操作系統(tǒng)原理介紹課件

操作系統(tǒng)原理介紹課件演講人01.02.03.04.05.目錄操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)進(jìn)程管理操作系統(tǒng)內(nèi)存管理操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)1操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的程序01操作系統(tǒng)提供了用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口03操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)02操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)資源的有效管理和調(diào)度04操作系統(tǒng)的功能用戶界面：提供用戶與操作系統(tǒng)交互的界面，如命令行、圖形界面等06文件管理：管理文件和目錄，提供文件訪問和保護(hù)機(jī)制04資源管理：管理硬件和軟件資源，如內(nèi)存、CPU、文件等01存儲(chǔ)管理：管理內(nèi)存空間，提高內(nèi)存利用率03設(shè)備管理：管理輸入輸出設(shè)備，提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和接口05進(jìn)程管理：創(chuàng)建、調(diào)度、終止進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行02操作系統(tǒng)的分類單用戶操作系統(tǒng)：如DOS、Windows9x等，只允許一個(gè)用戶使用01多用戶操作系統(tǒng)：如UNIX、Linux、WindowsNT等，允許多個(gè)用戶同時(shí)使用02實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：如VxWorks、RTLinux等，用于實(shí)時(shí)控制和通信系統(tǒng)03分布式操作系統(tǒng)：如Amoeba、Tru64UNIX等，用于分布式計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)04嵌入式操作系統(tǒng)：如VxWorks、QNX等，用于嵌入式設(shè)備和控制系統(tǒng)05虛擬化操作系統(tǒng)：如VMware、VirtualBox等，用于虛擬化環(huán)境和云計(jì)算平臺(tái)062操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)內(nèi)核040301內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)資源、硬件設(shè)備、應(yīng)用程序等。內(nèi)核的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)對操作系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。內(nèi)核的主要功能包括進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)管理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)管理等。常見的操作系統(tǒng)內(nèi)核有Linux內(nèi)核、Windows內(nèi)核、MacOSX內(nèi)核等。02操作系統(tǒng)的用戶界面圖形用戶界面（GUI）：通過圖形和圖標(biāo)來操作計(jì)算機(jī)，如Windows、MacOS等。命令行界面（CLI）：通過輸入命令來操作計(jì)算機(jī)，如Linux、Unix等?；旌嫌脩艚缑妫航Y(jié)合圖形用戶界面和命令行界面，如WindowsPowerShell等。語音用戶界面：通過語音來操作計(jì)算機(jī)，如Siri、Cortana等。01020304操作系統(tǒng)的硬件支持處理器：操作系統(tǒng)需要處理器來執(zhí)行指令和進(jìn)行計(jì)算01內(nèi)存：操作系統(tǒng)需要內(nèi)存來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序02存儲(chǔ)設(shè)備：操作系統(tǒng)需要存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序03輸入輸出設(shè)備：操作系統(tǒng)需要輸入輸出設(shè)備來與用戶進(jìn)行交互04網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：操作系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信05電源：操作系統(tǒng)需要電源來提供電力支持063操作系統(tǒng)進(jìn)程管理進(jìn)程的概念進(jìn)程是操作系統(tǒng)中執(zhí)行的程序?qū)嵗?1進(jìn)程是資源分配的基本單位02進(jìn)程有獨(dú)立的內(nèi)存空間和執(zhí)行環(huán)境03進(jìn)程之間可以通信和同步04進(jìn)程的狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)：進(jìn)程正在執(zhí)行01就緒狀態(tài)：進(jìn)程已準(zhǔn)備好執(zhí)行，等待CPU時(shí)間片02阻塞狀態(tài)：進(jìn)程等待某個(gè)事件發(fā)生，如I/O操作完成03掛起狀態(tài)：進(jìn)程被操作系統(tǒng)暫時(shí)移出內(nèi)存，等待恢復(fù)執(zhí)行04進(jìn)程的調(diào)度調(diào)度策略：包括先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)等調(diào)度算法：包括優(yōu)先級調(diào)度、時(shí)間片調(diào)度、多級反饋隊(duì)列調(diào)度等調(diào)度目標(biāo)：包括最小化平均響應(yīng)時(shí)間、最小化平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、最大化系統(tǒng)吞吐量等調(diào)度實(shí)現(xiàn)：包括內(nèi)核線程、用戶線程、線程調(diào)度器等010203044操作系統(tǒng)內(nèi)存管理內(nèi)存的分配與回收內(nèi)存分配：操作系統(tǒng)為進(jìn)程分配內(nèi)存空間，以滿足進(jìn)程的內(nèi)存需求內(nèi)存回收：操作系統(tǒng)回收不再使用的內(nèi)存空間，以供其他進(jìn)程使用內(nèi)存碎片：內(nèi)存分配和回收可能導(dǎo)致內(nèi)存碎片，影響內(nèi)存使用效率內(nèi)存管理策略：操作系統(tǒng)采用不同的內(nèi)存管理策略，以提高內(nèi)存使用效率和系統(tǒng)性能內(nèi)存的共享與保護(hù)內(nèi)存分配：操作系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程需求，動(dòng)態(tài)分配和回收內(nèi)存，提高內(nèi)存利用率04內(nèi)存映射：將虛擬內(nèi)存映射到物理內(nèi)存，提高內(nèi)存訪問效率03內(nèi)存保護(hù)：操作系統(tǒng)通過內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，確保進(jìn)程之間互不干擾，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性02內(nèi)存共享：多個(gè)進(jìn)程可以共享同一塊內(nèi)存區(qū)域，提高內(nèi)存利用率01內(nèi)存的虛擬化技術(shù)虛擬內(nèi)存：將硬盤空間作為內(nèi)存的擴(kuò)展，提高內(nèi)存容量頁表：記錄虛擬地址和物理地址的映射關(guān)系頁置換算法：決定哪些頁面需要被替換到硬盤上內(nèi)存壓縮技術(shù)：通過壓縮算法減少內(nèi)存占用，提高內(nèi)存利用率5操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的概念040301文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的重要組成部分，用于管理計(jì)算機(jī)中的文件和目錄。文件系統(tǒng)通過目錄結(jié)構(gòu)來組織文件，使得用戶可以方便地查找和管理文件。文件系統(tǒng)將磁盤空間劃分為若干個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)分區(qū)可以包含多個(gè)文件和目錄。文件系統(tǒng)還提供了文件保護(hù)和訪問控制功能，確保文件的安全性和完整性。02文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)STEP4STEP3STEP2STEP1文件系統(tǒng)由目錄和文件組成，目錄用于組織文件，文件用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。目錄和文件都有唯一的標(biāo)識符，用于區(qū)分不同的目錄和文件。目錄和文件都可以包含子目錄和子文件，形成樹狀結(jié)構(gòu)。文件系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)，分為邏輯層和物理層，邏輯層負(fù)責(zé)組織和管理文件，物理層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)。文件系統(tǒng)的管理01020304文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：包括目錄、文件、索引等目錄管理：包