信息技術(shù)單招考試操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)

信息技術(shù)單招考試操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)匯報人：XX2024-01-03操作系統(tǒng)概述進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理用戶界面與交互方式操作系統(tǒng)概述01定義與功能定義操作系統(tǒng)是一組控制和管理計算機(jī)軟硬件資源、提供用戶界面以及組織計算機(jī)工作流程的程序集合。功能操作系統(tǒng)具有處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理五大功能。操作系統(tǒng)經(jīng)歷了批處理、分時、實時、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等多個發(fā)展階段。發(fā)展歷程根據(jù)運行環(huán)境和服務(wù)對象的不同，操作系統(tǒng)可分為批處理操作系統(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。分類發(fā)展歷程及分類iOS由蘋果公司開發(fā)的專有移動操作系統(tǒng)，與iPhone、iPad和iPodtouch等設(shè)備緊密集成。Android由谷歌公司開發(fā)的開源移動操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦等設(shè)備。macOS由蘋果公司開發(fā)的專有操作系統(tǒng)，具有優(yōu)雅的界面設(shè)計和強(qiáng)大的多媒體處理能力。Windows由微軟公司開發(fā)的視窗操作系統(tǒng)，具有圖形化用戶界面和豐富的應(yīng)用軟件支持。Linux一種自由和開放源代碼的類UNIX操作系統(tǒng)，具有高度的可定制性和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。常見操作系統(tǒng)介紹進(jìn)程管理02進(jìn)程定義01進(jìn)程是操作系統(tǒng)中進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，它是程序的執(zhí)行過程，具有動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性和異步性等特征。進(jìn)程狀態(tài)02進(jìn)程在執(zhí)行過程中會經(jīng)歷多種狀態(tài)，如就緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)等。這些狀態(tài)之間會根據(jù)特定條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如就緒到執(zhí)行、執(zhí)行到阻塞、阻塞到就緒等。進(jìn)程控制塊（PCB）03操作系統(tǒng)通過進(jìn)程控制塊來管理進(jìn)程，PCB中包含了進(jìn)程的各種信息，如進(jìn)程標(biāo)識符、處理器狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級等。進(jìn)程概念及狀態(tài)轉(zhuǎn)換調(diào)度算法分類根據(jù)不同的調(diào)度目標(biāo)和策略，可以將調(diào)度算法分為多種類型，如先來先服務(wù)（FCFS）、短作業(yè)優(yōu)先（SJF）、優(yōu)先級調(diào)度、時間片輪轉(zhuǎn)（RR）等。調(diào)度時機(jī)與切換進(jìn)程調(diào)度發(fā)生在特定的時機(jī)，如進(jìn)程創(chuàng)建、進(jìn)程結(jié)束、進(jìn)程阻塞等。在調(diào)度時，操作系統(tǒng)會保存當(dāng)前進(jìn)程的上下文信息，并切換到另一個進(jìn)程的上下文，實現(xiàn)進(jìn)程間的切換。多級反饋隊列調(diào)度多級反饋隊列調(diào)度是一種綜合多種調(diào)度算法的策略，它將進(jìn)程按照優(yōu)先級和等待時間等因素分配到不同的隊列中，每個隊列采用不同的調(diào)度算法。這種策略能夠兼顧短作業(yè)和長作業(yè)的需求，提高系統(tǒng)整體性能。進(jìn)程調(diào)度算法與策略010203同步原語操作系統(tǒng)提供了一系列同步原語來實現(xiàn)進(jìn)程間的同步，如信號量、互斥鎖、條件變量等。這些原語可以確保多個進(jìn)程在訪問共享資源時不會發(fā)生沖突。