湯小丹《計算機操作系統(tǒng)》官方課件 第四版

湯小丹《計算機操作系統(tǒng)》官方課件第四版匯報人：202X-01-05目錄contents計算機操作系統(tǒng)概述進程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理計算機操作系統(tǒng)概述01操作系統(tǒng)的定義與功能總結(jié)詞操作系統(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，提供用戶與計算機之間的接口。操作系統(tǒng)的功能包括進程管理、內(nèi)存管理、文件管理、設(shè)備管理和用戶界面管理等。詳細描述操作系統(tǒng)的定義與功能操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征總結(jié)詞操作系統(tǒng)的基本特征包括并發(fā)性、共享性、虛擬性和不確定性。并發(fā)性是指多個事件在同一時間發(fā)生；共享性是指資源被多個進程共同使用；虛擬性是指通過技術(shù)手段將現(xiàn)實世界的事物轉(zhuǎn)換為計算機系統(tǒng)所能處理的表示形式；不確定性是指由于并發(fā)和共享的存在，系統(tǒng)中的進程可能會遇到意外的結(jié)果。詳細描述總結(jié)詞操作系統(tǒng)的分類詳細描述根據(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)運行環(huán)境，操作系統(tǒng)可以分為單機操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；根據(jù)功能，操作系統(tǒng)可以分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng)；根據(jù)規(guī)模，操作系統(tǒng)可以分為個人操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)的分類進程管理02VS進程是程序的一次執(zhí)行，具有動態(tài)性、獨立性和制約性。詳細描述進程是程序在某個數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過程，具有動態(tài)產(chǎn)生、動態(tài)變化和動態(tài)消亡的特點。它獨立于其他進程，擁有獨立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源。同時，進程之間存在相互制約的關(guān)系，需遵循一定的規(guī)則進行通信和同步?？偨Y(jié)詞進程的概念與狀態(tài)進程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進程命令等方式創(chuàng)建，當(dāng)進程完成或異常結(jié)束時會被終止。進程的創(chuàng)建可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進程命令來實現(xiàn)。系統(tǒng)調(diào)用提供了一組接口，允許用戶程序請求內(nèi)核創(chuàng)建新進程。創(chuàng)建新進程時，需要指定父進程和子進程的屬性，如內(nèi)存大小、文件描述符等。當(dāng)進程完成或異常結(jié)束時，系統(tǒng)會負責(zé)終止該進程，回收其占用的資源?？偨Y(jié)詞詳細描述進程的創(chuàng)建與終止總結(jié)詞進程同步是協(xié)調(diào)多個進程的執(zhí)行順序，進程通信是實現(xiàn)進程間信息交換的機制。詳細描述進程同步是操作系統(tǒng)的一種機制，用于協(xié)調(diào)多個進程的執(zhí)行順序，以避免沖突和死鎖。常見的同步機制包括信號量、互斥量、條件變量等。進程通信是實現(xiàn)進程間信息交換的機制，允許不同進程之間傳遞數(shù)據(jù)和消息。常見的進程通信方式包括管道、消息隊列、信號、共享內(nèi)存等。進程的同步與通信總結(jié)詞進程調(diào)度是根據(jù)一定算法將CPU分配給就緒隊列中的進程，死鎖是多個進程相互等待對方釋放資源而導(dǎo)致的僵局。詳細描述進程調(diào)度是操作系統(tǒng)的一項重要功能，其目的是合理地分配CPU資源給各個就緒狀態(tài)的進程，以確保系統(tǒng)的整體性能和效率。常見的調(diào)度算法包括先來先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先級調(diào)度等。死鎖是指多個進程在競爭資源時陷入僵局，每個進程等待其他進程釋放資源，而其他進程也在等待該進程釋放資源，導(dǎo)致所有進程都無法繼續(xù)執(zhí)行。為了解決死鎖問題，操作系統(tǒng)可以采用多種策略，如避免死鎖、檢測與解除死鎖等。進程調(diào)度與死鎖內(nèi)存管理03內(nèi)存管理的概念與功能內(nèi)存管理概念內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)中用于管理計算機內(nèi)存的子系統(tǒng)，負責(zé)分配和回收內(nèi)存空間，以及管理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。