的基础上，
建立了一套全面的、分布式的底层服务。活动目录是集成在系统中的，采用了 internet的标准技术，
是一套具有扩展性的多用途目录服务技术。它能有效地简化网络用户及资源的管理，并使用户更容易地找到企业网为他们提供的资源。 Windows
2000 server支持 2路对称多处理器（ SMP）系统，
是适合中小型企业的操作系统。
Windows 2000 advanced server
除了具有 windows 2000 server的所有功能和特性外，还提供了比之更强的功能：
更强的 SMP扩展能力：
更强大的群集功能、更高的稳定性、网络负载平、组件负载平衡、高性能排序
这些功能和特性使得它具有更高的扩展性、互操作性和可靠性和可管理性，可应用于拥有多种操作系统和提供 internet
服务的部门和应用程序服务器。
Windows 2000 datacenter server
Windows 2000 datacenter server用于运行核心业务的数据中心服务器系统，它支持 16路对称多处理系统以及高达 64GB
的物理内存。与 windows 2000 Advanced
server一样，它将群集和负载平衡服务作为标准特性，另外，它为大型的数据仓库、经济分析、科学计算和工程模拟、
联机交易服务等应用进行了专门的优化。
3,windows2000 server系统安装
1）、安装的硬件环境
2）、安装前的注意事项
3）、安装
4）、添加与删除其组件
5）、创建紧急维护盘
2.2windows 2000系统模型
0、前言
1,windows 2000 系统构成
2,windows 2000 系统内核
3,windows 2000 执行体
4、设备驱动程序
5、环境子系统
6、系统支持进程
0、前言
1）、其体系结构：融合了分层操作系统和 C/S操作系统的特点。
2）、也和其他操作系统一样通过硬件机制实现了核心态和用户态两个特权级别。
1,windows 2000 系统构成
1）,windows2000体系结构
核心态组件：
核心包含了最低级的操作系统功能；像：
线程调度、中断和异常调试、多处理器同步等，同时它也提供了执行体来实现高级结构的一组例程和基本对象。
执行体包含了基本的操作系统服务；例：
内存管理、进程和线程管理、安全控制、
I/O以及进程间的通信
硬件抽象层将内核、设备驱动程序以及执行体间硬件设备驱动程序等，其中硬件设备驱动程序将用户的 I/O函数调用转换为对特定硬件设备的 I/O请求
图形引擎包含了实现 GUI的基本函数。
2）、用户态
系统支持进程
服务进程
环境子系统
应用程序
3）、比较其它操作系统：
从系统的基本构成看,windows 2000和大多数的 Unix系统很相似，它也是一个集成操作系统 —— 它的重要组件和设备驱动程序共享内核受保护的地址空间，任何操作系统组件和设备驱动程序可以很容易地破坏其他组件和驱动程序使用的数据，不过实际中这种情况很少发生。
这些重要的系统成分都和应用程序隔离，这种保护使得 windows 2000保持了高效和稳定。
2）,windows2000的可移植性
设计目标：就是能够在各种硬件体系结构上运行
方法一：分层的设计，依赖于处理器体系结构或平台的系统底层部分隔离在单独的模块中，
系统的高层可以被屏蔽在千差万别的硬件平台之外。提供操作系统可移植性的两个关键组件是硬件抽象层和内核。依赖于体系结构的功能在内核中实现，在相同体系中，因计算机而异的功能在抽象层中实现。
方法二,windows2000几乎全部使用高级语言写 —— 执行体、实现程序和设备驱动程序都用
C语言编写的，图形子系统部分和用户界面是用 C++编写的。只有那些必须和操作系统硬件直接通信的操作系统部分、性能度敏感的部分是用汇编语言编写的。
汇编语言代码主要分布在内核及硬件抽象层中，
极少量分布于执行体的少数区域,WIN32子系统的核心部分和少数用户态库中。
3）,windows 2000的对称多处理
Windows2000支持“对称多处理”。在对称多处理中不存在主处理器 —— 操作系统和用户线程能被安排在任一处理器上运行；所有的处理器共享一个内存空间。这种模型与“非对称多处理”形式对比，后者只能在某个特定处理器上执行操作系统代码，而其他处理只能运行用户代码。
多处理器系统的一个关键问题是可伸缩性。为了保证系统能在对称多处理系统上正运行，操作系统代码必须严格遵守某些规则以确保操作正确。在多处理器系统中，资源竞争及其他性能比单处理器系统中更加复杂,windows 2000集成了许多关键特性，使之成为了一个成功的多处理器操作系统。
Windows 2000能在任何可用的处理器上运行，
