湯小丹《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》官方課件 第四版

湯小丹《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》官方課件第四版匯報(bào)人：202X-01-05目錄contents計(jì)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)備管理計(jì)算機(jī)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(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)之間的接口。操作系統(tǒng)的功能包括進(jìn)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(xì)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(gè)事件在同一時(shí)間發(fā)生；共享性是指資源被多個(gè)進(jìn)程共同使用；虛擬性是指通過(guò)技術(shù)手段將現(xiàn)實(shí)世界的事物轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)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(jìn)程可能會(huì)遇到意外的結(jié)果。詳細(xì)描述總結(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)運(yùn)行環(huán)境，操作系統(tǒng)可以分為單機(jī)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(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)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(gè)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(jìn)程管理02VS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。詳細(xì)描述進(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，具有動(dòng)態(tài)產(chǎn)生、動(dòng)態(tài)變化和動(dòng)態(tài)消亡的特點(diǎn)。它獨(dú)立于其他進(jìn)程，擁有獨(dú)立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源。同時(shí)，進(jìn)程之間存在相互制約的關(guān)系，需遵循一定的規(guī)則進(jìn)行通信和同步。總結(jié)詞進(jìn)程的概念與狀態(tài)進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程命令等方式創(chuàng)建，當(dāng)進(jìn)程完成或異常結(jié)束時(shí)會(huì)被終止。進(jìn)程的創(chuàng)建可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或創(chuàng)建新進(jìn)程命令來(lái)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)求內(nèi)核創(chuàng)建新進(jìn)程。創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí)，需要指定父進(jìn)程和子進(jìn)程的屬性，如內(nèi)存大小、文件描述符等。當(dāng)進(jìn)程完成或異常結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)終止該進(jìn)程，回收其占用的資源?？偨Y(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(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序，進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間信息交換的機(jī)制。詳細(xì)描述進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)的一種機(jī)制，用于協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序，以避免沖突和死鎖。常見(jiàn)的同步機(jī)制包括信號(hào)量、互斥量、條件變量等。進(jìn)程通信是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間信息交換的機(jī)制，允許不同進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)和消息。常見(jiàn)的進(jìn)程通信方式包括管道、消息隊(duì)列、信號(hào)、共享內(nèi)存等。進(jìn)程的同步與通信總結(jié)詞進(jìn)程調(diào)度是根據(jù)一定算法將CPU分配給就緒隊(duì)列中的進(jìn)程，死鎖是多個(gè)進(jìn)程相互等待對(duì)方釋放資源而導(dǎo)致的僵局。詳細(xì)描述進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，其目的是合理地分配CPU資源給各個(gè)就緒狀態(tài)的進(jìn)程，以確保系統(tǒng)的整體性能和效率。常見(jiàn)的調(diào)度算法包括先來(lái)先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先級(jí)調(diào)度等。死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在競(jìng)爭(zhēng)資源時(shí)陷入僵局，每個(gè)進(jìn)程等待其他進(jìn)程釋放資源，而其他進(jìn)程也在等待該進(jìn)程釋放資源，導(dǎo)致所有進(jìn)程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。為了解決死鎖問(wèn)題，操作系統(tǒng)可以采用多種策略，如避免死鎖、檢測(cè)與解除死鎖等。進(jìn)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(jì)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(hù)等。在程序運(yùn)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(yùn)行期間不再進(jìn)行內(nèi)存的重新分配。程序在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要向系統(tǒng)申請(qǐng)所需的內(nèi)存空間，系統(tǒng)根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地分配和回收內(nèi)存空間。內(nèi)存的分配策略動(dòng)態(tài)分配靜態(tài)分配先進(jìn)先出算法（FIFO）按照內(nèi)存空間分配的先后順序進(jìn)行置換，最早被分配的頁(yè)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(yè)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(yè)面，以減少訪問(wèn)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(guò)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(diǎn)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(shí)運(yùn)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(chǔ)空間的軟件，它負(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)、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(lái)組織和管理數(shù)據(jù)，它實(shí)現(xiàn)了文件的命名、存儲(chǔ)、訪問(wèn)和保護(hù)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(chǔ)介質(zhì)文件的存儲(chǔ)介質(zhì)包括硬盤、軟盤、光盤、閃存等，不同的存儲(chǔ)介質(zhì)有不同的存儲(chǔ)容量和訪問(wèn)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(chǔ)介質(zhì)上的存儲(chǔ)方式，包括順序存儲(chǔ)和鏈接存儲(chǔ)。文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)目錄的樹(shù)形結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)通常采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，以方便用戶對(duì)文件進(jìn)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(jí)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(duì)目錄進(jìn)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(wèn)控制機(jī)制文件的訪問(wèn)控制機(jī)制包括訪問(wèn)控制表（ACL）、能力表（Capabilities）等，用于限制用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限。文件的訪問(wèn)安全文件的訪問(wèn)安全是指通過(guò)訪問(wèn)控制機(jī)制來(lái)確保文件的安全性和完整性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和修改。文件的訪問(wèn)模式文件的訪問(wèn)模式包括只讀、讀寫、執(zhí)行等，不同的訪問(wèn)模式對(duì)應(yīng)不同的權(quán)限。文件的訪問(wèn)控制設(shè)備管理05設(shè)備管理是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類硬件設(shè)備的管理，包括對(duì)設(shè)備的初始化、分配、使用、釋放等過(guò)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(dòng)、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(hù)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(jìn)程的需求，將設(shè)備分配給進(jìn)程使用。在分配過(guò)程中，需要考慮設(shè)備的特性、使用順序和優(yōu)先級(jí)等因素。要點(diǎn)一要點(diǎn)二設(shè)備的回收設(shè)備回收是在進(jìn)程結(jié)束使用設(shè)備后，將設(shè)備從進(jìn)程收回，以便其他進(jìn)程使用。在回收過(guò)程中，需要考慮設(shè)備的狀態(tài)、使用情況和回收的時(shí)機(jī)等因素。設(shè)備的分配與回收設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的概念設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)中用于管理設(shè)備的軟件模塊，它負(fù)責(zé)與設(shè)備硬件進(jìn)行通信和控制。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(dòng)程序磁盤調(diào)度算法是操作系