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(jìn)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(xì)描述操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，提供用戶與計(jì)算機(jī)交互的界面，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效運(yùn)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(chǎng)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(dòng)操作系統(tǒng)等。根據(jù)源代碼開(kāi)放程度，操作系統(tǒng)可以分為開(kāi)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(xì)描述VS操作系統(tǒng)的基本概念詳細(xì)描述操作系統(tǒng)的基本概念包括進(jìn)程、線程、內(nèi)存、文件、I/O等。進(jìn)程是程序的執(zhí)行實(shí)例，包括代碼、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源。線程是進(jìn)程內(nèi)的一條執(zhí)行路徑。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理空間。文件是存儲(chǔ)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(jìn)程管理進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位。進(jìn)程定義進(jìn)程狀態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷三種狀態(tài)，分別是運(yùn)行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)。進(jìn)程的狀態(tài)會(huì)根據(jù)其執(zhí)行情況和系統(tǒng)資源情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換。030201進(jìn)程的定義和狀態(tài)

進(jìn)程的創(chuàng)建和終止進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或用戶程序創(chuàng)建新的進(jìn)程。進(jìn)程終止當(dāng)進(jìn)程完成其任務(wù)或出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)終止該進(jìn)程。進(jìn)程創(chuàng)建和終止的方式可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或異常處理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的創(chuàng)建和終止。進(jìn)程同步是指多個(gè)進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行，以完成某個(gè)任務(wù)或達(dá)到某個(gè)目標(biāo)。進(jìn)程同步進(jìn)程通信是指進(jìn)程之間傳遞信息或數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作或數(shù)據(jù)共享。進(jìn)程通信可以通過(guò)信號(hào)量、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存等方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步與通信。同步與通信的方式進(jìn)程的同步與通信死鎖死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程在等待對(duì)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(jiàn)的調(diào)度算法有先來(lái)先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先級(jí)調(diào)度等，而預(yù)防死鎖的方法有避免死鎖、檢測(cè)死鎖并恢復(fù)等。進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度是指系統(tǒng)根據(jù)一定的算法和策略選擇一個(gè)就緒態(tài)的進(jìn)程來(lái)執(zhí)行。進(jìn)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(yùn)行，用戶內(nèi)存用于應(yīng)用程序運(yùn)行，緩存內(nèi)存用于存儲(chǔ)頻繁訪問(wèn)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(dòng)態(tài)分配。靜態(tài)分配在編譯時(shí)確定，而動(dòng)態(tài)分配在運(yùn)行時(shí)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(fù)責(zé)，根據(jù)應(yīng)用程序的需求和系統(tǒng)的可用資源進(jìn)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(shí)，操作系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)回收這些內(nèi)存，以便重新分配給其他應(yīng)用程序?；厥詹呗园?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(guò)虛擬化技術(shù)，將物理內(nèi)存映射到虛擬地址空間，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)統(tǒng)一的、可動(dòng)態(tài)管理的內(nèi)存空間。這使得應(yīng)用程序可以像訪問(wèn)連續(xù)內(nèi)存一樣訪問(wèn)物理內(nèi)存。虛擬內(nèi)存當(dāng)應(yīng)用程序訪問(wèn)虛擬地址時(shí)，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。這一過(guò)程稱為地址轉(zhuǎn)換或頁(yè)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(chǔ)和訪問(wèn)的軟件架構(gòu)，它提供了一種組織、存儲(chǔ)、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(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)、檢索、刪除、備份和恢復(fù)等操作，同時(shí)還負(fù)責(zé)管理文件存儲(chǔ)空間，提供文件訪問(wèn)控制和保護(hù)機(jī)制。文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是指文件在磁盤上的物理存儲(chǔ)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(chǔ)結(jié)構(gòu)常見(jiàn)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(chǔ)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。文件系統(tǒng)類型文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)訪問(wèn)控制是文件系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，它用于控制用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限，如讀、寫、執(zhí)行等。通過(guò)訪問(wèn)控制機(jī)制，可以保護(hù)文件不被非法訪問(wèn)或修改。訪問(wèn)控制文件系統(tǒng)提供了多種保護(hù)機(jī)制來(lái)確保文件的安全性，如加密、壓縮、備份等。這些保護(hù)機(jī)制可以防止文件被破壞或丟失，同時(shí)還可以提高文件的存儲(chǔ)效率和傳輸速度。保護(hù)機(jī)制文件的訪問(wèn)控制和保護(hù)BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05設(shè)備管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的概念01設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，用于與硬件設(shè)備進(jìn)行交互。它為應(yīng)用程序提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，使得應(yīng)用程序可以使用設(shè)備而無(wú)需了解設(shè)備的具體細(xì)節(jié)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的職責(zé)02設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)管理設(shè)備的物理特性，包括設(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉、讀寫操作等。它還負(fù)責(zé)處理設(shè)備的錯(cuò)誤和異常情況，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的分類03根據(jù)設(shè)備的類型和功能，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以分為多種類型，如字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序I/O設(shè)備的概念I(lǐng)/O設(shè)備是指計(jì)算機(jī)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(jī)等。I/O設(shè)備的管理與控制方式操作系統(tǒng)需要對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行管理和控制，以確保設(shè)備的正確使用和高效運(yùn)行。常見(jiàn)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(wèn)（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(shí)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(qǐng)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(shí)間。常見(jiàn)的磁盤調(diào)度算法常見(jiàn)的磁盤調(diào)度算法包括先來(lái)先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）、掃描算法（SCAN）、循環(huán)掃描算法