《操作系統(tǒng) 》課件

《操作系統(tǒng)》PPT課件操作系統(tǒng)概述進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理用戶界面contents目錄01操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用程序的資源，提供用戶與計(jì)算機(jī)交互的界面。總結(jié)詞操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分，它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源，包括CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等。操作系統(tǒng)還負(fù)責(zé)調(diào)度和分配資源，確保各個(gè)應(yīng)用程序能夠正常運(yùn)行。此外，操作系統(tǒng)還提供用戶界面，使用戶能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。詳細(xì)描述操作系統(tǒng)的定義與功能操作系統(tǒng)的分類總結(jié)詞：根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，操作系統(tǒng)可以分為多種類型，如批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)等。詳細(xì)描述：根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，操作系統(tǒng)可以分為多種類型。根據(jù)處理方式的不同，可以分為批處理操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)。批處理操作系統(tǒng)將作業(yè)放入磁帶或磁盤中，由操作系統(tǒng)自動(dòng)依次處理，這種方式適合于大量簡(jiǎn)單作業(yè)的處理。分時(shí)操作系統(tǒng)允許多個(gè)用戶同時(shí)使用計(jì)算機(jī)，每個(gè)用戶都感覺自己獨(dú)占計(jì)算機(jī)資源。根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，可以分為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)外部輸入做出響應(yīng)，適用于控制、通信和軍事等領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)則是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同而劃分的?？偨Y(jié)詞操作系統(tǒng)的基本特征包括并發(fā)性、共享性、虛擬性和穩(wěn)定性。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述并發(fā)性是指多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生，操作系統(tǒng)能夠處理多個(gè)任務(wù)并發(fā)的執(zhí)行。共享性是指系統(tǒng)中的資源可以被多個(gè)進(jìn)程共享，提高了資源的利用率。虛擬性是指通過技術(shù)手段將物理實(shí)體或過程轉(zhuǎn)換為抽象的表示，使用戶或應(yīng)用程序能夠方便地使用資源。穩(wěn)定性是操作系統(tǒng)的基本要求，它能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的完整性。操作系統(tǒng)的基本特征02進(jìn)程管理進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，具有動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性和制約性。進(jìn)程狀態(tài)包括新建、就緒、運(yùn)行和阻塞等?？偨Y(jié)詞進(jìn)程是程序在計(jì)算機(jī)上的一次執(zhí)行活動(dòng)，它包括代碼、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源。進(jìn)程具有動(dòng)態(tài)性，即進(jìn)程的創(chuàng)建、執(zhí)行和終止是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。進(jìn)程還具有獨(dú)立性，即每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源。此外，進(jìn)程之間存在制約關(guān)系，需要相互協(xié)調(diào)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。進(jìn)程的狀態(tài)會(huì)隨著其執(zhí)行情況而發(fā)生變化，常見狀態(tài)有新建、就緒、運(yùn)行和阻塞等。詳細(xì)描述進(jìn)程的概念與狀態(tài)總結(jié)詞進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程命令等方式創(chuàng)建，進(jìn)程終止則是因?yàn)檎＝Y(jié)束、異常結(jié)束或被其他進(jìn)程終止。詳細(xì)描述進(jìn)程的創(chuàng)建可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程命令等方式實(shí)現(xiàn)。在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，需要為新進(jìn)程分配必要的資源，如內(nèi)存空間、文件、設(shè)備等。新進(jìn)程可以通過復(fù)制父進(jìn)程的地址空間或使用其他技術(shù)來獲取所需資源。進(jìn)程的終止則是因?yàn)檎＝Y(jié)束、異常結(jié)束或被其他進(jìn)程終止。在進(jìn)程終止時(shí)，需要釋放該進(jìn)程所占用的資源，以便其他進(jìn)程可以使用這些資源。進(jìn)程的創(chuàng)建與終止進(jìn)程的同步與通信進(jìn)程同步是協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序和相互關(guān)系，進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間信息交換的機(jī)制?？偨Y(jié)詞進(jìn)程同步是協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序和相互關(guān)系的過程，以確保它們能夠協(xié)同工作。這可以通過信號(hào)量、消息隊(duì)列、管道等方式實(shí)現(xiàn)。進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間信息交換的機(jī)制，通過發(fā)送和接收消息來實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程之間的信息傳遞和共享。常見的進(jìn)程通信方式有共享內(nèi)存、消息傳遞和管道等。詳細(xì)描述總結(jié)詞：進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)根據(jù)一定的調(diào)度算法選擇一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行，進(jìn)程切換則是將當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程暫停并轉(zhuǎn)交給其他進(jìn)程執(zhí)行。詳細(xì)描述：進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，其目的是選擇一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行，以滿足系統(tǒng)的需求和目標(biāo)。