計算機(jī)操作系統(tǒng)ch2b全解課件

計算機(jī)操作系統(tǒng)ch2b全解課件操作系統(tǒng)概述進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理用戶界面和系統(tǒng)應(yīng)用目錄01操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理計算機(jī)硬件和應(yīng)用程序的資源，提供用戶與計算機(jī)交互的界面?？偨Y(jié)詞操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它負(fù)責(zé)管理計算機(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，以及執(zhí)行應(yīng)用程序。此外，操作系統(tǒng)還提供了用戶與計算機(jī)交互的界面，使用戶能夠方便地使用計算機(jī)。詳細(xì)描述操作系統(tǒng)的定義和功能操作系統(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)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(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，操作系統(tǒng)可以分為批處理操作系統(tǒng)和分時操作系統(tǒng)。批處理操作系統(tǒng)將作業(yè)放入磁盤中，由操作系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度并分批執(zhí)行；而分時操作系統(tǒng)允許多個用戶同時與系統(tǒng)交互，每個用戶都感覺自己獨占整個系統(tǒng)。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，操作系統(tǒng)可以分為實時操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等。實時操作系統(tǒng)主要用于控制和監(jiān)控系統(tǒng)的實時行為；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)則提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。此外，還有分布式操作系統(tǒng)等類型，主要用于處理大規(guī)模、復(fù)雜的數(shù)據(jù)和任務(wù)。操作系統(tǒng)的基本特征包括并發(fā)性、共享性、虛擬性和不確定性?？偨Y(jié)詞并發(fā)性是指多個事件在同一時間點上同時發(fā)生或相互交錯發(fā)生，操作系統(tǒng)需要同時處理多個任務(wù)和事件。共享性是指系統(tǒng)中的資源可以被多個進(jìn)程共同使用，操作系統(tǒng)需要合理地分配和調(diào)度資源。虛擬性是指通過技術(shù)手段將物理實體或概念抽象化，使用戶或應(yīng)用程序能夠方便地使用和管理資源。不確定性是指系統(tǒng)中的事件發(fā)生順序不確定，需要采用異步處理等方式來應(yīng)對。詳細(xì)描述操作系統(tǒng)的基本特征02進(jìn)程管理總結(jié)詞進(jìn)程是計算機(jī)中程序的執(zhí)行實例，具有動態(tài)性、獨立性和制約性。詳細(xì)描述進(jìn)程是計算機(jī)中程序的執(zhí)行實例，它具有動態(tài)性，即進(jìn)程的狀態(tài)隨時間而變化；具有獨立性，即進(jìn)程是獨立的，不受其他進(jìn)程的影響；具有制約性，即進(jìn)程之間存在相互制約的關(guān)系，需要協(xié)調(diào)執(zhí)行。進(jìn)程的概念和狀態(tài)進(jìn)程的創(chuàng)建和終止進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程等方式創(chuàng)建，當(dāng)進(jìn)程完成或異常結(jié)束時，進(jìn)程將被終止?？偨Y(jié)詞進(jìn)程的創(chuàng)建可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程等方式實現(xiàn)。系統(tǒng)調(diào)用是指操作系統(tǒng)提供給應(yīng)用程序的接口，應(yīng)用程序通過調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用來請求操作系統(tǒng)的服務(wù)。創(chuàng)建新進(jìn)程是指一個已經(jīng)存在的進(jìn)程可以創(chuàng)建一個新的進(jìn)程，新進(jìn)程是父進(jìn)程的復(fù)制品。