操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料課件

操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料課件目錄contents操作系統(tǒng)概述進程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理操作系統(tǒng)的安全與維護01操作系統(tǒng)概述定義操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的核心系統(tǒng)軟件，負責(zé)管理和控制計算機硬件和軟件資源，為用戶和應(yīng)用程序提供一個方便、高效、安全和可靠的工作環(huán)境。功能操作系統(tǒng)的主要功能包括資源管理、進程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)管理、用戶界面等。操作系統(tǒng)的定義與功能桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、移動設(shè)備操作系統(tǒng)等。按應(yīng)用領(lǐng)域分按授權(quán)方式分按內(nèi)核結(jié)構(gòu)分開源操作系統(tǒng)、閉源操作系統(tǒng)。單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)、單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)、多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。030201操作系統(tǒng)的分類進程是計算機中的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位。進程管理內(nèi)存管理主要負責(zé)內(nèi)存空間的分配、回收、保護以及擴充。內(nèi)存管理文件系統(tǒng)管理主要負責(zé)對磁盤上的文件進行存儲和管理，包括文件的創(chuàng)建、讀寫、修改、刪除等操作。文件系統(tǒng)管理用戶界面提供了用戶與計算機系統(tǒng)交互的方式，包括命令行界面和圖形用戶界面等。用戶界面操作系統(tǒng)的基本原理02進程管理進程是計算機中的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位。進程的定義操作系統(tǒng)通過進程控制來管理系統(tǒng)資源，包括創(chuàng)建、撤銷、切換等操作。進程的控制進程在運行過程中會處于不同的狀態(tài)，如就緒、等待、運行等狀態(tài)，這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換由進程調(diào)度控制。進程的狀態(tài)用于對進程進行控制和操作的原語包括創(chuàng)建、撤銷、切換等。進程的控制原語進程的定義與控制進程調(diào)度進程通信信號機制管道通信進程的調(diào)度與通信進程間可以通過消息、共享內(nèi)存等方式進行通信，通信過程中需要遵循一些規(guī)則和協(xié)議。操作系統(tǒng)提供信號機制來通知進程發(fā)生了某個事件或異常，進程收到信號后可以做出相應(yīng)的處理。管道是一種半雙工的通信方式，兩個進程可以通過管道進行數(shù)據(jù)交換。進程調(diào)度是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，負責(zé)管理和分配系統(tǒng)資源，根據(jù)一定的策略從就緒隊列中選擇進程執(zhí)行。ABCD死鎖定義在多道程序系統(tǒng)中，兩個或多個進程無限期地等待對方釋放資源的情況稱為死鎖。饑餓定義如果一個進程長時間得不到運行，則稱該進程發(fā)生了饑餓。饑餓的解決方法可以通過一些策略來避免或解決饑餓問題，如優(yōu)先級調(diào)度、時間片輪轉(zhuǎn)等。死鎖的四個必要條件互斥條件、請求與保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。當這四個條件同時滿足時，系統(tǒng)將發(fā)生死鎖。死鎖與饑餓問題03內(nèi)存管理VS操作系統(tǒng)根據(jù)程序的需求，為其分配一定大小的內(nèi)存空間。這些內(nèi)存空間可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。當程序運行完成后，操作系統(tǒng)會回收這些內(nèi)存空間，以便為其他程序分配內(nèi)存。內(nèi)存回收當程序結(jié)束運行時，操作系統(tǒng)會回收其占用的內(nèi)存空間?；厥盏姆绞娇梢允橇⒓瘁尫?，也可以是延遲釋放。立即釋放意味著立即將內(nèi)存空間返回給操作系統(tǒng)，而延遲釋放則是指將內(nèi)存空間標記為可用，但并不立即返回給操作系統(tǒng)，而是在需要時再進行回收。內(nèi)存分配內(nèi)存的分配與回收通過將內(nèi)存分為虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存兩個部分，操作系統(tǒng)可以實現(xiàn)多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行。每個任務(wù)都只能訪問自己的虛擬內(nèi)存，而不能訪問其他任務(wù)的虛擬內(nèi)存。這樣就可以隔離不同任務(wù)之間的內(nèi)存訪問，保證數(shù)據(jù)安全。虛擬內(nèi)存緩存技術(shù)是一種提高內(nèi)存訪問速度的技術(shù)。通過將經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)存儲在緩存中，可以減少對內(nèi)存的訪問次數(shù)，提高程序的運行效率。緩存一般分為硬件緩存和軟件緩存兩種。