第7章湯小丹計算機(jī)操作系統(tǒng)官方課件第四版

第7章湯小丹計算機(jī)操作系統(tǒng)官方課件第四版匯報人：202X-12-29目錄計算機(jī)操作系統(tǒng)概述進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)設(shè)備管理用戶接口CONTENTS01計算機(jī)操作系統(tǒng)概述CHAPTER操作系統(tǒng)的定義與功能總結(jié)詞操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，負(fù)責(zé)管理和控制計算機(jī)硬件和軟件資源，提供用戶與計算機(jī)交互的界面，實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)的有效運行和高效服務(wù)。操作系統(tǒng)的功能包括資源管理、系統(tǒng)監(jiān)控、用戶交互、安全保護(hù)等。詳細(xì)描述操作系統(tǒng)的定義與功能總結(jié)詞操作系統(tǒng)的分類詳細(xì)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)使用領(lǐng)域，可以分為桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、移動操作系統(tǒng)等；根據(jù)源代碼開放程度，可以分為開源操作系統(tǒng)和閉源操作系統(tǒng)；根據(jù)運行環(huán)境，可以分為單機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)的分類操作系統(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、虛擬性和穩(wěn)定性。并發(fā)性是指操作系統(tǒng)能夠同時處理多個任務(wù)和事件；共享性是指操作系統(tǒng)中的資源可以被多個程序共同使用；虛擬性是指操作系統(tǒng)通過技術(shù)手段將硬件資源抽象化，提供虛擬的硬件環(huán)境；穩(wěn)定性是指操作系統(tǒng)在運行過程中具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。詳細(xì)描述02進(jìn)程管理CHAPTERVS進(jìn)程是計算機(jī)中程序的執(zhí)行實例，具有動態(tài)性、獨立性和制約性。詳細(xì)描述進(jìn)程是程序的執(zhí)行實例，具有動態(tài)性，即進(jìn)程的狀態(tài)隨時間而改變；具有獨立性，即進(jìn)程是獨立于其他進(jìn)程運行的；具有制約性，即進(jìn)程之間存在資源共享和相互制約的關(guān)系?？偨Y(jié)詞進(jìn)程的概念與狀態(tài)進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程的方式創(chuàng)建，當(dāng)進(jìn)程完成任務(wù)或異常結(jié)束時，進(jìn)程終止。進(jìn)程的創(chuàng)建可以通過系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程的方式實現(xiàn)。系統(tǒng)調(diào)用提供了一組功能強(qiáng)大的接口，用于創(chuàng)建、撤銷和切換進(jìn)程；而創(chuàng)建新進(jìn)程則是通過復(fù)制現(xiàn)有進(jìn)程的方式實現(xiàn)的。當(dāng)進(jìn)程完成任務(wù)或異常結(jié)束時，進(jìn)程終止。總結(jié)詞詳細(xì)描述進(jìn)程的創(chuàng)建與終止總結(jié)詞進(jìn)程同步是協(xié)調(diào)多個進(jìn)程的執(zhí)行順序，以避免沖突和不安全狀態(tài)；進(jìn)程通信是實現(xiàn)不同進(jìn)程間信息交換的機(jī)制。要點一要點二詳細(xì)描述進(jìn)程同步是協(xié)調(diào)多個進(jìn)程的執(zhí)行順序，以避免沖突和不安全狀態(tài)。常見的同步機(jī)制包括信號量、互斥量、條件變量等。這些機(jī)制可以確保多個進(jìn)程在訪問共享資源時不會發(fā)生沖突。進(jìn)程通信是實現(xiàn)不同進(jìn)程間信息交換的機(jī)制，常見的通信方式包括消息傳遞、共享內(nèi)存等。