電腦運營系統(tǒng)核心原理與運維技術演講人：日期:CONTENTS目錄01系統(tǒng)概念與功能模塊02系統(tǒng)運行環(huán)境配置03進程與資源管控04安全防護與故障恢復05性能調優(yōu)與監(jiān)控06新興技術與挑戰(zhàn)01系統(tǒng)概念與功能模塊操作系統(tǒng)基礎定義操作系統(tǒng)的分類按照使用方式可分為批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)和網絡操作系統(tǒng)等。03處理器管理、存儲管理、文件系統(tǒng)管理、設備管理和用戶接口等。02操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是管理計算機硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件，是用戶與計算機硬件之間的接口。01核心功能架構解析進程管理存儲管理文件系統(tǒng)設備管理包括進程控制、進程同步、進程通信和進程調度，保證系統(tǒng)的多任務處理能力和穩(wěn)定性。負責內存的分配與回收，實現地址映射、內存保護和內存擴充等功能，提高內存利用率。組織、管理和存取文件，包括文件存儲空間管理、文件目錄管理、文件讀寫控制和文件保護等。負責計算機系統(tǒng)中除CPU和內存以外的所有設備的管理，包括設備驅動程序、設備分配、設備無關性和設備虛擬等。硬件資源包括處理器、內存、設備和文件等，操作系統(tǒng)通過資源調度算法實現資源的高效利用。包括作業(yè)調度和進程調度，作業(yè)調度是選擇合適的作業(yè)裝入內存，進程調度是分配CPU資源給各個進程。包括內存分配、回收和虛擬內存等，通過內存調度算法實現內存的合理使用和擴充。根據設備使用情況和設備分配策略，合理分配設備資源，提高設備使用效率和系統(tǒng)性能。硬件資源調度原理資源調度概述處理器調度內存調度設備調度02系統(tǒng)運行環(huán)境配置硬件兼容性要求處理器支持多核處理器，以提高系統(tǒng)的處理能力和響應速度。01內存要求足夠大的內存，以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和多任務處理的能力。02磁盤空間必須有足夠的磁盤空間來存儲系統(tǒng)文件、應用程序和用戶數據。03網絡需要穩(wěn)定的網絡連接，以確保系統(tǒng)的更新和數據的傳輸。04驅動與固件管理安裝最新的驅動程序以確保硬件設備與系統(tǒng)之間的兼容性。驅動程序及時更新固件以保持硬件的最佳性能和穩(wěn)定性。固件更新備份重要驅動程序，以防系統(tǒng)故障時無法找到驅動程序。驅動備份多平臺適配策略跨平臺數據傳輸確保不同平臺之間的數據能夠無縫傳輸和共享。03提供多個版本的應用程序，以兼容不同版本的操作系統(tǒng)。02多版本支持操作系統(tǒng)適配多種操作系統(tǒng)，以滿足不同用戶的需求。0103進程與資源管控進程生命周期管理進程創(chuàng)建進程執(zhí)行進程阻塞與喚醒進程終止通過系統(tǒng)調用或用戶命令創(chuàng)建進程，并分配系統(tǒng)資源。進程被調度到CPU上執(zhí)行，包括進程上下文切換、指令執(zhí)行等操作。當進程等待某些事件（如I/O操作）完成時，會進入阻塞狀態(tài)；當事件完成時，進程被喚醒繼續(xù)執(zhí)行。進程執(zhí)行完成后，系統(tǒng)會回收其占用的資源，并進行相應的清理工作。內存分配優(yōu)化方法分段式內存管理將內存劃分成多個段，每個段對應一個進程或程序模塊，實現內存保護。02040301虛擬內存技術通過硬盤空間來擴展內存容量，將不常用的內存數據暫存到硬盤上，以提高內存利用率。分頁式內存管理將內存劃分成固定大小的頁，通過頁表將虛擬地址映射到物理地址，實現內存的有效利用。內存分配與回收根據進程的實際需求動態(tài)分配內存，并在進程終止時回收其占用的內存資源。I/O資源調度算法先來先服務算法（FCFS）按照I/O請求到達的先后順序進行調度，簡單易實現，但可能導致I/O請求長時間等待。最短尋道時間優(yōu)先算法（SSTF）選擇距離磁頭最近的磁道進行讀寫操作，可以降低磁頭移動的開銷，但可能產生饑餓現象。