第三單元操作系統(tǒng)課件目錄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01操作系統(tǒng)概述CHAPTER0102操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理者、協(xié)調(diào)者和保護(hù)者，確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效和安全運(yùn)行。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理和控制計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，為用戶提供便利的操作界面和開(kāi)發(fā)環(huán)境。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)分配和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源，如CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等。資源管理操作系統(tǒng)根據(jù)不同的任務(wù)優(yōu)先級(jí)和系統(tǒng)負(fù)載情況，合理地調(diào)度和分配CPU資源，確保各個(gè)任務(wù)能夠及時(shí)、有序地執(zhí)行。任務(wù)調(diào)度操作系統(tǒng)提供友好的用戶界面，使用戶能夠方便地與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互，如窗口、圖標(biāo)、菜單等。用戶界面操作系統(tǒng)通過(guò)權(quán)限管理、訪問(wèn)控制等機(jī)制，保護(hù)系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的安全，防止非法訪問(wèn)和惡意攻擊。保護(hù)與安全操作系統(tǒng)的功能根據(jù)源代碼開(kāi)放程度閉源操作系統(tǒng)、開(kāi)源操作系統(tǒng)等。根據(jù)架構(gòu)單用戶操作系統(tǒng)、多用戶操作系統(tǒng)等。根據(jù)使用領(lǐng)域桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、移動(dòng)操作系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)的分類02進(jìn)程管理CHAPTER進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，具有動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性和制約性。總結(jié)詞進(jìn)程是程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位。進(jìn)程具有動(dòng)態(tài)性，即進(jìn)程有一個(gè)從創(chuàng)建到結(jié)束的整個(gè)生命周期。同時(shí)，進(jìn)程具有獨(dú)立性，即進(jìn)程擁有獨(dú)立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源，互不干擾。此外，進(jìn)程之間存在制約性，如共享某些資源時(shí)需要遵循一定的規(guī)則。詳細(xì)描述進(jìn)程的定義與狀態(tài)總結(jié)詞進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用、作業(yè)調(diào)度等方式創(chuàng)建，也可以因?yàn)橥瓿?、異常、資源不足等原因終止。詳細(xì)描述進(jìn)程的創(chuàng)建可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或作業(yè)調(diào)度實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)調(diào)用提供了一組接口，允許用戶程序請(qǐng)求操作系統(tǒng)為其創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。作業(yè)調(diào)度則根據(jù)一定的策略選擇一個(gè)或多個(gè)作業(yè)，為其分配必要的資源并創(chuàng)建進(jìn)程。進(jìn)程的終止原因有多種，如正常結(jié)束、異常結(jié)束、資源不足等。當(dāng)進(jìn)程完成其任務(wù)或異常結(jié)束時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)回收其占用的資源并銷毀該進(jìn)程。當(dāng)系統(tǒng)資源不足時(shí)，操作系統(tǒng)可能會(huì)選擇終止某些進(jìn)程以釋放資源。進(jìn)程的創(chuàng)建與終止進(jìn)程的同步與通信進(jìn)程同步是協(xié)調(diào)并發(fā)進(jìn)程的行為，防止發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤；進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程間的信息交換?？偨Y(jié)詞進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)的一種機(jī)制，用于協(xié)調(diào)并發(fā)進(jìn)程的行為，確保它們能夠按照一定的順序和規(guī)則執(zhí)行，避免發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程間信息交換的一種手段，通過(guò)消息傳遞、共享內(nèi)存等方式實(shí)現(xiàn)。進(jìn)程同步和通信是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制和協(xié)調(diào)的重要手段，有助于提高系統(tǒng)的可靠性和效率。詳細(xì)描述總結(jié)詞優(yōu)先級(jí)決定了進(jìn)程的執(zhí)行順序，調(diào)度程序負(fù)責(zé)按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行進(jìn)程切換。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，用于確定其在可執(zhí)行狀態(tài)時(shí)的執(zhí)行順序。高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程會(huì)優(yōu)先于低優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程執(zhí)行。調(diào)度程序負(fù)責(zé)按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行進(jìn)程切換，選擇當(dāng)前可執(zhí)行狀態(tài)中最高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程執(zhí)行。調(diào)度算法有多種，如先來(lái)先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先、最短剩余時(shí)間優(yōu)先等。