操作系统实验-第二讲、操作系统的启动
操作系统的系统启动与初始化流程
操作系统的系统启动与初始化流程在计算机系统中，操作系统负责管理和控制计算机资源的分配和调度，从而提供基本的软硬件支持，保证计算机系统正常运行。
而操作系统的启动与初始化流程是指在计算机开机后，操作系统从停机状态到正常运行状态的过程。
本文将详细介绍操作系统的系统启动与初始化流程。
1、BIOS自检及启动引导当计算机按下电源按钮后，计算机首先进入了基本输入/输出系统（BIOS）的自检阶段。
BIOS会对计算机的硬件进行自检，包括检测内存、硬盘、键盘等外部设备的状态和连接情况。
同时，BIOS还会查找并加载启动引导程序。
启动引导程序位于硬盘或其他存储设备的引导扇区中，其作用是加载操作系统的核心组件。
2、加载操作系统核心组件启动引导程序会读取硬盘上的引导扇区中的信息，找到并加载操作系统的核心组件。
操作系统的核心组件通常包括内核、驱动程序和基本的系统工具。
内核是操作系统的核心部分，负责管理计算机的所有硬件和软件资源。
驱动程序是用于控制各种硬件设备的软件模块，确保硬件设备能够正常工作。
基本的系统工具包括文件管理器、任务管理器等，用于提供用户界面和操作系统的基本功能。
3、初始化操作系统的各种服务和功能在操作系统的核心组件加载完成后，操作系统会进行初始化，包括初始化各种系统服务和功能。
这些系统服务和功能包括进程管理、内存管理、文件系统、网络连接等。
进程管理负责管理和调度计算机中的各个进程，确保每个进程能够得到合理的资源分配和调度。
内存管理负责管理计算机的物理内存和虚拟内存，对内存的分配、回收和交换进行管理。
文件系统负责管理计算机中的文件和目录，提供对文件的访问和存储功能。
网络连接负责管理计算机与外部网络的连接和通信。
4、加载用户界面在操作系统的各种服务和功能初始化完成后，操作系统会加载用户界面。
用户界面是用户与计算机进行交互的接口，通常包括命令行界面和图形界面两种形式。
命令行界面提供了通过输入命令来操作计算机的方式，而图形界面则提供了更加直观和友好的操作方式，通过鼠标和图形元素来操作计算机。
操作系统启动的流程
操作系统启动的流程操作系统启动是计算机系统中非常重要的一个过程，它负责将计算机硬件初始化并加载操作系统内核，使计算机能够正常运行。
操作系统启动的流程一般包括以下几个步骤：首先是BIOS自检。
当计算机开机时，BIOS（基本输入/输出系统）会首先进行自检，检测计算机硬件是否正常工作。
这个过程包括检测内存、硬盘、显卡等硬件设备，以确保它们能够正常工作。
接着是引导加载程序。
BIOS会在自检完成后，根据设定的启动顺序（通常是先从硬盘启动）来加载引导加载程序。
引导加载程序通常存储在硬盘的引导扇区中，它的作用是加载操作系统内核并将控制权交给操作系统。
然后是加载操作系统内核。
引导加载程序会读取操作系统内核的镜像文件，并将其加载到内存中。
操作系统内核是操作系统的核心部分，负责管理计算机的资源、调度任务、提供系统调用等功能。
接着是初始化操作系统。
一旦操作系统内核加载到内存中，操作系统会开始初始化各种系统服务和驱动程序，以确保计算机能够正常运行。
这个过程包括初始化文件系统、网络服务、设备驱动程序等。
最后是启动用户界面。
一旦操作系统初始化完成，用户界面就会被启动，用户可以通过键盘、鼠标等输入设备与计算机进行交互。
用户界面通常包括桌面、任务栏、应用程序等，用户可以通过它们来操作计算机。
总的来说，操作系统启动的流程是一个复杂而精密的过程，它涉及到硬件初始化、引导加载、内核加载、系统初始化等多个环节。
只有这些步骤都顺利完成，计算机才能够正常启动并运行。
操作系统启动的流程虽然在用户看来是透明的，但却是计算机系统中至关重要的一环。
计算机基础课程第二章 操作系统 第二讲
6、设置日期和时间的方法？
在控制面板中双击日期和时间图表，用户在该对话框中进行日期和时间设置。
7、应用程序的安装、运行与删除？
1）安装：有些以用软件放入光盘驱动器后，系统将自动启动安装程序，双击Setup或Install名称图表，也可以进行安装，在我的电脑中直接双击该软件图标进行安装。