當(dāng)進(jìn)程完成或異常結(jié)束時，進(jìn)程將被終止。詳細(xì)描述VS進(jìn)程同步是指多個進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行，進(jìn)程通信是指進(jìn)程之間傳遞消息和數(shù)據(jù)。詳細(xì)描述進(jìn)程同步是指多個進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行，以協(xié)調(diào)它們的工作。這可以通過信號量、條件變量、消息隊列等方式實現(xiàn)。進(jìn)程通信是指進(jìn)程之間傳遞消息和數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)進(jìn)程之間的協(xié)調(diào)和合作。常見的進(jìn)程通信方式包括管道、消息隊列、信號量、共享內(nèi)存等?？偨Y(jié)詞進(jìn)程的同步與通信總結(jié)詞進(jìn)程的優(yōu)先級決定了進(jìn)程的執(zhí)行順序，操作系統(tǒng)的調(diào)度程序根據(jù)優(yōu)先級來選擇下一個要執(zhí)行的進(jìn)程。詳細(xì)描述每個進(jìn)程都有一個優(yōu)先級，優(yōu)先級決定了該進(jìn)程的執(zhí)行順序。高優(yōu)先級的進(jìn)程會優(yōu)先于低優(yōu)先級的進(jìn)程執(zhí)行。操作系統(tǒng)的調(diào)度程序負(fù)責(zé)選擇下一個要執(zhí)行的進(jìn)程，它會根據(jù)優(yōu)先級來選擇。調(diào)度程序會不斷地在就緒隊列中選擇優(yōu)先級最高的進(jìn)程來執(zhí)行，如果多個進(jìn)程具有相同的優(yōu)先級，調(diào)度程序會采用輪轉(zhuǎn)法、短作業(yè)優(yōu)先法等算法來選擇下一個要執(zhí)行的進(jìn)程。進(jìn)程的優(yōu)先級和調(diào)度03內(nèi)存管理根據(jù)存儲介質(zhì)，內(nèi)存可以分為RAM（隨機(jī)存取存儲器）和ROM（只讀存儲器）。根據(jù)存儲速度，內(nèi)存可以分為SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器）、DRAM（動態(tài)隨機(jī)存取存儲器）和SDRAM（同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器）。內(nèi)存是計算機(jī)中重要的存儲設(shè)備，主要用于存儲運行中的程序和數(shù)據(jù)，以便CPU快速訪問。它能夠提供快速的讀寫速度，支持多任務(wù)同時運行。分類功能內(nèi)存的分類和功能內(nèi)存的分配和回收分配在操作系統(tǒng)中，內(nèi)存的分配通常采用動態(tài)分配方式。當(dāng)程序運行時，操作系統(tǒng)會根據(jù)需要為其分配一定量的內(nèi)存空間。分配方式有分區(qū)、分頁、段式和段頁式等。回收當(dāng)程序運行結(jié)束或不再需要時，操作系統(tǒng)會回收其占用的內(nèi)存空間，以便其他程序使用?；厥盏姆绞接辛⒓椿厥蘸投〞r回收兩種。技術(shù)內(nèi)存的虛擬化技術(shù)可以將物理內(nèi)存抽象化，使得應(yīng)用程序看到的內(nèi)存空間與實際物理內(nèi)存空間不同。通過這種技術(shù)，可以實現(xiàn)內(nèi)存的隔離、保護(hù)和擴(kuò)展等功能。應(yīng)用虛擬化技術(shù)廣泛應(yīng)用于操作系統(tǒng)中，如Linux中的cgroups、Docker容器等。通過虛擬化技術(shù)，可以隔離不同應(yīng)用程序的資源使用，提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。內(nèi)存的虛擬化技術(shù)優(yōu)化方法為了提高內(nèi)存的性能，可以采用多種優(yōu)化方法。例如，優(yōu)化內(nèi)存管理算法，減少內(nèi)存碎片；采用緩存技術(shù)，提高數(shù)據(jù)訪問速度；合理分配和回收內(nèi)存空間，避免頻繁的內(nèi)存分配和回收操作等。要點一要點二應(yīng)用場景內(nèi)存性能優(yōu)化在各種場景中都有應(yīng)用。例如，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，優(yōu)化內(nèi)存管理可以顯著提高數(shù)據(jù)查詢速度；在游戲開發(fā)中，優(yōu)化內(nèi)存分配可以提高游戲的流暢度和穩(wěn)定性；在云計算環(huán)境中，優(yōu)化內(nèi)存管理可以提高虛擬機(jī)的性能和響應(yīng)速度。