內(nèi)存管理功能內(nèi)存管理的主要功能包括內(nèi)存分配、內(nèi)存回收、地址轉(zhuǎn)換和內(nèi)存保護等。在程序運行前，系統(tǒng)根據(jù)程序的大小和需求一次性分配所需的內(nèi)存空間，程序運行期間不再進行內(nèi)存的重新分配。程序在運行過程中根據(jù)需要向系統(tǒng)申請所需的內(nèi)存空間，系統(tǒng)根據(jù)需要動態(tài)地分配和回收內(nèi)存空間。內(nèi)存的分配策略動態(tài)分配靜態(tài)分配先進先出算法（FIFO）按照內(nèi)存空間分配的先后順序進行置換，最早被分配的頁面最先被置換。最不經(jīng)常使用算法（LFU）置換最不經(jīng)常使用的頁面，以提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)性能。最近最少使用算法（LRU）置換最近最少使用的頁面，以減少訪問沖突和提高內(nèi)存利用率。內(nèi)存的置換算法虛擬內(nèi)存概念虛擬內(nèi)存是一種內(nèi)存管理技術(shù)，通過將內(nèi)存分為物理內(nèi)存和硬盤上的虛擬內(nèi)存，使得應(yīng)用程序認(rèn)為其擁有連續(xù)可用的內(nèi)存空間。虛擬內(nèi)存的優(yōu)點可以提高內(nèi)存利用率、減少內(nèi)存碎片、支持多任務(wù)同時運行、提高程序的并發(fā)執(zhí)行能力等。虛擬內(nèi)存管理文件系統(tǒng)04文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲空間的軟件，它負責(zé)文件的存儲、檢索、刪除等操作。文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)提供了一種方便的方式來組織和管理數(shù)據(jù)，它實現(xiàn)了文件的命名、存儲、訪問和保護等功能。文件系統(tǒng)的作用文件系統(tǒng)使得用戶可以更加方便地使用和管理數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。文件系統(tǒng)的概念與功能文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指文件在用戶視角上的表現(xiàn)形式，包括流式文件和記錄式文件。文件的存儲介質(zhì)文件的存儲介質(zhì)包括硬盤、軟盤、光盤、閃存等，不同的存儲介質(zhì)有不同的存儲容量和訪問速度。文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件在存儲介質(zhì)上的存儲方式，包括順序存儲和鏈接存儲。文件的存儲結(jié)構(gòu)目錄的樹形結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)通常采用樹形結(jié)構(gòu)，以方便用戶對文件進行分類和管理。目錄的路徑名目錄的路徑名是指從根目錄到文件的路徑，包括各級目錄的名稱和文件名。目錄的權(quán)限控制目錄的權(quán)限控制是指對目錄進行讀、寫、執(zhí)行等操作的權(quán)限設(shè)置，以確保文件的安全性和完整性。文件的目錄結(jié)構(gòu)文件的訪問控制機制文件的訪問控制機制包括訪問控制表（ACL）、能力表（Capabilities）等，用于限制用戶對文件的訪問權(quán)限。文件的訪問安全文件的訪問安全是指通過訪問控制機制來確保文件的安全性和完整性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和修改。文件的訪問模式文件的訪問模式包括只讀、讀寫、執(zhí)行等，不同的訪問模式對應(yīng)不同的權(quán)限。文件的訪問控制設(shè)備管理05設(shè)備管理是對計算機系統(tǒng)中各類硬件設(shè)備的管理，包括對設(shè)備的初始化、分配、使用、釋放等過程的管理。設(shè)備管理概念設(shè)備管理的主要功能包括設(shè)備的驅(qū)動、設(shè)備的分配與回收、設(shè)備的輸入輸出管理和設(shè)備的維護等。設(shè)備管理功能設(shè)備管理的概念與功能設(shè)備的分配設(shè)備分配是根據(jù)進程的需求，將設(shè)備分配給進程使用。在分配過程中，需要考慮設(shè)備的特性、使用順序和優(yōu)先級等因素。要點一要點二設(shè)備的回收設(shè)備回收是在進程結(jié)束使用設(shè)備后，將設(shè)備從進程收回，以便其他進程使用。在回收過程中，需要考慮設(shè)備的狀態(tài)、使用情況和回收的時機等因素。設(shè)備的分配與回收設(shè)備驅(qū)動程序的概念設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)中用于管理設(shè)備的軟件模塊，它負責(zé)與設(shè)備硬件進行通信和控制。設(shè)備驅(qū)動程序的功能設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能包括初始化設(shè)備、配置設(shè)備、控制設(shè)備的輸入輸出操作以及處理設(shè)備的中斷和異常等。設(shè)備的驅(qū)動程序磁盤調(diào)度算法是操作系