第三單元操作系統(tǒng)課件

第三單元操作系統(tǒng)課件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA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BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01操作系統(tǒng)概述總結(jié)詞操作系統(tǒng)的定義和功能詳細描述操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負責(zé)管理計算機硬件和軟件資源，提供用戶與計算機交互的界面，實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的有效運行。操作系統(tǒng)的功能包括資源管理、任務(wù)調(diào)度、并發(fā)控制、內(nèi)存管理等。操作系統(tǒng)的定義和功能操作系統(tǒng)的分類操作系統(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。根據(jù)使用場景，操作系統(tǒng)可以分為桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)和移動操作系統(tǒng)等。根據(jù)源代碼開放程度，操作系統(tǒng)可以分為開源操作系統(tǒng)和閉源操作系統(tǒng)。根據(jù)處理器的位數(shù)，操作系統(tǒng)可以分為32位操作系統(tǒng)和64位操作系統(tǒng)。詳細描述VS操作系統(tǒng)的基本概念詳細描述操作系統(tǒng)的基本概念包括進程、線程、內(nèi)存、文件、I/O等。進程是程序的執(zhí)行實例，包括代碼、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源。線程是進程內(nèi)的一條執(zhí)行路徑。內(nèi)存是計算機中用于存儲數(shù)據(jù)的物理空間。文件是存儲在外部介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的邏輯組織。I/O是輸入輸出操作，包括讀寫數(shù)據(jù)、與外部設(shè)備通信等?？偨Y(jié)詞操作系統(tǒng)的基本概念BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02進程管理進程是程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位。進程定義進程狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換進程在執(zhí)行過程中會經(jīng)歷三種狀態(tài)，分別是運行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)。進程的狀態(tài)會根據(jù)其執(zhí)行情況和系統(tǒng)資源情況進行轉(zhuǎn)換。030201進程的定義和狀態(tài)

進程的創(chuàng)建和終止進程創(chuàng)建進程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或用戶程序創(chuàng)建新的進程。進程終止當(dāng)進程完成其任務(wù)或出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會終止該進程。進程創(chuàng)建和終止的方式可以通過系統(tǒng)調(diào)用或異常處理機制來實現(xiàn)進程的創(chuàng)建和終止。進程同步是指多個進程按照一定的順序執(zhí)行，以完成某個任務(wù)或達到某個目標(biāo)。進程同步進程通信是指進程之間傳遞信息或數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)協(xié)同工作或數(shù)據(jù)共享。進程通信可以通過信號量、消息隊列、共享內(nèi)存等方式實現(xiàn)進程的同步與通信。同步與通信的方式進程的同步與通信死鎖死鎖是指兩個或多個進程在等待對方釋放資源而導(dǎo)致的僵局。調(diào)度算法與死鎖預(yù)防常見的調(diào)度算法有先來先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先級調(diào)度等，而預(yù)防死鎖的方法有避免死鎖、檢測死鎖并恢復(fù)等。進程調(diào)度進程調(diào)度是指系統(tǒng)根據(jù)一定的算法和策略選擇一個就緒態(tài)的進程來執(zhí)行。進程調(diào)度與死鎖BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03內(nèi)存管理分類根據(jù)用途，內(nèi)存可以分為系統(tǒng)內(nèi)存、用戶內(nèi)存和緩存內(nèi)存。系統(tǒng)內(nèi)存用于操作系統(tǒng)運行，用戶內(nèi)存用于應(yīng)用程序運行，緩存內(nèi)存用于存儲頻繁訪問的數(shù)據(jù)。分配方式內(nèi)存分配方式主要有靜態(tài)分配和動態(tài)分配。