2）用鼠标右键单击要删除的文件和文件夹，在快捷菜单中选择删除。
4、文件夹有几种属性？
三种：只读、隐藏、存档
5、设置显示属性的方法？
1）设置主题，打开显示属性左上角的主题，Windows XP提供若干桌面主题，在里面可以任意选择。
2）设置桌面背景，打开选项卡，在背景列框中选择背景图片，屏幕就变成为你所选择的图片，还可以打开浏览对话框选择背景图片。背景图片显示的三种方式：平铺、拉伸和居中。
2、移动、复制、粘贴文件和文件夹的方法？
1）在同一驱动下移动文件夹下，直接移动即可，复制时要选中文件的同时按下Ctlr键，拖至目标文件。
2）在不同驱动下，选中文件的同时按下Shfit键，拖至目标文件下，复制直接拖动即可。
3）使用编辑菜单中的命令。
3、删除文件和文件夹的两种方法？
1）选定要删除的文件和文件夹，按下Delete键或者执行菜单下删除。
3）应用程序怎样安装、运行与删除？
教长签名教务科长签名
年月日
授课日期
授课节次
授课班级
教学目的
1、掌握数据录入及中文输入法的基本方法
2、掌握文件和文件夹的创建、移动、复制、删除和重命名
深入解析电脑操作系统的启动过程
深入解析电脑操作系统的启动过程电脑操作系统是一台计算机中最重要的软件系统，它负责管理和控制计算机的硬件资源，提供用户与计算机之间的接口。
计算机系统的启动过程是指从计算机通电到操作系统完全加载并准备好接受用户操作的一系列步骤。
本文将深入解析电脑操作系统的启动过程，并分为硬件启动、引导加载和操作系统初始化三个部分进行阐述。
一、硬件启动当计算机通电时，硬件设备开始自检和初始化。
自检过程主要包括CPU、内存、硬盘等硬件设备是否正常工作，以及与外部设备的连接是否良好等。
通过自检，计算机系统能够确保硬件设备的正常运行状态。
接着，计算机会加载BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统），BIOS是计算机系统的基本固件，负责将计算机硬件连接到操作系统。
在计算机通电后，BIOS会读取存储在CMOS中的设置信息，包括硬件设备的参数、启动顺序等。
根据这些设置，BIOS会选择相应的设备作为引导设备，用于加载操作系统。
二、引导加载计算机开始引导加载操作系统。
根据BIOS中的设置，计算机会首先寻找引导设备上的引导代码。
在实际操作中，通常是从硬盘的主引导记录（Master Boot Record，MBR）中加载引导代码。
MBR是硬盘上的一个特殊扇区，它包含了引导代码和硬盘分区表。
当计算机找到MBR后，会将其中的引导代码加载到内存中，并执行该代码。
引导代码通常被称为引导加载程序（Bootloader），它的功能是加载操作系统的核心部分。
引导加载程序根据操作系统所在的文件系统类型以及文件路径，找到操作系统文件的位置，并将其加载到内存中。
不同的操作系统可能有不同的引导加载程序，如Windows系统的NTLDR（New Technology Loader）、GRUB（GNU GRand Unified Bootloader）等。
引导加载程序的主要任务是将控制权交给操作系统内核。
三、操作系统初始化操作系统内核被加载到内存后，计算机开始进行操作系统的初始化工作。
操作系统系统启动原理
操作系统系统启动原理
操作系统的系统启动原理可以简要地描述为以下几个步骤：
1. 加电自检（Power-On Self-Test，POST）：计算机启动时，
硬件会自动进行自检，检查CPU、内存、硬盘等硬件是否正
常工作，并进行初始化设置。
2. 加载BIOS和引导程序：BIOS（基本输入/输出系统）是计
算机硬件与操作系统之间的程序接口，负责初始化硬件设备，并加载引导程序。
在BIOS中，会设置引导设备的优先级，一
般情况下首先尝试从硬盘启动。
3. 主引导记录（Master Boot Record，MBR）：在硬盘的第一
个扇区中，有一个特殊的区域，里面包含了引导程序和分区表。
当BIOS将控制权转交给硬盘时，会读取MBR中的引导程序。
4. 引导加载程序：引导程序的任务是根据分区表的信息，将控制权转交给操作系统的引导扇区。
引导加载程序一般会检测分区中的文件系统类型，并加载相关的文件系统驱动程序。
