計算機操作系統(tǒng)(第一章)

計算機操作系統(tǒng)(第一章)目錄contents操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程操作系統(tǒng)的結構設計操作系統(tǒng)的運行環(huán)境01操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負責管理和控制計算機硬件和軟件資源，為用戶提供便利的操作界面和環(huán)境。定義操作系統(tǒng)的主要功能包括資源管理、任務調(diào)度、內(nèi)存管理、文件管理、設備管理、用戶界面等。功能操作系統(tǒng)的定義與功能桌面操作系統(tǒng)、服務器操作系統(tǒng)、移動操作系統(tǒng)等。根據(jù)使用領域根據(jù)源代碼根據(jù)訪問級別開源操作系統(tǒng)、閉源操作系統(tǒng)等。裸機、實時操作系統(tǒng)、通用操作系統(tǒng)等。030201操作系統(tǒng)的分類并發(fā)性共享性虛擬性穩(wěn)定性操作系統(tǒng)的基本特征01020304操作系統(tǒng)能夠同時處理多個任務或事件，實現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行。操作系統(tǒng)中的資源如CPU、內(nèi)存、文件等可以被多個任務共享。通過技術手段將物理實體如硬件設備轉(zhuǎn)換為邏輯概念，提供給用戶或應用程序使用。操作系統(tǒng)需要具備高可用性和穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時能夠快速恢復。02操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程

無操作系統(tǒng)的計算機時代計算機主要用于科學計算和工程設計，沒有專門的操作系統(tǒng)管理計算機資源。用戶需要直接與硬件交互，編寫和執(zhí)行程序。計算機資源利用率低下，程序開發(fā)困難。用戶將作業(yè)提交給操作員，操作員將作業(yè)排入隊列，等待計算機空閑時執(zhí)行。提高了計算機資源的利用率和程序執(zhí)行的效率。批處理操作系統(tǒng)出現(xiàn)，實現(xiàn)了作業(yè)的成批處理。批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)允許多個用戶同時與一臺計算機交互。系統(tǒng)按照時間片輪轉(zhuǎn)的方式為每個用戶服務，每個用戶感覺自己是獨占計算機的。實現(xiàn)了多個用戶對計算機資源的共享，提高了資源利用率。分時操作系統(tǒng)隨著微處理器技術的發(fā)展，個人計算機操作系統(tǒng)出現(xiàn)。個人計算機操作系統(tǒng)面向個人用戶，提供友好的人機界面和豐富的應用軟件。個人計算機操作系統(tǒng)的出現(xiàn)極大地推動了計算機的普及和應用。個人計算機操作系統(tǒng)隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，出現(xiàn)了網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)管理網(wǎng)絡中的計算機資源，提供網(wǎng)絡服務和安全保障。分布式操作系統(tǒng)實現(xiàn)分布式計算和處理，提高系統(tǒng)的可靠性和可擴展性。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)03操作系統(tǒng)的結構設計輸入標題02010403整體結構操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負責管理計算機硬件和軟件資源，為上層應用軟件提供服務。操作系統(tǒng)的整體結構還包括一些輔助功能，如內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設備驅(qū)動程序等，以支持內(nèi)核和用戶界面正常運行。操作系統(tǒng)的整體結構還包括系統(tǒng)調(diào)用接口，它提供了一組系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，允許應用程序請求操作系統(tǒng)服務。操作系統(tǒng)的整體結構包括內(nèi)核和用戶界面兩部分，內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，負責管理硬件和軟件資源，用戶界面是用戶與計算機交互的接口。進程是操作系統(tǒng)中一個重要概念，它是程序的執(zhí)行實例。進程管理包括進程的創(chuàng)建、終止、阻塞、喚醒等操作，以及進程間的通信和同步機制。進程的狀態(tài)信息保存在進程控制塊PCB中，包括進程ID、內(nèi)存指針、文件描述符表等。進程調(diào)度程序負責根據(jù)一定的調(diào)度算法選擇一個就緒狀態(tài)的進程來執(zhí)行。01020304進程管理存儲管理是操作系統(tǒng)中負責管理計算機內(nèi)存的子系統(tǒng)。常見的存儲管理算法有分頁、分段和段頁式等。存儲管理包括內(nèi)存的分配和回收、內(nèi)存空間的擴展和收縮、內(nèi)存保護和地址映射等功能。存儲管理還涉及到虛擬內(nèi)存的概念，通過將部分硬盤空間映射到內(nèi)存中，實現(xiàn)內(nèi)存空間的擴展。存儲管理文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負責管理數(shù)據(jù)文件的子系統(tǒng)。文件系統(tǒng)通常采用目錄結構來組織文件，并提供了文件屬性的管理功能，如訪問權限控制、文件加密等。文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)提供了一種統(tǒng)一的抽象模型來訪問數(shù)據(jù)文件，包括文件的創(chuàng)建、刪除、打開、關閉、讀寫等操作。常見的文件系統(tǒng)類型有FAT32、NTFS、ext4等，它們在不同的操作系統(tǒng)中得到了廣泛應用。設備管理是操作系統(tǒng)中負責管理外部設備的子系統(tǒng)。設備管理涉及到硬件設備的抽象表示，通過設備驅(qū)動程序與硬件設備進行交互。設備管理包括設備的驅(qū)動程序開發(fā)、設備的分配與回收、設備的輸入輸出控制等。設備管理還涉及到設備的并發(fā)訪問控制和緩沖區(qū)管理等機制，以確保設備的高效使用和數(shù)據(jù)的安全性。設備管理04操作系統(tǒng)的運行環(huán)境硬件環(huán)境操作系統(tǒng)對中央處理器的管理主要體現(xiàn)在對處理器的分配與調(diào)度上。操作系統(tǒng)對存儲器的管理主要體現(xiàn)在對內(nèi)存的分配與回收上。操作系統(tǒng)對輸入輸出設備的管理主要體現(xiàn)在對設備的驅(qū)動和緩沖上。操作系統(tǒng)對文件系統(tǒng)的管理主要體現(xiàn)在對文件的存儲、檢索和刪除上。中央處理器存儲器輸入輸出設備文件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件是計算機的基本軟件，負責管理計算機的硬件和應用程序，包括操作系統(tǒng)、設備驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。系統(tǒng)軟件應用軟件是專門設計用于執(zhí)行特定任務或提供特定服務的軟件，例如辦公軟件、圖像處理軟件等。應用軟件軟件開發(fā)工具是用于幫助開發(fā)人員創(chuàng)建、測試和調(diào)試軟件的工具，例如編譯器、調(diào)試器等。軟件開發(fā)工具軟件環(huán)境圖形用戶界面圖形用戶界面是一種讓用戶通過圖形化元素來與計算機交互的方式，例如Windows和MacOS的桌面環(huán)境。命令行界面命令行界面是一種讓用戶通過輸入命令來與計算機交互的