內(nèi)存的性能優(yōu)化04文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)定義文件系統(tǒng)是用于存儲和管理文件在磁盤上的組織結(jié)構(gòu)，它提供了對文件和目錄的創(chuàng)建、訪問、刪除和修改等操作的管理。文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)文件的存儲、檢索和管理，它提供了高效的文件存儲空間管理、文件訪問控制和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。文件系統(tǒng)的定義和功能文件系統(tǒng)通過目錄結(jié)構(gòu)來組織文件，將文件按照一定的規(guī)則進(jìn)行分類和命名，方便用戶查找和使用。文件系統(tǒng)將文件數(shù)據(jù)存儲在磁盤上，通過數(shù)據(jù)塊的概念來管理文件的存儲空間，實現(xiàn)了文件的連續(xù)存儲和非連續(xù)存儲。文件的組織和存儲文件的存儲文件的組織文件系統(tǒng)提供了各種訪問方式，如順序訪問、隨機(jī)訪問和直接訪問等，以滿足用戶對不同類型文件的需求。文件的訪問文件系統(tǒng)通過權(quán)限控制和訪問控制機(jī)制來限制用戶對文件的訪問權(quán)限，保護(hù)文件的安全和完整性。文件控制文件的訪問和控制文件系統(tǒng)通過加密、權(quán)限控制和安全審計等手段來保護(hù)文件的安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。安全性文件系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)和容錯機(jī)制等手段來保證文件的可靠性和穩(wěn)定性，防止數(shù)據(jù)丟失和損壞。可靠性文件系統(tǒng)的安全性和可靠性05設(shè)備管理設(shè)備的分類和功能如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等，用于向計算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和命令。如顯示器、打印機(jī)等，用于顯示或輸出計算機(jī)處理結(jié)果。如硬盤、U盤、光盤等，用于存儲數(shù)據(jù)和程序。如網(wǎng)卡、路由器等，用于實現(xiàn)計算機(jī)之間的通信和資源共享。輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)的一部分，用于管理設(shè)備的硬件接口和實現(xiàn)設(shè)備的功能。I/O控制方式是指操作系統(tǒng)對輸入/輸出設(shè)備進(jìn)行控制的方式，包括程序控制方式、中斷控制方式、直接內(nèi)存訪問（DMA）和通道控制方式等。設(shè)備的驅(qū)動程序和I/O控制方式設(shè)備的分配和回收根據(jù)進(jìn)程或作業(yè)的需求，操作系統(tǒng)需要將設(shè)備分配給它們使用。分配的依據(jù)包括設(shè)備的類型、數(shù)量、使用時間和優(yōu)先級等。設(shè)備的分配當(dāng)進(jìn)程或作業(yè)完成對設(shè)備的利用后，操作系統(tǒng)需要將這些設(shè)備回收，以便其他進(jìn)程或作業(yè)使用。回收時需要考慮設(shè)備的空閑狀態(tài)和等待隊列等。設(shè)備的回收VS通過合理地調(diào)度和管理設(shè)備資源，可以提高設(shè)備的利用率和系統(tǒng)整體性能。例如，采用緩沖技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)等。設(shè)備故障處理當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，操作系統(tǒng)需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行檢測、隔離、恢復(fù)和替換等處理，以保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。設(shè)備的性能優(yōu)化設(shè)備的性能優(yōu)化和故障處理06用戶界面和系統(tǒng)應(yīng)用定義用戶界面是計算機(jī)操作系統(tǒng)中用于與用戶交互的界面，包括圖形界面、命令行界面等。功能提供用戶與操作系統(tǒng)交互的接口，使用戶能夠方便地操作和管理計算機(jī)資源。用戶界面的定義和功能系統(tǒng)應(yīng)用包括系統(tǒng)工具、辦公軟件、圖像處理軟件等。提供各種應(yīng)用服務(wù)，滿足用戶在辦公、娛樂、學(xué)習(xí)等方面的需求。