5. 操作系统引导：操作系统引导程序负责加载操作系统内核，并将控制权转交给操作系统。
操作系统内核会进行初始化设置，并启动系统服务和驱动程序。
6. 用户登录：一旦操作系统启动成功，会显示登录界面，用户可以输入用户名和密码进行登录。
总的来说，操作系统的系统启动原理是通过硬件的自检和初始化设置，加载引导程序和操作系统内核，最终进入用户登录状态。
不同的操作系统可能在细节上有所不同，但整体的启动过程基本类似。
操作系统启动原理
操作系统启动原理
操作系统启动原理是计算机系统中非常重要的一部分，它负责将计算机系统从关机状态转换为可运行状态，并加载操作系统的核心程序到计算机的主内存中。
操作系统的启动过程一般分为硬件初始化、引导加载和操作系统加载三个阶段。
在硬件初始化阶段，计算机的硬件设备会进行自检和初始化，以确保所有硬件设备工作正常。
接下来，在引导加载阶段，计算机会根据硬件设备的启动设备设置，尝试从指定的引导设备中读取引导程序。
引导程序的作用是加载操作系统的核心程序，它通常位于引导设备的引导扇区中。
当引导程序被成功加载到主内存后，计算机进入操作系统加载阶段。
在操作系统加载阶段，引导程序将控制权交给操作系统的核心程序。
核心程序的主要功能是初始化系统资源、建立操作系统的执行环境，然后启动操作系统的主进程。
操作系统的主进程负责进一步初始化系统资源，加载设备驱动程序，并提供操作系统的各种服务和功能。
总的来说，操作系统的启动原理可以概括为硬件初始化、引导加载和操作系统加载三个阶段，其中引导加载阶段是操作系统启动的关键。
通过这个过程，计算机能够顺利地启动并加载操作系统，为用户提供多种功能和服务。
操作系统启动过程
操作系统启动过程操作系统是计算机系统中的核心组件，承担着管理计算机硬件资源和提供用户与计算机系统之间的接口功能。
当计算机通电或重启时，操作系统需要进行一系列的启动过程以确保系统的正常运行。
本文将介绍操作系统的启动过程，并探讨其中的重要步骤和关键环节。
一、引导加载程序（Bootloader）在计算机启动过程中，首先加载的是引导加载程序（Bootloader），也称为引导管理器。
引导加载程序存储在计算机硬件中的固定位置，通常是硬盘的主引导记录（MBR）或可插拔介质中的特定区域。
其主要功能是加载操作系统的核心部分，使计算机能够进入操作系统的启动阶段。
引导加载程序的启动过程可以分为以下几个步骤：1. BIOS自检：计算机通电后，首先由基本输入输出系统（BIOS）进行自检。
BIOS通过检测内存、键盘、鼠标等硬件设备，确保它们的正常工作状态。
2. 引导设备选择：BIOS在自检完成后，会从配置中选择引导设备，查找包含引导加载程序的存储介质。
常见的引导设备包括硬盘、光盘、USB闪存驱动器等。
3. 引导加载程序加载：一旦选择了引导设备，BIOS将读取引导设备上的引导加载程序，并将其加载到计算机的内存中。
二、操作系统内核加载引导加载程序完成后，将控制权交给操作系统的内核。
内核是操作系统的核心部分，负责管理计算机系统的各项功能和资源。
操作系统的内核可进一步分为微内核和宏内核两种不同的架构。
1. 微内核加载：微内核是一种较小、精简的内核架构，只包含操作系统的基本功能。
在微内核加载过程中，内核会完成相关初始化操作，并开始加载其他系统组件。
2. 宏内核加载：宏内核相对于微内核来说更庞大，包含了许多内置的系统组件。
宏内核加载过程中，内核会初始化各个组件，并建立进程管理、内存管理、文件系统等关键功能。
三、初始化操作操作系统内核加载后，系统进入初始化阶段，进行各项系统和硬件资源的初始化工作。
这包括以下几个方面：1. 硬件初始化：操作系统需要与各种硬件设备进行通信，例如显示器、键盘、鼠标、网卡等。
第02讲 Windows操作系统
第二讲 Windows操作系统
第二讲 Windows操作系统
第二讲 Windows操作系统 办公自动化一
学习内容
1
认识Windows操作系统
2
系统约定与基本操作
文件操作
3
4
系统设置
办公自动化一
第二讲 Windows操作系统