進(jìn)程通信方式進(jìn)程間通信是實現(xiàn)并發(fā)程序的重要手段之一。常見的進(jìn)程通信方式包括管道（pipe）、消息隊列（messagequeue）、信號（signal）和共享內(nèi)存（sharedmemory）等。這些通信方式各有優(yōu)缺點，適用于不同的應(yīng)用場景。死鎖與饑餓問題在進(jìn)程同步和通信過程中，可能會遇到死鎖和饑餓等問題。死鎖是指兩個或多個進(jìn)程因爭奪資源而造成的一種相互等待的現(xiàn)象；饑餓則是指某些進(jìn)程長時間得不到服務(wù)的情況。為了避免這些問題，需要采取相應(yīng)的預(yù)防、避免和檢測措施。進(jìn)程同步與通信機(jī)制內(nèi)存管理03靜態(tài)分配程序在編譯或鏈接時確定內(nèi)存需求，操作系統(tǒng)一次性分配所需內(nèi)存空間，程序執(zhí)行期間不再改變。動態(tài)分配程序在運行時根據(jù)需要申請或釋放內(nèi)存空間，操作系統(tǒng)提供相應(yīng)的內(nèi)存分配和回收機(jī)制。分配算法常見的內(nèi)存分配算法有首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最差適應(yīng)算法等，用于決定如何將空閑內(nèi)存塊分配給請求的進(jìn)程。內(nèi)存空間分配與回收技術(shù)要點三虛擬內(nèi)存概念虛擬內(nèi)存是一種內(nèi)存管理技術(shù)，它允許程序使用比物理內(nèi)存更大的內(nèi)存空間。操作系統(tǒng)將程序的虛擬地址空間映射到物理內(nèi)存，實現(xiàn)內(nèi)存的抽象和隔離。要點一要點二請求分頁虛擬內(nèi)存的一種實現(xiàn)方式是請求分頁。操作系統(tǒng)將程序的虛擬地址空間劃分為固定大小的頁面，當(dāng)程序訪問某個頁面時，如果該頁面不在物理內(nèi)存中，則發(fā)生頁面缺失，操作系統(tǒng)會將該頁面從磁盤調(diào)入內(nèi)存。頁面置換算法當(dāng)物理內(nèi)存空間不足時，操作系統(tǒng)需要選擇一個頁面進(jìn)行置換。常見的頁面置換算法有先進(jìn)先出算法（FIFO）、最近最少使用算法（LRU）、最佳置換算法（OPT）等。要點三虛擬內(nèi)存原理及實現(xiàn)方法界限寄存器操作系統(tǒng)通過設(shè)置界限寄存器來保護(hù)內(nèi)存。每個進(jìn)程都有自己的界限寄存器，用于指定該進(jìn)程可以訪問的內(nèi)存范圍。如果進(jìn)程試圖訪問超出其界限的內(nèi)存，則會發(fā)生越界錯誤。內(nèi)存訪問權(quán)限操作系統(tǒng)為每個內(nèi)存頁面設(shè)置訪問權(quán)限，如讀、寫、執(zhí)行等。進(jìn)程在訪問某個頁面時，必須擁有相應(yīng)的訪問權(quán)限。如果進(jìn)程試圖進(jìn)行非法訪問，則會被操作系統(tǒng)終止。內(nèi)存加密技術(shù)為了防止敏感數(shù)據(jù)被竊取或篡改，操作系統(tǒng)可以采用內(nèi)存加密技術(shù)來保護(hù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。該技術(shù)通過對內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，使得未經(jīng)授權(quán)的程序無法讀取或修改這些數(shù)據(jù)。內(nèi)存保護(hù)機(jī)制文件系統(tǒng)04文件概念文件是計算機(jī)中存儲數(shù)據(jù)的基本單位，通常是一組相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，具有名稱、創(chuàng)建時間、大小、類型等屬性。類型劃分根據(jù)文件的性質(zhì)和用途，文件可分為普通文件、目錄文件、特殊文件等。普通文件又可進(jìn)一步分為文本文件、二進(jìn)制文件等。文件概念及類型劃分文件的組織結(jié)構(gòu)包括邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶角度看到的文件組織形式，如順序文件、索引文件等。物理結(jié)構(gòu)是文件在存儲設(shè)備上的存儲方式，如連續(xù)存儲、鏈?zhǔn)酱鎯Φ?。文件組織結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循高效性、可靠性、安全性、可維護(hù)性等原則。同時，還要考慮文件的共享、保護(hù)和保密等問題。設(shè)計原則文件組織結(jié)構(gòu)與設(shè)計原則訪問權(quán)限文件的訪問權(quán)限是指用戶對文件的讀寫執(zhí)行等操作的許可。