第三單元操作系統課件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目錄CONTENTS操作系統概述進程管理內存管理文件系統設備管理BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01操作系統概述總結詞操作系統的定義和功能詳細描述操作系統是計算機系統的核心軟件，負責管理計算機硬件和軟件資源，提供用戶與計算機交互的界面，實現計算機系統的有效運行。操作系統的功能包括資源管理、任務調度、并發控制、內存管理等。操作系統的定義和功能操作系統的分類操作系統的分類總結詞根據不同的分類標準，操作系統可以分為多種類型。根據使用場景，操作系統可以分為桌面操作系統、服務器操作系統和移動操作系統等。根據源代碼開放程度，操作系統可以分為開源操作系統和閉源操作系統。根據處理器的位數，操作系統可以分為32位操作系統和64位操作系統。詳細描述VS操作系統的基本概念詳細描述操作系統的基本概念包括進程、線程、內存、文件、I/O等。進程是程序的執行實例，包括代碼、數據和系統資源。線程是進程內的一條執行路徑。內存是計算機中用于存儲數據的物理空間。文件是存儲在外部介質上的數據的邏輯組織。I/O是輸入輸出操作，包括讀寫數據、與外部設備通信等。總結詞操作系統的基本概念BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02進程管理進程是程序的一次執行，是系統進行資源分配和調度的基本單位。進程定義進程狀態狀態轉換進程在執行過程中會經歷三種狀態，分別是運行態、就緒態和阻塞態。進程的狀態會根據其執行情況和系統資源情況進行轉換。030201進程的定義和狀態

進程的創建和終止進程創建進程可以通過系統調用或用戶程序創建新的進程。進程終止當進程完成其任務或出現異常時，系統會終止該進程。進程創建和終止的方式可以通過系統調用或異常處理機制來實現進程的創建和終止。進程同步是指多個進程按照一定的順序執行，以完成某個任務或達到某個目標。進程同步進程通信是指進程之間傳遞信息或數據，以實現協同工作或數據共享。進程通信可以通過信號量、消息隊列、共享內存等方式實現進程的同步與通信。同步與通信的方式進程的同步與通信死鎖死鎖是指兩個或多個進程在等待對方釋放資源而導致的僵局。調度算法與死鎖預防常見的調度算法有先來先服務、最短作業優先、優先級調度等，而預防死鎖的方法有避免死鎖、檢測死鎖并恢復等。進程調度進程調度是指系統根據一定的算法和策略選擇一個就緒態的進程來執行。進程調度與死鎖BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03內存管理分類根據用途，內存可以分為系統內存、用戶內存和緩存內存。系統內存用于操作系統運行，用戶內存用于應用程序運行，緩存內存用于存儲頻繁訪問的數據。分配方式內存分配方式主要有靜態分配和動態分配。靜態分配在編譯時確定，而動態分配在運行時確定。內存的分類和分配方式內存分配通常由操作系統負責，根據應用程序的需求和系統的可用資源進行。分配策略包括首次適應、最佳適應和最壞適應等。當應用程序釋放其占用的內存時，操作系統需要負責回收這些內存，以便重新分配給其他應用程序。回收策略包括標記清除、復制和標記整理等。內存的分配與回收回收分配通過虛擬化技術，將物理內存映射到虛擬地址空間，實現了一個統一的、可動態管理的內存空間。這使得應用程序可以像訪問連續內存一樣訪問物理內存。虛擬內存當應用程序訪問虛擬地址時，操作系統負責將虛擬地址轉換為物理地址。這一過程稱為地址轉換或頁面置換。地址轉換內存的虛擬化BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04文件系統文件系統的定義和功能文件系統定義文件系統是操作系統中用于管理文件存儲和訪問的軟件架構，它提供了一種組織、存儲、檢索和管理文件的方法。文件系統功能文件系統主要負責文件的存儲、檢索、刪除、備份和恢復等操作，同時還負責管理文件存儲空間，提供文件訪問控制和保護機制。文件存儲結構是指文件在磁盤上的物理存儲方式，包括文件的組織方式、目錄結構、文件命名規則等。文件存儲結構常見的文件系統類型包括FAT32、NTFS、EXT4等，每種文件系統都有其特定的存儲結構和特點。文件系統類型文件的存儲結構訪問控制是文件系統的一個重要功能，它用于控制用戶對文件的訪問權限，如讀、寫、執行等。通過訪問控制機制，可以保護文件不被非法訪問或修改。訪問控制文件系統提供了多種保護機制來確保文件的安全性，如加密、壓縮、備份等。這些保護機制可以防止文件被破壞或丟失，同時還可以提高文件的存儲效率和傳輸速度。保護機制文件的訪問控制和保護BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05設備管理設備驅動程序的概念01設備驅動程序是操作系統內核的一部分，用于與硬件設備進行交互。它為應用程序提供了一個統一的接口，使得應用程序可以使用設備而無需了解設備的具體細節。設備驅動程序的職責02設備驅動程序負責管理設備的物理特性，包括設備的啟動、關閉、讀寫操作等。它還負責處理設備的錯誤和異常情況，以確保設備的正常運行。設備驅動程序的分類03根據設備的類型和功能，設備驅動程序可以分為多種類型，如字符設備驅動程序、塊設備驅動程序、網絡設備驅動程序等。設備驅動程序I/O設備的概念I/O設備是指計算機系統中用于輸入/輸出數據的設備，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。I/O設備的管理與控制方式操作系統需要對I/O設備進行管理和控制，以確保設備的正確使用和高效運行。常見的I/O設備的管理與控制方式包括輪詢、中斷、直接內存訪問（DMA）等。I/O設備的性能優化為了提高I/O設備的性能，操作系統可以采用一些優化技術，如緩沖技術、異步I/O技術、多線程技術等。這些技術可以減少I/O設備的等待時間和提高設備的吞吐量。I/O設備的管理與控制磁盤調度算法的概念磁盤調度算法是指操作系統中用于確定磁盤讀寫請求的執行順序的算法。合理的磁盤調度算法可以提高磁盤的讀寫性能和響應時間。常見的磁盤調度算法常見的磁盤調度算法包括先來先服務（FCFS）、最短尋道時間優先（SSTF）、掃描算法（SCAN）、循環掃描算法