調(diào)度算法可以根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、短作業(yè)優(yōu)先等方式實(shí)現(xiàn)。在選擇一個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行時(shí)，需要考慮該進(jìn)程的類型、優(yōu)先級(jí)、CPU使用情況等因素。進(jìn)程切換則是將當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程暫停并轉(zhuǎn)交給其他進(jìn)程執(zhí)行的過程。在切換過程中，需要保存當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的狀態(tài)信息，以便在下次恢復(fù)時(shí)能夠繼續(xù)執(zhí)行。切換過程可以通過硬件支持或軟件實(shí)現(xiàn)來完成。進(jìn)程的調(diào)度與切換03內(nèi)存管理為進(jìn)程分配所需的內(nèi)存空間，包括代碼段、數(shù)據(jù)段、堆和棧。當(dāng)進(jìn)程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)需要回收其占用的內(nèi)存空間，以便重新分配給其他進(jìn)程。內(nèi)存的分配與回收內(nèi)存的回收內(nèi)存的分配內(nèi)存交換當(dāng)系統(tǒng)中的內(nèi)存空間不足時(shí)，需要將一些暫時(shí)不用的進(jìn)程從內(nèi)存中移到磁盤上，以便為其他進(jìn)程騰出空間。內(nèi)存覆蓋通過將一個(gè)進(jìn)程的不同部分分別裝入內(nèi)存的不同區(qū)域，并在運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要移動(dòng)這些部分，以減少對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問。內(nèi)存的交換與覆蓋內(nèi)存保護(hù)通過設(shè)置不同的內(nèi)存區(qū)域和權(quán)限，確保每個(gè)進(jìn)程只能訪問自己的內(nèi)存空間，防止其他進(jìn)程的非法訪問。內(nèi)存共享在某些情況下，多個(gè)進(jìn)程可能需要訪問同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或文件，通過共享內(nèi)存技術(shù)可以使這些進(jìn)程直接相互通信和同步。內(nèi)存的保護(hù)與共享04文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲(chǔ)和檢索的軟件和硬件的集合。它為應(yīng)用程序和用戶提供了一種組織、存儲(chǔ)、檢索和刪除文件的方式。文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)具有多種功能，包括文件的存儲(chǔ)、檢索、刪除、備份、恢復(fù)等。此外，它還負(fù)責(zé)管理文件和目錄的權(quán)限，以確保文件的安全性和完整性。文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)的概念與功能文件的組織方式文件系統(tǒng)采用樹形結(jié)構(gòu)來組織文件和目錄。根目錄是所有文件和目錄的起點(diǎn)，其他目錄和文件則按照一定的層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。文件的存儲(chǔ)方式文件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤上，通常采用連續(xù)或分散的方式進(jìn)行存儲(chǔ)。連續(xù)存儲(chǔ)方式將數(shù)據(jù)連續(xù)存儲(chǔ)在磁盤的一塊區(qū)域中，而分散存儲(chǔ)方式則將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在磁盤的多個(gè)位置。文件的組織與存儲(chǔ)VS文件系統(tǒng)提供了多種訪問方式，包括順序訪問、隨機(jī)訪問和按需訪問。順序訪問方式按照文件的順序逐個(gè)訪問數(shù)據(jù)項(xiàng)，隨機(jī)訪問方式可以隨機(jī)地訪問文件的任意位置，按需訪問方式則根據(jù)需要訪問文件中的數(shù)據(jù)項(xiàng)。文件的安全控制文件系統(tǒng)通過權(quán)限控制機(jī)制來確保文件的安全性。每個(gè)文件和目錄都有相應(yīng)的權(quán)限設(shè)置，包括讀、寫、執(zhí)行等權(quán)限。用戶只能在其權(quán)限范圍內(nèi)訪問和使用文件。文件的訪問方式文件的訪問與控制文件系統(tǒng)提供了多種共享方式，包括共享文件夾、網(wǎng)絡(luò)共享等。通過共享文件夾，用戶可以在不同的計(jì)算機(jī)之間共享文件和目錄。網(wǎng)絡(luò)共享則允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問其他計(jì)算機(jī)上的文件和目錄。為了確保文件的安全性，文件系統(tǒng)采取了多種安全措施，如加密、備份、恢復(fù)等。加密技術(shù)可以保護(hù)文件的機(jī)密性，備份可以防止數(shù)據(jù)丟失，恢復(fù)則可以將損壞或丟失的文件恢復(fù)到原始狀態(tài)。文件的共享方式文件的安全措施文件的共享與安全05設(shè)備管理設(shè)備管理的概念與功能設(shè)備管理概念設(shè)備管理是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類硬件設(shè)備的管理，包括外設(shè)、輸入/輸出設(shè)備等。設(shè)備管理功能設(shè)備管理的主要功能包括設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、控制、分配和回收等，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和高效利用。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)中用于與硬件設(shè)備交互的軟件模塊，它負(fù)責(zé)與設(shè)備進(jìn)行通信和控制。設(shè)備控制方式設(shè)備控制方式包括輪詢、中斷和直接內(nèi)存訪問（DMA）等，不同的控制方式適用于不同的設(shè)備和場(chǎng)景。設(shè)備的驅(qū)動(dòng)與控制設(shè)備分配策略設(shè)備分配策略包括獨(dú)占分配、共享分配和分時(shí)分配等，不同的分配策略適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求。設(shè)備回收機(jī)制設(shè)備回收機(jī)制包括自動(dòng)回收和手動(dòng)回收兩種方式，自動(dòng)回收依賴于操作系統(tǒng)的資源管理機(jī)制，手動(dòng)回收則需要用戶手動(dòng)釋放設(shè)備資源。設(shè)備的分配與回收06用戶界面用戶界面是操作系統(tǒng)與用戶之間的交互界面，是用戶與計(jì)算機(jī)溝通的橋梁。概念提供人機(jī)交互方式，使用戶能夠方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)信息輸入、輸出以及操作控制。功能用戶界面的概念與功能特點(diǎn)命令行界面是一種基于文本的用戶界面，用戶通過輸入命令來與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。優(yōu)點(diǎn)命令行界面具有高度的靈活性和可定制性，適合于自動(dòng)化腳本和高級(jí)用戶。缺點(diǎn)對(duì)于初學(xué)者來說，命令行界面可能較為復(fù)雜，