掃描算法（SCAN）將磁頭從一端移動到另一端，在移動過程中處理經過的磁道上的I/O請求，避免了饑餓現象，但可能導致遠離磁頭一端的I/O請求長時間等待。循環(huán)掃描算法（C-SCAN）在SCAN算法的基礎上，當磁頭到達磁盤的一端時，立即返回磁盤的另一端并重新開始掃描，提高了I/O請求的響應速度。04安全防護與故障恢復權限管理機制最小權限原則訪問控制列表（ACL）角色基礎訪問控制（RBAC）強制訪問控制（MAC）每個用戶或應用程序只擁有完成其任務所需的最小權限，以減少潛在的安全風險。根據用戶的角色和職責分配權限，簡化權限管理。為每個資源設置訪問控制列表，記錄哪些用戶或組有權訪問該資源?；诎踩珮撕灪筒呗?，對資源和用戶進行強制訪問控制。系統(tǒng)日志分析技術日志收集日志存儲日志分析日志審計從各種系統(tǒng)和應用程序中收集日志數據，包括操作系統(tǒng)日志、應用程序日志、安全日志等。將收集到的日志數據存儲在中央位置，以便進行集中分析和管理。通過自動化工具和算法對日志數據進行分析，識別潛在的安全事件和異常行為。定期對日志進行審計，確保日志的完整性和可信度，并驗證合規(guī)性。定期備份重要數據，包括全量備份、增量備份和差異備份，確保數據的可靠性和完整性。制定詳細的備份恢復計劃，確保在數據丟失或系統(tǒng)故障時能夠快速恢復業(yè)務。將備份數據存儲在地理上分離的位置，以防止單一災難事件導致備份數據丟失。制定全面的災難恢復計劃，包括災難發(fā)生時的應急響應、數據恢復和業(yè)務連續(xù)性策略。容災備份方案設計數據備份備份恢復異地備份災難恢復計劃05性能調優(yōu)與監(jiān)控瓶頸檢測工具應用系統(tǒng)性能監(jiān)控工具如top、htop、vmstat、iostat等，用于監(jiān)控系統(tǒng)資源使用情況，找出瓶頸所在。01網絡性能監(jiān)控工具如iftop、nload、netstat等，用于監(jiān)控網絡帶寬、流量、連接數等指標，排查網絡瓶頸。02磁盤性能分析工具如iotop、pidstat、dstat等，用于定位磁盤IO瓶頸，分析磁盤讀寫性能。03應用性能分析工具如NewRelic、Dynatrace、AppDynamics等，用于監(jiān)控應用響應時間、吞吐量、錯誤率等關鍵指標，定位應用性能瓶頸。04實時監(jiān)控參數設置系統(tǒng)級參數應用級參數網絡級參數數據采集與存儲如CPU使用率、內存占用率、磁盤IO等，設置合理的閾值，以便及時發(fā)現系統(tǒng)異常。如帶寬使用率、連接數、TCP狀態(tài)等，設置報警閾值，避免網絡擁塞或攻擊。如響應時間、吞吐量、錯誤率等，結合業(yè)務實際情況，設置合理的監(jiān)控指標和報警策略。選擇合適的采集頻率和數據存儲周期，平衡監(jiān)控精度和存儲成本。自動化部署腳本自動化監(jiān)控腳本使用Shell、Python等腳本語言，編寫自動化部署腳本，實現服務器環(huán)境快速搭建和配置。結合監(jiān)控工具和報警系統(tǒng)，編寫自動化監(jiān)控腳本，實現實時監(jiān)控和報警，降低人工干預。自動化運維腳本開發(fā)自動化故障處理腳本針對常見故障，編寫自動化處理腳本，實現故障快速定位和修復，提高運維效率。腳本版本管理對自動化腳本進行版本管理，確保腳本的穩(wěn)定性和可維護性，方便回溯和更新。06新興技術與挑戰(zhàn)云計算融合趨勢云計算資源調度通過云計算實現跨地域、跨平臺的資源調度和共享，提高資源利用率。01云計算安全加強云計算安全防護，包括數據加密、訪問控制、漏洞修復等，確保云上應用和數據的安全。02云計算成本優(yōu)化通過云計算實現成本控制，優(yōu)化資源使用，避免不必要的浪費。03容器化部署實踐根據應用特點選擇合適的容器化技術，如Docker、Kubernetes等，提高應用部署的靈活性和可移植性。容器化技術選型容器化安全管理容器化性能優(yōu)化加強容器化應用的安全管理，包括鏡像安全、容器間隔離、網絡安全等，防止惡意攻擊和數據泄露。針對容器化應用的性能特點，進行優(yōu)化和調優(yōu)，提高應用的響應速度和穩(wěn)定性。智能化運維前景智能化性能調