并且它的完全可重入的代码可以同时在多个处理器上运行。当一个较高优先权的线程需要获得处理器的同时，利用系统陷阱调试机制，所有操作系统代码都可以被抢先（强制释放一个处理器）。在不同的处理器中，每一个线程基本上都可以同时执行。核心以及设备驱动程序和服务进程内部的精确同步允许更多的组件在多处理器上同时运行，在进程间共享对象的机制及灵活的进程间的通信能力，包括共享内存和优化的消息传送工具。
2,windows 2000 系统内核
内核执行 windows 2000中最基本的操作，主要提供下列功能：线程安排和调试、陷阱处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、
供执行体使用的基本内核对象。
Windows 2000的内核始终运行在核心态，代码短小紧凑，可移植性好。一般来说，除了中断服务程序，正在运行的线程是不能抢先内核。
1）、内核对象
内核通过一组称为“内核对象”的简单对象帮助控制、处理并支持执行体对象的创建，以降低这种开销。大多数执行体级别的对象封装了一个或多个内核对象。
一个称作“控制对象”的内核对象集合为控制各种操作系统功能建立了语义。
2）、硬件支持
3,windows 2000 执行体
1）、执行体函数
windows 2000的执行体是 ntoskrnl.exe的上层。
执行体包括 5种类型的函数：
从用户态、导出并且可以调用的函数；
从用户态导出并且可以调用的函数但当前通过任何文档化的子系统函数都不能使用。
在 windows 2000 DDK中已经导出并且文档化的核心态调用的函数。
在核心态组件中调用但没有文档化的函数。
组件内部的函数。
执行体包含下列重要组件：
进程和线程管理器创建及中止进程和线程。
虚拟内存管理器实现“虚拟内存”。
安全引用监视器在本地计算机上执行安全策略。
I/O系统执行独立于设备的 I/O，并为进一步处理调用适当的设备驱动程序。
高速缓存管理器。
2）、执行体支持函数主要提供的功能：
对象管理、创建、管理以及删除 windows2000
的执行体对象和用于代表操作系统资源的抽象数据类型，例如进程、线程和各种同步对象。
本地过程调用机制，在同一台计算机上的客户进程和服务进程之间传递信息。本地过程调用是一个灵活的，经过优化的“远程过程调用版本。
一组广泛的公用运行函数，如字符串处理
执行体支持例程，例如系统内存分配。
4、设备驱动程序
设备驱动程序是可加载的核态模块，它们是 I/O系统和相关硬件之间的接口。
Windows2000上的设备驱动程序不直接操作硬件，而是调用硬件抽象层功能作为硬件的接口。其类型：
硬件设备驱动程序
文件系统驱动程序
过滤器驱动程序截
windows 2000增加了对即插即用和高级电源选项的支持，它使用 windows 驱动模型作为标准驱动程序模型，同时它也支持 windowsNT的驱动程序。
从 windows驱动程序模型的角度看，有三种驱动程序：
总线驱动程序
功能驱动程序
过滤器驱动程序
5、环境子系统
Windows 2000有三种环境子系统 POSIX、
OS/2和 Win32。
环境子系统的作用是将基本的执行体系统服务的某些子集提供给应用程序。
1）,win32子系统
Win32环境子系统进程 CSRSS
其他混杂函数 GetTempFile
核心态设备驱动程序 (win32K.sys）
图形设备接口（ GDI）
子系统动态链接库和
图形设备驱动程序
2),POSIX子系统
POSIX代表了 Unix类型的操作系统接口的国际标准集，它鼓励制造商实现兼容的 Unix风格接口，以使编程者能够很容易地将他们的应用程序从一个系统移植到另一个系统。 Windows 2000实现了
POSIX标准。所需的 POSIX一致性文档位于 Platform SDK,HELP目录中。
3）,OS/2
OS/2子系统在实用性方面受到很大的了限制，它仅支持 X86系统以及基于 16位字符的 OS/2 1.2和视频 I/O应用程序。
4）,NTDLL.DLL
NTDLL.DLL是一个特殊的系统支持库，
主要用于子系统动态链库。 NTDLL.DLL
包含两种类型的函数：执行体提供的系统服务调度占位程序，子系统动态链接库以及其他本机映像使用的内部支持函数。
6、系统支持进程
1）,IDLE进程
2）、系统进程和系统线程
3）、会话管理器
4）、登录进程
5）、本地安全身份验证服务器
6）、服务控制器
2.3windows 2000系统管理
1、系统工作机制
2、系统服务
3、系统管理机制
4、系统管理工具
1、系统工作机制
2、系统服务
3、系统管理机制
4、系统管理工具