在Unix/Linux系統(tǒng)中，文件的訪問權(quán)限分為讀權(quán)限、寫權(quán)限和執(zhí)行權(quán)限三種。安全性保障文件系統(tǒng)應(yīng)采取多種措施保障文件的安全性，如通過訪問控制列表（ACL）實現(xiàn)靈活的訪問控制，采用加密技術(shù)保護(hù)文件內(nèi)容，以及定期備份文件以防止數(shù)據(jù)丟失等。文件訪問權(quán)限和安全性保障設(shè)備管理05設(shè)備驅(qū)動程序原理及作用設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)中與硬件設(shè)備交互的軟件模塊，它充當(dāng)了硬件和應(yīng)用軟件之間的接口。設(shè)備驅(qū)動程序定義設(shè)備驅(qū)動程序的主要作用是控制和管理硬件設(shè)備，使其能夠正常工作并與操作系統(tǒng)進(jìn)行通信。它負(fù)責(zé)接收來自操作系統(tǒng)的請求，將請求轉(zhuǎn)換為硬件能夠理解的指令，并將硬件的狀態(tài)信息反饋給操作系統(tǒng)。設(shè)備驅(qū)動程序作用VS設(shè)備分配策略是指操作系統(tǒng)如何為進(jìn)程分配和管理設(shè)備資源的方法。常見的設(shè)備分配策略包括獨占設(shè)備分配、共享設(shè)備分配和虛擬設(shè)備分配。設(shè)備分配優(yōu)化方法為了提高設(shè)備分配的效率和公平性，可以采用一些優(yōu)化方法，如設(shè)備預(yù)分配、設(shè)備動態(tài)分配和設(shè)備回收等。這些方法可以根據(jù)系統(tǒng)的實際需求和資源狀況進(jìn)行靈活調(diào)整，以實現(xiàn)更好的設(shè)備管理和資源利用。設(shè)備分配策略設(shè)備分配策略和優(yōu)化方法設(shè)備獨立性是指應(yīng)用程序與具體設(shè)備無關(guān)，即應(yīng)用程序不依賴于特定設(shè)備的特性。這樣，應(yīng)用程序可以在不同的設(shè)備上運行而無需修改代碼，提高了程序的可移植性和靈活性。設(shè)備獨立性原理為了實現(xiàn)設(shè)備獨立性，操作系統(tǒng)通常采用設(shè)備抽象和設(shè)備驅(qū)動接口的方法。設(shè)備抽象是指將設(shè)備的具體細(xì)節(jié)隱藏起來，只提供一組統(tǒng)一的接口供應(yīng)用程序使用。而設(shè)備驅(qū)動接口則是連接設(shè)備抽象和具體設(shè)備的橋梁，它負(fù)責(zé)將應(yīng)用程序的請求轉(zhuǎn)換為具體設(shè)備的操作指令。通過這種方式，應(yīng)用程序可以與設(shè)備進(jìn)行交互而無需關(guān)心設(shè)備的具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而實現(xiàn)了設(shè)備的獨立性。設(shè)備獨立性實現(xiàn)方式設(shè)備獨立性原理和實現(xiàn)方式用戶界面與交互方式06命令行界面應(yīng)簡潔明了，避免過多的復(fù)雜命令和選項，提供清晰的命令結(jié)構(gòu)和易于理解的命令參數(shù)。簡潔明了命令應(yīng)遵循一致性的設(shè)計原則，相似的操作應(yīng)使用相似的命令和參數(shù)，降低用戶的學(xué)習(xí)成本和使用難度。一致性命令行界面應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，方便用戶通過自定義命令或腳本實現(xiàn)個性化需求和高級功能。可擴(kuò)展性命令行界面應(yīng)提供詳細(xì)的幫助信息，包括命令的使用方法、參數(shù)說明和示例等，方便用戶隨時查看和學(xué)習(xí)。提供幫助信息命令行界面設(shè)計原則和使用技巧跨平臺兼容性隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，圖形用戶界面需要具備良好的跨平臺兼容性，能夠在不同設(shè)備和操作系統(tǒng)上提供一致的用戶體驗。直觀易用圖形用戶界面通過圖形化的元素和直觀的操作方式，使用戶能夠輕松地進(jìn)行交互和操作，降低了使用難度。多樣化圖形用戶界面提供了豐富的視覺效果和交互方式，如窗口、按鈕、圖標(biāo)、動畫等，滿足了用戶多樣化的需求。個性化圖形用戶界面支持用戶自定義界面風(fēng)格和布局，以及個性化的主題和壁紙等，提高了用戶的個性化體驗。圖形用戶界面（GUI）特點和發(fā)展趨勢輸入標(biāo)題多任務(wù)處理多用戶支持多用戶、多任務(wù)環(huán)境下的交互方式操作系統(tǒng)應(yīng)支持多用戶同時使用，每個用戶擁有獨立的會話和工作環(huán)境，確保用戶