通過這些通信方式，不同進(jìn)程可以交換數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)工作。進(jìn)程的同步與通信總結(jié)詞：進(jìn)程調(diào)度是根據(jù)一定的調(diào)度算法選擇一個或多個進(jìn)程來執(zhí)行，以實現(xiàn)系統(tǒng)的吞吐量、響應(yīng)時間等性能指標(biāo)；死鎖是指多個進(jìn)程在等待對方釋放資源而陷入僵局的情況。詳細(xì)描述：進(jìn)程調(diào)度是根據(jù)一定的調(diào)度算法選擇一個或多個進(jìn)程來執(zhí)行，以實現(xiàn)系統(tǒng)的吞吐量、響應(yīng)時間等性能指標(biāo)。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。這些算法各有優(yōu)缺點，適用于不同的應(yīng)用場景。死鎖是指多個進(jìn)程在等待對方釋放資源而陷入僵局的情況。為了解決死鎖問題，可以采用預(yù)防、檢測和解除死鎖的策略。預(yù)防死鎖的方法包括設(shè)置資源分配圖、實施安全序列等；檢測死鎖的方法包括定時檢測和請求與保持條件檢測等；解除死鎖的方法包括撤銷和恢復(fù)、重新分配資源等。進(jìn)程調(diào)度與死鎖03內(nèi)存管理CHAPTER內(nèi)存管理的概念與功能內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)中用于管理計算機(jī)內(nèi)存的子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)分配和回收內(nèi)存空間，以及提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)性能。內(nèi)存管理的主要功能包括：內(nèi)存空間的分配與回收、內(nèi)存空間的映射與重定位、內(nèi)存空間的擴(kuò)充與保護(hù)等。固定分區(qū)分配將內(nèi)存空間劃分為若干個固定大小的分區(qū)，每個進(jìn)程只能在其指定的分區(qū)內(nèi)運行。動態(tài)分區(qū)分配根據(jù)進(jìn)程的實際需求，動態(tài)地為其分配內(nèi)存空間，可以適應(yīng)不同大小的需求。分頁系統(tǒng)將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁，每個進(jìn)程也被劃分為固定大小的頁，通過頁表進(jìn)行映射。內(nèi)存的分配策略當(dāng)進(jìn)程釋放其占用的內(nèi)存空間時，操作系統(tǒng)直接將其回收并重新分配給其他進(jìn)程。直接回收將一些暫時不用的內(nèi)存空間交換到磁盤上，以釋放出更多的可用內(nèi)存空間。交換當(dāng)內(nèi)存空間不足時，操作系統(tǒng)會選擇一些不常用的程序或數(shù)據(jù)覆蓋掉，以釋放出更多的可用內(nèi)存空間。覆蓋技術(shù)010203內(nèi)存的回收策略虛擬內(nèi)存是操作系統(tǒng)提供的一種內(nèi)存管理技術(shù)，它將物理內(nèi)存和硬盤上的存儲空間統(tǒng)一管理，使得應(yīng)用程序認(rèn)為其擁有連續(xù)可用的地址空間。通過虛擬內(nèi)存管理，可以實現(xiàn)內(nèi)存空間的擴(kuò)充與保護(hù)，提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)性能。虛擬內(nèi)存管理04文件系統(tǒng)CHAPTER文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲和訪問的軟件架構(gòu)，它提供了一種組織和管理數(shù)據(jù)的方式。文件系統(tǒng)的主要功能包括文件的存儲、檢索、刪除、保護(hù)和共享等，它還提供了對文件和目錄的訪問控制和權(quán)限管理。文件系統(tǒng)的概念與功能文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)概念文件類型根據(jù)用途和格式，文件可以分為多種類型，如文本文件、圖像文件、音頻文件、視頻文件等。