合理的優(yōu)先級(jí)設(shè)置和調(diào)度算法選擇可以提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)與調(diào)度03內(nèi)存管理CHAPTER內(nèi)存分配操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將內(nèi)存分配給進(jìn)程，通常采用連續(xù)分配和分頁(yè)分配兩種方式。連續(xù)分配方式將內(nèi)存分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域只分配給一個(gè)進(jìn)程；分頁(yè)分配方式將內(nèi)存分為多個(gè)固定大小的頁(yè)，每頁(yè)可以分配給不同的進(jìn)程。內(nèi)存回收當(dāng)進(jìn)程完成或釋放資源時(shí)，操作系統(tǒng)需要回收其占用的內(nèi)存?；厥辗绞桨⒓椿厥蘸脱舆t回收兩種。立即回收方式會(huì)立即將進(jìn)程占用的內(nèi)存釋放回系統(tǒng)；延遲回收方式則會(huì)將進(jìn)程占用的內(nèi)存標(biāo)記為空閑，等待后續(xù)使用。內(nèi)存的分配與回收內(nèi)存交換當(dāng)系統(tǒng)中的進(jìn)程數(shù)量超過(guò)可用內(nèi)存時(shí)，操作系統(tǒng)需要將一些進(jìn)程暫時(shí)移出內(nèi)存，將其存儲(chǔ)在磁盤上，以便為其他進(jìn)程騰出空間。這個(gè)過(guò)程稱為內(nèi)存交換。分頁(yè)系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存交換，操作系統(tǒng)引入了分頁(yè)系統(tǒng)的概念。分頁(yè)系統(tǒng)將內(nèi)存分為多個(gè)固定大小的頁(yè)，每頁(yè)可以存儲(chǔ)一個(gè)進(jìn)程的一部分。當(dāng)進(jìn)程需要被交換出內(nèi)存時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)將其所在的頁(yè)存儲(chǔ)到磁盤上，當(dāng)該進(jìn)程再次需要被加載到內(nèi)存中時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)從磁盤上讀取相應(yīng)的頁(yè)到內(nèi)存中。內(nèi)存的交換與分頁(yè)VS為了防止不同進(jìn)程之間的相互干擾和破壞，操作系統(tǒng)需要對(duì)內(nèi)存進(jìn)行保護(hù)。常見(jiàn)的保護(hù)方式包括只讀保護(hù)、寫(xiě)保護(hù)和地址保護(hù)等。只讀保護(hù)方式只允許進(jìn)程讀取內(nèi)存中的內(nèi)容，而寫(xiě)保護(hù)方式則允許進(jìn)程修改內(nèi)存中的內(nèi)容。地址保護(hù)方式通過(guò)限制進(jìn)程訪問(wèn)的內(nèi)存地址范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。內(nèi)存共享在一些情況下，多個(gè)進(jìn)程可能需要訪問(wèn)和修改同一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或文件。為了提高效率和避免重復(fù)存儲(chǔ)，操作系統(tǒng)允許這些進(jìn)程共享同一塊內(nèi)存區(qū)域。通過(guò)共享內(nèi)存，這些進(jìn)程可以直接在內(nèi)存中進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換，而無(wú)需頻繁地進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制或傳輸。內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存的保護(hù)與共享04文件系統(tǒng)CHAPTER文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，根目錄為一級(jí)目錄，其他目錄為子目錄，子目錄可以包含文件和子目錄。文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)每個(gè)文件在文件系統(tǒng)中都有相應(yīng)的屬性，如文件名、文件類型、文件大小、創(chuàng)建時(shí)間、修改時(shí)間等。文件屬性目錄權(quán)限決定了哪些用戶或用戶組可以對(duì)目錄進(jìn)行訪問(wèn)、讀取、寫(xiě)入等操作。目錄權(quán)限文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

文件的存儲(chǔ)與檢索文件存儲(chǔ)文件系統(tǒng)將文件存儲(chǔ)在磁盤上，按照一定的格式將文件數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤扇區(qū)中。文件檢索用戶可以通過(guò)文件名、關(guān)鍵字等對(duì)文件進(jìn)行檢索，文件系統(tǒng)根據(jù)文件名或關(guān)鍵字在目錄結(jié)構(gòu)中查找相應(yīng)的文件。文件訪問(wèn)速度對(duì)于經(jīng)常訪問(wèn)的文件，文件系統(tǒng)會(huì)將其存儲(chǔ)在內(nèi)存中，以提高文件訪問(wèn)速度。通過(guò)設(shè)置不同的權(quán)限，可以控制用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限，如只讀、寫(xiě)入、執(zhí)行等。文件權(quán)限管理文件加密文件共享對(duì)重要文件進(jìn)行加密處理，以保護(hù)文件內(nèi)容不被非法獲取或篡改。通過(guò)共享文件夾或網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器等方式，可以實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的文件共享和協(xié)作。030201文件的保護(hù)與共享05設(shè)備管理CHAPTER輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。分類不同類型的設(shè)備具有不同的性能指標(biāo)和功能特點(diǎn)，操作系統(tǒng)需要根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的管理和調(diào)度。特點(diǎn)設(shè)備的分類與特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的接口，它負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)的指令轉(zhuǎn)換成設(shè)備能夠理解的指令，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的管理和控制。驅(qū)動(dòng)程序的作用根據(jù)設(shè)備的類型和操作系統(tǒng)的不同，驅(qū)動(dòng)程序可以分為字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。驅(qū)動(dòng)程序的分類驅(qū)動(dòng)程序通常在操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載，也可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)加載。驅(qū)動(dòng)程序的加載方式設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)用戶程序需