认识Windows操作系统 Windows是多用户多任务图形化界面的窗口 操作系统，它一方面管理维护系统资源；另一 方 面 为 应 用 软 件 提 供 运 行 平 台 。
输入以下文字：
Windows◎是微软（Microsoft★）公司开发的系统软件； 我们使用的Windows版本是：Windows XP。 正确的关机方法是： 打开“开始”菜单→选择“关闭计算机” →单击“关机” 按钮。
办公自动化一
第二讲 Windows操作系统
文件操作
管理计算机中的文件使用“我的电脑”或“资源管理器”。 双击桌面上的 “我的电脑”图标 打开右侧窗口 “我的电脑”窗口
办公自动化一
第二讲 Windows操作系统
文件操作
新建文件夹与文件
方法一：在需要创建文件夹的窗口中空白处单击鼠标右键， 在打开的快捷菜单中选择“新建”中选择需要新建的内容。 方法二：在窗口的“文件”菜单中选择“新建”中选择需 要新建的内容。
办公自动化一
第二讲 Windows操作系统
文件操作
选择文件（夹）
文件操作
访问磁盘或文件夹
在左侧树形目标中选 择磁盘或右工作区中 双击磁盘或文件夹打 开文件夹。 若知道文件夹路径可 路径表示格式 在“地址”栏输入完 驱动器名称：“C:”、“D:”、“E:”…… 整文件夹路径，如： “\”：表示其内部的。 “C:\windows”。 例： C:\a\b\c表示C盘下的a文件夹中的b文件夹中的c文件夹
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
操作系统
实验报告
哈尔滨工程大学
计算机科学与技术学院
第二讲操作系统的启动
一、实验概述
1. 实验名称
操作系统的启动
2. 实验目的
1）、跟踪调试eos在pc机上从加电复位到成功启动的全过程，了解操作系统的启动过程。
2）、查看eos启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。
3. 实验类型（验证、设计）
验证
4. 实验内容
1）、启动OS Lab。
2）、新建一个EOS Kernel 项目。
3）、在“项目管理器”窗口中打开boot 文件夹中的boot.asm 和loader.asm 两个汇编文件。
boot.asm 是软盘引导扇区程序的源文件，loader.asm 是loader 程序的源文件。
简单阅读一下这两个文件中的NASM 汇编代码和注释。
4）、按F7 生成项目。
5）、生成完成后，使用Windows 资源管理器打开项目文件夹中的Debug 文件夹。
找到由boot.asm 生成的软盘引导扇区程序boot.bin 文件，该文件的大小一定为512 字节（与软盘引导扇区的大小一致）。
找到由loader.asm 生成的loader 程序loader.bin 文件，记录下此文件的大小1566 字节，在下面的实验中会用到。
找到由其它源文件生成的操作系统内核文件kernel.dll。
二、实验环境
进行实验使用的操作系统、编译器、语言及工具等。
操作系统：Windows XP
编译器：Tevalaton OS Lab
语言：C++
三、实验过程（每次实验不一定下面6条都写，根据实际情况定）
*需要解决的问题以及解答
（1）、自己设计两个查看内存的调试命令，分别验证这两个用户可用区域的高地址端也是空白的。
答：命令为：xp /512b 0x7a00和cp /512v 0x9fe00。
因为第一个用户区的高位地址截止到0x7c00，第二个用户区高位地址截止到0xA0000,命令表示显示从0x7a00和0x9fe00以后512b空间的所有字节码，即两个用户区的高位地址端，可以看到所有字节全为0，说明高地址端是空白的。
如图一、图二所示。
（2）、自己设计一个查看内存的调试命令，验证上位内存的高地址端已经被系统占用。
答：命令为：xp /512b 0xffe00。
因为上位内存的高位地址截止到0x100000，命令表示显示从0xffe00以后的512b空间的所有字节码，即两个用户区的高位地址端。
可以看到所有字节都有值，说明高地址端被占用。
如图三所示。