文件結(jié)構(gòu)文件的組織結(jié)構(gòu)是指文件內(nèi)部的格式和編碼方式，常見的文件結(jié)構(gòu)包括文本文件、二進(jìn)制文件和流式文件等。文件的組織結(jié)構(gòu)文件的存儲介質(zhì)與訪問方式存儲介質(zhì)文件的存儲介質(zhì)包括硬盤、閃存盤、光盤等，不同的存儲介質(zhì)有不同的性能特點和適用場景。訪問方式文件的訪問方式包括順序訪問、隨機(jī)訪問和流式訪問等，不同的訪問方式適用于不同的應(yīng)用場景和數(shù)據(jù)類型。權(quán)限管理文件系統(tǒng)通過權(quán)限管理機(jī)制來控制用戶對文件的訪問權(quán)限，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)為了防止數(shù)據(jù)丟失和損壞，文件系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能，以確保數(shù)據(jù)的可用性和可靠性。文件系統(tǒng)的安全與保護(hù)05設(shè)備管理CHAPTER設(shè)備管理概念設(shè)備管理是對計算機(jī)系統(tǒng)中各類硬件設(shè)備的管理，它負(fù)責(zé)設(shè)備的初始化、分配設(shè)備、啟動設(shè)備、傳輸數(shù)據(jù)、結(jié)束設(shè)備等任務(wù)。設(shè)備管理功能設(shè)備管理的主要功能包括設(shè)備的分配、設(shè)備的驅(qū)動、設(shè)備的I/O控制、設(shè)備的狀態(tài)檢測以及設(shè)備的故障診斷等。設(shè)備管理的概念與功能根據(jù)設(shè)備的功能和特性，可以將設(shè)備分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲器設(shè)備等。設(shè)備的分類為了方便對設(shè)備的管理，每個設(shè)備都需要有一個唯一的標(biāo)識，這個標(biāo)識通常由設(shè)備的名稱、型號和生產(chǎn)廠家等信息組成。設(shè)備的標(biāo)識設(shè)備的分類與標(biāo)識設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)的一部分，它負(fù)責(zé)與設(shè)備硬件進(jìn)行交互，實現(xiàn)設(shè)備的初始化和控制。I/O控制方式I/O控制方式是指操作系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行輸入輸出操作的控制方式，常見的I/O控制方式有程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA控制方式和通道控制方式等。設(shè)備的驅(qū)動程序與I/O控制方式當(dāng)進(jìn)程需要使用設(shè)備時，操作系統(tǒng)需要為其分配相應(yīng)的設(shè)備資源。設(shè)備的分配需要考慮設(shè)備的可用性、設(shè)備的類型和設(shè)備的數(shù)量等因素。設(shè)備的分配當(dāng)進(jìn)程不再需要使用設(shè)備時，操作系統(tǒng)需要將設(shè)備回收，以便其他進(jìn)程可以使用。在回收設(shè)備時，需要考慮設(shè)備的狀態(tài)、設(shè)備的占用情況和設(shè)備的優(yōu)先級等因素。設(shè)備的回收設(shè)備的分配與回收06用戶接口CHAPTER概念用戶接口是計算機(jī)操作系統(tǒng)中用于與用戶進(jìn)行交互的部分，它為用戶提供了與系統(tǒng)進(jìn)行交互的途徑。功能用戶接口的主要功能包括接收用戶輸入、向用戶輸出信息、提供用戶操作界面等，它使得用戶能夠方便地使用計算機(jī)系統(tǒng)。用戶接口的概念與功能命令行接口命令行接口是一種用戶接口形式，用戶通過在命令行中輸入命令來與系統(tǒng)進(jìn)行交互。概念命令行接口提供了豐富的命令集，用戶可以通過這些命令來執(zhí)行各種操作，如文件管理、程序運行等。它適合于那些對操作系統(tǒng)有一定了解的用戶。功能VS圖形用戶界面是一種用戶接口形式，它以圖形化的方式呈現(xiàn)系統(tǒng)和應(yīng)用程序，用戶通過點擊、拖拽等方式與系統(tǒng)進(jìn)行交互。功能圖形用戶界面直觀易懂，適合于那些對計算機(jī)操作不熟悉的用戶。它提供了豐富的