硬件緩存是指在CPU中設(shè)置的緩存，而軟件緩存則是指操作系統(tǒng)在內(nèi)存中設(shè)置的緩存。緩存技術(shù)虛擬內(nèi)存與緩存技術(shù)內(nèi)存保護為了防止程序之間互相干擾和破壞，操作系統(tǒng)需要對內(nèi)存進行保護。這種保護可以包括對內(nèi)存的讀寫權(quán)限控制、對內(nèi)存的保護區(qū)域設(shè)置等。通過這些措施，可以防止程序非法訪問其他程序的內(nèi)存空間，保證數(shù)據(jù)的安全性。內(nèi)存共享在一些多任務(wù)操作系統(tǒng)中，多個任務(wù)可以共享一部分內(nèi)存空間。這種共享可以減少內(nèi)存的浪費，提高內(nèi)存的使用效率。但同時，也需要采取一些保護措施，以防止不同任務(wù)之間的數(shù)據(jù)沖突和互相干擾。內(nèi)存保護與共享04文件系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)通常采用樹形結(jié)構(gòu)來組織文件，根目錄下可以包含子目錄和文件，子目錄也可以包含子目錄和文件，形成一個層次結(jié)構(gòu)。文件文件是操作系統(tǒng)中最重要的抽象概念之一，它是數(shù)據(jù)的集合，可以包含文本、圖像、音頻、視頻等數(shù)據(jù)。文件屬性每個文件都有一系列屬性，包括文件名、文件大小、創(chuàng)建時間、修改時間等。這些屬性存儲在文件的元數(shù)據(jù)中。文件的基本概念與結(jié)構(gòu)文件的創(chuàng)建在文件系統(tǒng)中創(chuàng)建一個新文件通常需要先打開一個已存在的目錄，然后使用文件系統(tǒng)的API來創(chuàng)建一個新文件。在創(chuàng)建文件時，需要指定文件名和文件類型。文件的讀寫文件系統(tǒng)提供了許多API來讀取和寫入文件內(nèi)容。例如，可以使用read()和write()系統(tǒng)調(diào)用來讀取和寫入文件內(nèi)容。此外，還可以使用其他一些API來追加內(nèi)容到文件末尾、截斷文件等。文件的刪除在文件系統(tǒng)中刪除一個文件需要先打開該文件，然后使用文件系統(tǒng)的API來刪除該文件。在刪除文件時，需要指定文件名和文件類型。刪除操作完成后，文件系統(tǒng)會回收該文件的資源并將其從目錄樹中刪除。文件的創(chuàng)建、讀寫與刪除010203緩存機制為了提高讀取文件的效率，文件系統(tǒng)通常會使用緩存機制。當一個文件被讀取時，文件系統(tǒng)會將該文件的元數(shù)據(jù)和內(nèi)容緩存在內(nèi)存中，以便下次讀取時可以直接從內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)，而不需要再次從磁盤中讀取。并發(fā)控制在多用戶或多進程環(huán)境下，多個用戶或進程可能需要同時訪問和修改同一個文件。為了防止數(shù)據(jù)不一致和沖突，文件系統(tǒng)需要實現(xiàn)并發(fā)控制機制。常見的并發(fā)控制機制包括鎖機制和時間戳等。磁盤優(yōu)化由于大部分文件都存儲在磁盤上，因此磁盤優(yōu)化對于提高文件系統(tǒng)的性能非常重要。為了提高磁盤讀寫效率，可以采用一些技術(shù)手段，如預(yù)讀、延遲寫、合并寫等。文件系統(tǒng)的性能優(yōu)化05設(shè)備管理根據(jù)設(shè)備的性質(zhì)和功能，設(shè)備可以劃分為串行設(shè)備、并行設(shè)備、虛擬設(shè)備等。設(shè)備分類操作系統(tǒng)對設(shè)備的控制方式有多種，包括程序控制方式、中斷控制方式、直接控制方式和通道控制方式。設(shè)備控制方式設(shè)備控制器是操作系統(tǒng)中負責(zé)控制設(shè)備的核心部件，它能夠通過與設(shè)備的交互，實現(xiàn)設(shè)備的啟動、停止、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。設(shè)備控制器設(shè)備的分類與控制方式通過使用緩沖區(qū)，減少設(shè)備讀寫操作的次數(shù)，提高設(shè)備的利用率和性能。緩沖技術(shù)通過多線程或進程并發(fā)執(zhí)行，實現(xiàn)多個設(shè)備的并行操作，提高系統(tǒng)的整體性能。并發(fā)技術(shù)將物理設(shè)備進行抽象，以虛擬設(shè)備的形式提供給用戶使用，提高設(shè)備的共享性和利用率。虛擬技術(shù)輸入輸出操作的優(yōu)化確保數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)被篡改、刪除或損壞。數(shù)據(jù)完整性確保數(shù)據(jù)不被非授權(quán)訪問或泄露。數(shù)據(jù)保密性防止設(shè)備被非法使用或被惡意攻擊，例如防止病毒或黑客的入侵。設(shè)備安全性數(shù)據(jù)保護與安全問題06操作系統(tǒng)的安全與維護備份策略備份方法恢復(fù)策略恢復(fù)方法操作系統(tǒng)的備份與恢復(fù)01020304制定定期備份和不定期備份的計劃，以防止數(shù)據(jù)丟失。使用全備份、增量備份和差異備份等方式進行數(shù)據(jù)備份。制定應(yīng)急預(yù)案，以便在發(fā)生故障時快速恢復(fù)數(shù)據(jù)。通過備份文件進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。優(yōu)化方法通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)、升級硬件等方式提高系統(tǒng)性能。負載均衡通過負載均衡技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)流量分配到多個服務(wù)器上，以提高網(wǎng)站的可擴展性和穩(wěn)定性。監(jiān)控工具使用系統(tǒng)性能監(jiān)控工具，如