計(jì)算機(jī)導(dǎo)論-6-操作系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論-6-操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的概念與功能01操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的核心軟件負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)資源調(diào)度運(yùn)行程序提供用戶接口操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理者負(fù)責(zé)分配資源控制資源使用保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)者協(xié)調(diào)硬件與軟件之間的關(guān)系協(xié)調(diào)用戶與系統(tǒng)之間的關(guān)系協(xié)調(diào)多個(gè)程序之間的關(guān)系操作系統(tǒng)的基本概念資源管理內(nèi)存管理文件管理設(shè)備管理進(jìn)程管理進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程同步進(jìn)程通信安全管理訪問控制漏洞防御安全審計(jì)性能管理性能監(jiān)控性能優(yōu)化性能評(píng)估操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的分類批處理系統(tǒng)單任務(wù)處理批處理作業(yè)磁帶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分時(shí)系統(tǒng)多任務(wù)處理交互式用戶接口磁盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)硬實(shí)時(shí)與軟實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)控制、航空航天等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理分布式處理Internet/Intranet應(yīng)用操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)02內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心負(fù)責(zé)系統(tǒng)資源管理負(fù)責(zé)進(jìn)程調(diào)度與同步負(fù)責(zé)系統(tǒng)安全性內(nèi)核的分類微內(nèi)核單體內(nèi)核混合內(nèi)核內(nèi)核的設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)模塊化的設(shè)計(jì)性能優(yōu)化操作系統(tǒng)的內(nèi)核??????操作系統(tǒng)的接口系統(tǒng)調(diào)用接口用戶程序與操作系統(tǒng)之間的通信機(jī)制提供系統(tǒng)服務(wù)保護(hù)操作系統(tǒng)內(nèi)核硬件接口操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備的通信機(jī)制設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序硬件訪問控制用戶接口用戶與操作系統(tǒng)的交互方式圖形用戶界面命令行界面外殼是操作系統(tǒng)的用戶界面提供用戶操作系統(tǒng)的途徑圖形用戶界面命令行界面01外殼的功能命令解析與執(zhí)行窗口管理文件管理02外殼的設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)易用性性能優(yōu)化03操作系統(tǒng)的外殼進(jìn)程管理03進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的進(jìn)程是獨(dú)立的進(jìn)程是平等的進(jìn)程是程序的執(zhí)行實(shí)例就緒狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)創(chuàng)建狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)進(jìn)程的狀態(tài)進(jìn)程的概念與狀態(tài)進(jìn)程調(diào)度先來先服務(wù)（FCFS）最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)優(yōu)先級(jí)調(diào)度進(jìn)程同步互斥信號(hào)量管程進(jìn)程通信進(jìn)程的調(diào)度與同步進(jìn)程的通信與互斥進(jìn)程通信管道消息隊(duì)列共享內(nèi)存套接字進(jìn)程互斥互斥信號(hào)量互斥鎖順序鎖死鎖內(nèi)存管理04內(nèi)存的基本概念內(nèi)存是計(jì)算機(jī)的臨時(shí)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)程序代碼與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)內(nèi)核存儲(chǔ)用戶進(jìn)程內(nèi)存的分類主存輔存虛擬內(nèi)存內(nèi)存分配策略首次分配動(dòng)態(tài)分配釋放內(nèi)存內(nèi)存分配算法最佳適應(yīng)算法最差適應(yīng)算法公平分配算法內(nèi)存的分配與回收內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存訪問控制內(nèi)存隔離內(nèi)存分片內(nèi)存共享共享內(nèi)存共享文件共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存的保護(hù)與共享文件系統(tǒng)05文件系統(tǒng)的基本概念文件系統(tǒng)是文件的存儲(chǔ)和組織方式文件是數(shù)據(jù)的集合文件系統(tǒng)是文件的層次結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)是文件的命名與訪問方式文件系統(tǒng)的功能文件存儲(chǔ)文件組織文件訪問與控制文件的存儲(chǔ)方式順序存儲(chǔ)鏈接存儲(chǔ)對(duì)象存儲(chǔ)文件的組織方式線性組織索引組織哈希組織樹形組織文件的存儲(chǔ)與組織文件的訪問與控制文件的訪問方式讀寫追加刪除文件的控制方式權(quán)限控制文件鎖定文件審計(jì)設(shè)備管理06設(shè)備是計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備硬件設(shè)備軟件設(shè)備設(shè)備管理的功能設(shè)備分配設(shè)備回收設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備管理的基本概念設(shè)備的分配與回收設(shè)備分配策略先來先服務(wù)（FCFS）最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)優(yōu)先級(jí)調(diào)度設(shè)備回收策略釋放設(shè)備撤銷設(shè)備分配設(shè)備再利用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是硬件設(shè)備的接口硬件設(shè)備控制硬件設(shè)備通信硬件設(shè)備中斷處理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的分類塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序操作系統(tǒng)安全性07操作系統(tǒng)安全性是保護(hù)操作系統(tǒng)不受破壞保密性完整性可用性操作系統(tǒng)安全性的目標(biāo)防止非法訪問防止惡意代碼防止安全漏洞操作系統(tǒng)安全性的基本概念操作系統(tǒng)的訪問控制訪問控制是防止非法訪問的手段身份認(rèn)證權(quán)限控制審計(jì)與監(jiān)控訪問控制的策略基于角色的訪問控制（RBAC）基于屬性的訪問控制（ABAC）基于策略的訪問控制（PBAC）操作系統(tǒng)的漏洞與防御操作系統(tǒng)漏洞是操作系統(tǒng)的安全缺陷代碼漏洞配置漏洞設(shè)計(jì)漏洞操作系統(tǒng)漏洞的防御漏洞掃描漏洞修復(fù)漏洞監(jiān)控現(xiàn)代操作系統(tǒng)08并行性多核處理器多線程分布式計(jì)算虛擬化虛擬內(nèi)存虛擬設(shè)備虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)安全安全性訪問控制病毒防護(hù)防火墻現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特點(diǎn)WindowsWindows95/98/MEWindowsNT/2000/XP/Vista/7/8/10LinuxLinux發(fā)行版：Ubuntu、Fedora、Debian等Linux內(nèi)核：Linux、GNUHurd等macOSmacOS10.xmacOS11.xAndroidAndroid1.xAndroid2.xAndroid3.xAndroid4.xAndroid5.xAndroid6.xAndroid7.xAndroid8.xAndroid9.xAndroid10.x常