靜態(tài)分配在編譯時確定，而動態(tài)分配在運行時確定。內(nèi)存的分類和分配方式內(nèi)存分配通常由操作系統(tǒng)負責(zé)，根據(jù)應(yīng)用程序的需求和系統(tǒng)的可用資源進行。分配策略包括首次適應(yīng)、最佳適應(yīng)和最壞適應(yīng)等。當(dāng)應(yīng)用程序釋放其占用的內(nèi)存時，操作系統(tǒng)需要負責(zé)回收這些內(nèi)存，以便重新分配給其他應(yīng)用程序。回收策略包括標(biāo)記清除、復(fù)制和標(biāo)記整理等。內(nèi)存的分配與回收回收分配通過虛擬化技術(shù)，將物理內(nèi)存映射到虛擬地址空間，實現(xiàn)了一個統(tǒng)一的、可動態(tài)管理的內(nèi)存空間。這使得應(yīng)用程序可以像訪問連續(xù)內(nèi)存一樣訪問物理內(nèi)存。虛擬內(nèi)存當(dāng)應(yīng)用程序訪問虛擬地址時，操作系統(tǒng)負責(zé)將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。這一過程稱為地址轉(zhuǎn)換或頁面置換。地址轉(zhuǎn)換內(nèi)存的虛擬化BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的定義和功能文件系統(tǒng)定義文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲和訪問的軟件架構(gòu)，它提供了一種組織、存儲、檢索和管理文件的方法。文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)主要負責(zé)文件的存儲、檢索、刪除、備份和恢復(fù)等操作，同時還負責(zé)管理文件存儲空間，提供文件訪問控制和保護機制。文件存儲結(jié)構(gòu)是指文件在磁盤上的物理存儲方式，包括文件的組織方式、目錄結(jié)構(gòu)、文件命名規(guī)則等。文件存儲結(jié)構(gòu)常見的文件系統(tǒng)類型包括FAT32、NTFS、EXT4等，每種文件系統(tǒng)都有其特定的存儲結(jié)構(gòu)和特點。文件系統(tǒng)類型文件的存儲結(jié)構(gòu)訪問控制是文件系統(tǒng)的一個重要功能，它用于控制用戶對文件的訪問權(quán)限，如讀、寫、執(zhí)行等。通過訪問控制機制，可以保護文件不被非法訪問或修改。訪問控制文件系統(tǒng)提供了多種保護機制來確保文件的安全性，如加密、壓縮、備份等。這些保護機制可以防止文件被破壞或丟失，同時還可以提高文件的存儲效率和傳輸速度。保護機制文件的訪問控制和保護BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05設(shè)備管理設(shè)備驅(qū)動程序的概念01設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，用于與硬件設(shè)備進行交互。它為應(yīng)用程序提供了一個統(tǒng)一的接口，使得應(yīng)用程序可以使用設(shè)備而無需了解設(shè)備的具體細節(jié)。設(shè)備驅(qū)動程序的職責(zé)02設(shè)備驅(qū)動程序負責(zé)管理設(shè)備的物理特性，包括設(shè)備的啟動、關(guān)閉、讀寫操作等。它還負責(zé)處理設(shè)備的錯誤和異常情況，以確保設(shè)備的正常運行。設(shè)備驅(qū)動程序的分類03根據(jù)設(shè)備的類型和功能，設(shè)備驅(qū)動程序可以分為多種類型，如字符設(shè)備驅(qū)動程序、塊設(shè)備驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序等。設(shè)備驅(qū)動程序I/O設(shè)備的概念I(lǐng)/O設(shè)備是指計算機系統(tǒng)中用于輸入/輸出數(shù)據(jù)的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機等。I/O設(shè)備的管理與控制方式操作系統(tǒng)需要對I/O設(shè)備進行管理和控制，以確保設(shè)備的正確使用和高效運行。常見的I/O設(shè)備的管理與控制方式包括輪詢、中斷、直接內(nèi)存訪問（DMA）等。I/O設(shè)備的性能優(yōu)化為了提高I/O設(shè)備的性能，操作系統(tǒng)可以采用一些優(yōu)化技術(shù)，如緩沖技術(shù)、異步I/O技術(shù)、多線程技術(shù)等。這些技術(shù)可以減少I/O設(shè)備的等待時間和提高設(shè)備的吞吐量。I/O設(shè)備的管理與控制磁盤調(diào)度算法的概念磁盤調(diào)度算法是指操作系統(tǒng)中用于確定磁盤讀寫請求的執(zhí)行順序的算法。合理的磁盤調(diào)度算法可以提高磁盤的讀寫性能和響應(yīng)時間。常見的磁盤調(diào)度算法常見的磁盤調(diào)度算法包括先來先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）、掃描算法（SCAN）、循環(huán)掃描算法