操作系统计算机结构与工作原理基础知识课件

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引言•

计算机系统概述•

操作系统概述contents•

计算机结构基础知识•

操作系统的工作原理•

操作系统实例分析•

计算机系统性能评价•

总结与展望目录目的和背景目的背景随着信息技术的飞速发展，计算机已成为现代社会不可或缺的工具，对计算机基础知识的掌握显得尤为重要。课程概述内容方法学习目标知识目标能力目标计算机的组成硬件系统软件系统计算机的工作原理存储程序控制原理010203指令和数据以二进制形式存储顺序执行与并发执行计算机的分类和应用按照规模分类包括巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等，不同规模的计算机具有不同的性能和应用领域。按照应用分类包括科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助设计等，不同应用需要不同类型的计算机和软件支持。操作系统的定义控制和管理计算机硬件与软件资源操作系统是介于计算机硬件与用户之间的一层软件，负责管理和协调硬件、软件资源，提供高效、安全的计算环境。提供用户接口操作系统提供多种用户接口，如命令行界面、图形用户界面等，方便用户与计算机进行交互。操作系统的功能进程管理内存管理操作系统负责创建、调度、终止进程，实现多任务处理。操作系统管理计算机内存，为进程分配内存空间，实现内存保护、内存扩充等功能。文件管理设备管理操作系统提供文件存储、访问、共享和保护等功能，方便用户管理和使用各种数据。操作系统管理计算机外部设备，实现设备的驱动、分配和回收等功能。操作系统的分类批处理操作系统实时操作系统。分时操作系统网络操作系统CPU的结构和功能010203CPU组成CPU功能CPU性能指标存储器的结构和功能01020304I/O系统的结构和功能I/O设备分类输入设备输出设备I/O接口进程管理进程概念进程状态与转换进程控制进程调度内存管理内存空间管理01内存保护内存扩充0203文件管理文件系统概念文件目录结构文件存储空间管理文件共享与保护Windows操作系统发展历程架构特点Windows操作系统的历史、版本演进及市场地位。Windows操作系统的体系架构、内核设计、文件系统等方面的特点。功能组件应用场景Windows操作系统的主要功能组件，如任务管理、设备管理、存储管理等。Windows操作系统在桌面计算、服务器、云计算等领域的应用场景。Linux操作系统发展历程架构特点功能组件应用场景操作系统的比较和分析可扩展性评估性能比较1应用场景选择安全性分析性能评价指标0103响应时间利用率从用户发出请求到系统给出响应包括CPU利用率、内存利用率、磁盘利用率等，反映系统资源的利用情况。所需的时间，包括等待时间和处理时间。0204吞吐量并发性单位时间内完成的任务数量或系统处理的数据量，反映系统的处理能力。系统同时处理多个任务的能力，与响应时间、吞吐量等密切相关。性能评价方法基准测试通过运行一系列标准化的测试程序来评估系统性能，具有客观性和可比性。模拟测试通过建立系统模型来模拟实际运行场景，评估系统在不同负载下的性能表现。分析法通过分析系统内部运行机制和资源利用情况来评估性能，需要对系统有深入了解。性能优化技术0102资源调度优化算法优化合理分配和调度系统资源，提高资源利用率和并发性。改进系统内部算法和数据结构，提高处理速度和效率。缓存技术并行处理技术通过引入缓存机制来减少磁盘I/O操作，提高数据访问速度。利用多核CPU或多台计算机并行处理任务，提高系统整体性能。0304