计算机操作系统(第一章)

计算机操作系统(第一章)目录contents操作系统概述操作系统的发展历程操作系统的结构设计操作系统的运行环境01操作系统概述操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件和软件资源，为用户提供便利的操作界面和环境。定义操作系统的主要功能包括资源管理、任务调度、内存管理、文件管理、设备管理、用户界面等。功能操作系统的定义与功能桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等。根据使用领域根据源代码根据访问级别开源操作系统、闭源操作系统等。裸机、实时操作系统、通用操作系统等。030201操作系统的分类并发性共享性虚拟性稳定性操作系统的基本特征01020304操作系统能够同时处理多个任务或事件，实现并发执行。操作系统中的资源如CPU、内存、文件等可以被多个任务共享。通过技术手段将物理实体如硬件设备转换为逻辑概念，提供给用户或应用程序使用。操作系统需要具备高可用性和稳定性，确保系统在出现故障时能够快速恢复。02操作系统的发展历程

无操作系统的计算机时代计算机主要用于科学计算和工程设计，没有专门的操作系统管理计算机资源。用户需要直接与硬件交互，编写和执行程序。计算机资源利用率低下，程序开发困难。用户将作业提交给操作员，操作员将作业排入队列，等待计算机空闲时执行。提高了计算机资源的利用率和程序执行的效率。批处理操作系统出现，实现了作业的成批处理。批处理操作系统分时操作系统允许多个用户同时与一台计算机交互。系统按照时间片轮转的方式为每个用户服务，每个用户感觉自己是独占计算机的。实现了多个用户对计算机资源的共享，提高了资源利用率。分时操作系统随着微处理器技术的发展，个人计算机操作系统出现。个人计算机操作系统面向个人用户，提供友好的人机界面和丰富的应用软件。个人计算机操作系统的出现极大地推动了计算机的普及和应用。个人计算机操作系统随着计算机网络的发展，出现了网络操作系统和分布式操作系统。网络操作系统管理网络中的计算机资源，提供网络服务和安全保障。分布式操作系统实现分布式计算和处理，提高系统的可靠性和可扩展性。网络操作系统和分布式操作系统03操作系统的结构设计输入标题02010403整体结构操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机硬件和软件资源，为上层应用软件提供服务。操作系统的整体结构还包括一些辅助功能，如内存管理、文件系统、设备驱动程序等，以支持内核和用户界面正常运行。操作系统的整体结构还包括系统调用接口，它提供了一组系统调用函数，允许应用程序请求操作系统服务。操作系统的整体结构包括内核和用户界面两部分，内核是操作系统的核心，负责管理硬件和软件资源，用户界面是用户与计算机交互的接口。进程是操作系统中一个重要概念，它是程序的执行实例。进程管理包括进程的创建、终止、阻塞、唤醒等操作，以及进程间的通信和同步机制。进程的状态信息保存在进程控制块PCB中，包括进程ID、内存指针、文件描述符表等。进程调度程序负责根据一定的调度算法选择一个就绪状态的进程来执行。01020304进程管理存储管理是操作系统中负责管理计算机内存的子系统。常见的存储管理算法有分页、分段和段页式等。存储管理包括内存的分配和回收、内存空间的扩展和收缩、内存保护和地址映射等功能。存储管理还涉及到虚拟内存的概念，通过将部分硬盘空间映射到内存中，实现内存空间的扩展。存储管理文件系统是操作系统中负责管理数据文件的子系统。文件系统通常采用目录结构来组织文件，并提供了文件属性的管理功能，如访问权限控制、文件加密等。文件系统文件系统提供了一种统一的抽象模型来访问数据文件，包括文件的创建、删除、打开、关闭、读写等操作。常见的文件系统类型有FAT32、NTFS、ext4等，它们在不同的操作系统中得到了广泛应用。设备管理是操作系统中负责管理外部设备的子系统。设备管理涉及到硬件设备的抽象表示，通过设备驱动程序与硬件设备进行交互。设备管理包括设备的驱动程序开发、设备的分配与回收、设备的输入输出控制等。设备管理还涉及到设备的并发访问控制和缓冲区管理等机制，以确保设备的高效使用和数据的安全性。设备管理04操作系统的运行环境硬件环境操作系统对中央处理器的管理主要体现在对处理器的分配与调度上。操作系统对存储器的管理主要体现在对内存的分配与回收上。操作系统对输入输出设备的管理主要体现在对设备的驱动和缓冲上。操作系统对文件系统的管理主要体现在对文件的存储、检索和删除上。中央处理器存储器输入输出设备文件系统系统软件是计算机的基本软件，负责管理计算机的硬件和应用程序，包括操作系统、设备驱动程序、数据库管理系统等。系统软件应用软件是专门设计用于执行特定任务或提供特定服务的软件，例如办公软件、图像处理软件等。应用软件软件开发工具是用于帮助开发人员创建、测试和调试软件的工具，例如编译器、调试器等。软件开发工具软件环境图形用户界面图形用户界面是一种让用户通过图形化元素来与计算机交互的方式，例如Windows和MacOS的桌面环境。命令行界面命令行界面是一种让用户通过输入命令来与计算机交互的