（3）、根据之前记录的loader.bin文件的大小，自己设计一个查看内存的调试命令，查看内存中loader程序结束位置的字节码，并与loader.lst文件中最后指令的字节码比较，验证loader程序被完全加载到了正确的位置。
答：命令为xp /8b 0x1616.程序的初始位置为0x1000，加上1566的十六进制61E-8b,答案即为1616.如图四、图五、图六、图七所示。
（4）、仔细比较实验指导10-5图和10-6图，尝试说明哪个是应用程序的进程，它和系统进程有什么区别，那个是应用程序的主线程，它和系统线程有什么区别？
答：进程列表中ID为31的进程是应用程序的进程，其优先级为8，包含1个线程，主线程ID为33，映像名称为a:\hello.exe。
而ID为1的是系统进程，其优先级为24，包含有10个线程，其中的ID为2的线程是该进程的主线程，系统进程没有映像名称。
主要区别为：应用程序的进程优先级较低。
线程列表中ID为33的线程是应用程序的线程，其优先级为8，处在阻塞状态，而ID为20~28的是系统进程，其优先级为24，其中ID为22的处于运行状态
图一
图二
图三
（5）、为什么 EOS 操作系统从软盘启动时要使用 boot.bin 和 loader.bin 两个程序？使用一个可以吗？它们各自的主要功能是什么？如果将 loader.bin 的功能移动到 boot.bin 文件中，则 boot.bin 文件的大小是否仍然能保持小于 512 字节？
答：在生成项目的时候，boot文件夹中的两个汇编文件boot.asm和loader.asm 分别生成了两个二进制文件boot.bin和loader.bin。
这两个文件缺一不可，他们会被写入软盘镜像文件。
在EOS操作系统启动的时候，boot.bin用于引导软盘，而loader.bin用于加载程序。
如果把loader.bin的功能移动到boot.bin程序中，肯定会增加boot.bin的规模文件大小将会大于512字节。
（6）、软盘引导扇区加载完毕后内存中有两个用户可用的区域，为什么软盘引导扇区程序选择将loader.bin 加载到第一个可用区域的0x1000 处呢？这样做有什么好处？这样做会对loader.bin 文件的大小有哪些限制？
答：第一个用户可用区取余位于低地址端，便于检索查找，并且容量相对较小，适合容纳相对较小的文件，所以将loader.bin加载到第一个可用区域，节省资源。
由于第一用户区域的大小限制，loader.bin的大小不能超过29.5KB。
图四
图五
如左图图六所示Loader.bin文件大小为1566B。
图七
*程序运行时的初值以及运行结果：
Bochs在CPU要执行的第一条指令处中断。
Display窗口没有显示内容。
如下图所示：
sreg命令查看当前CPU各个段寄存器的值：
r命令查看当前CPU中各个通用寄存器的值
输入调试命令xp/1024b 0x0000
输入调试命令xp/512b 0x7c00
输入调试命令vb 0x0000:0x7c00添加断点输入c继续执行
输入sreg验证CS寄存器的地址
输入调试命令r验证IP寄存器的值
输入调试命令xp/512b 0x7c00显示软盘引导扇区程序的所有字节码输入调试命令xp/512b 0x0600
输入调试命令xp/512b 0x7e00
输入调试命令xp/512b 0xa0000验证上位内存已被系统占用
输入调试命令vb 0x0000：0x7d81添加一个断点
输入调试命令c继续执行，在断点处中断
输入调试命令xp 8b 0x10000查看内存0x1000处的数据3.2.4 调试加载程序
查看eos版本号：
迅速按Ctrl+F2 切换到控制台2，并输入命令“pt”后按回车。
输出的进程和线程信息如图10-6 所示
四、实验体会
本次实验主要采用了在EOS操作系统启动过程中设置断点，查看内存空间的占用情况来观察文件的加载情况。
通过本次实验了解了了解操作系统的启动过程。
通过查看eos启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。
通过一步步的操作，加深了在操作系统上对程序创建、调试程序的掌握，但对OS的相关知识还不是很了解。