操作系统简介
什么是操作系统
什么是操作系统操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的程序集合，它是计算机系统的核心组成部分。
操作系统负责分配和调度计算机的资源，提供用户与计算机硬件之间的接口，以及管理和协调各种应用程序的运行。
一、操作系统的功能1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器（CPU）、内存、存储器、输入和输出设备等。
它决定如何分配这些资源，以满足不同应用程序的需求，并提供合理的资源共享机制。
2. 进程管理：操作系统能够控制和管理运行在计算机上的各种进程。
它决定哪些进程可以运行、如何调度进程的执行顺序，以及如何分配进程所需的资源。
通过进程管理，操作系统能够实现多任务的并发执行。
3. 存储管理：操作系统管理计算机的存储器，包括主存储器和辅助存储器（如硬盘、光盘等）。
它负责将程序和数据加载到内存中，并决定它们的存储位置和访问权限。
通过存储管理，操作系统实现了内存的分配和回收，提高了计算机的资源利用率。
4. 文件管理：操作系统负责管理计算机的文件系统，包括文件的创建、读写、删除等操作。
它提供了统一的文件访问接口，使用户能够方便地操作文件，并保证文件的安全性和完整性。
5. 设备管理：操作系统管理计算机的输入和输出设备，包括键盘、鼠标、打印机、显示器等。
它负责将用户的输入传递给应用程序，并将应用程序的输出发送到相应的设备。
通过设备管理，操作系统实现了对各种设备的控制和调度，提高了计算机的效率和可靠性。
二、操作系统的类型1. 批处理操作系统：批处理操作系统是最早出现的操作系统类型，主要用于处理大量的批量作业。
它通过将一组作业按顺序提交给计算机，实现了作业的自动处理。
批处理操作系统具有高效、稳定的特点，适用于需要大量重复计算的应用场景。
2. 分时操作系统：分时操作系统可以同时为多个用户提供服务，并使它们感觉像是独占地使用计算机。
它通过轮流为每个用户分配一定时间片，使用户能够交替地使用计算机。
分时操作系统具有良好的交互性和响应性，适用于多用户、多任务的环境。
计算机操作系统有哪些及介绍
计算机操作系统有哪些及介绍计算机操作系统是指管理和控制计算机硬件与软件资源的程序集合。
它是计算机系统中最基础且核心的部分之一，它负责为用户和其他软件提供一个简单、方便、高效的界面，并管理计算机的各种资源。
一、常见的计算机操作系统1. Windows操作系统Windows操作系统由美国微软公司开发，是目前全球使用最广泛的操作系统之一。
Windows操作系统具有图形用户界面（GUI）和多任务处理的功能，适用于个人计算机、服务器和移动设备等多种平台。
常见的Windows操作系统版本有Windows 10、Windows 8、Windows 7等。
2. macOS操作系统macOS操作系统是由苹果公司开发的，主要用于苹果公司的Mac系列电脑。
macOS操作系统具有直观、简洁的用户界面，以及卓越的图形和多媒体处理能力。
最新的macOS版本是macOS Big Sur，它引入了全新的设计风格和改进的性能。
3. Linux操作系统Linux操作系统是一种自由、开放源代码的操作系统，具有良好的稳定性和安全性。
Linux操作系统广泛用于服务器、嵌入式系统和超级计算机等领域。
常见的Linux发行版有Ubuntu、CentOS、Debian等。
4. Android操作系统Android操作系统是由谷歌公司开发的，主要用于移动设备，如智能手机和平板电脑等。
Android操作系统基于Linux内核，具有丰富的应用程序生态系统和可定制性。
最新的Android版本是Android 12，它提供了更好的隐私控制和更顺畅的用户体验。
5. iOS操作系统iOS操作系统是由苹果公司开发的，专门用于iPhone、iPad和iPod Touch等移动设备。
iOS操作系统独特的用户界面和功能，以及高度优化的性能，使其成为许多用户的首选。
最新的iOS版本是iOS 15，它引入了新的通知管理和增强现实功能等。
二、操作系统的功能和特点1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、磁盘和网络等。
什么是操作系统及其不同类型
什么是操作系统及其不同类型操作系统是一种软件，它管理计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供统一的接口。
它是计算机系统的核心组件，负责协调和管理各种任务和资源，以确保计算机系统的正常运行。
一、操作系统的定义和作用操作系统，简称OS，是指一种控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合，它可以有效地管理计算机的硬件设备、处理数据和控制程序运行。
操作系统的主要作用包括：1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、硬盘、网络等，以便合理分配和调度资源的使用。
2. 提供接口：操作系统为用户和应用程序提供了一个统一的接口，使得用户可以通过图形界面或者命令行来操作计算机系统。
3. 进程管理：操作系统负责管理计算机中的各个进程，包括进程的创建、调度、切换、通信等，以确保程序的正确执行。
4. 内存管理：操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收、页表管理等，以便有效地利用内存空间。
5. 文件系统：操作系统负责管理计算机中的文件和文件系统，包括文件的存储、读写、共享等，以方便用户对文件的管理和访问。
6. 设备驱动：操作系统提供了各种设备的驱动程序，使得计算机可以与外部设备进行通信和控制。
7. 安全保护：操作系统提供了安全机制，包括用户身份验证、权限控制、病毒防护等，以保护计算机和数据的安全。
二、操作系统的不同类型根据功能和使用方式的不同，操作系统可以分为以下几种类型：1. 批处理操作系统：批处理操作系统主要用于批处理作业的处理，它会按照事先设定的顺序自动执行一系列的作业，无需人工干预。
这种操作系统多用于大型机和超级计算机等环境中，用于高效地处理大量的批处理任务。
2. 分时操作系统：分时操作系统是一种能够同时为多个用户提供服务的操作系统。
它通过快速地切换和分配处理器时间片，使得多个用户可以共享计算机系统的资源，实现多任务的并发执行。
这种操作系统多用于多用户的计算机系统中，如服务器和主机等。
操作系统基本概念
操作系统基本概念操作系统是指计算机系统中的核心软件，它是一组管理计算机硬件与软件资源、控制程序运行、提供用户接口、实现文件管理和网络通信等功能的程序集合。
操作系统的基本概念主要包括四个方面：进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。
1.进程管理：进程是指正在运行的程序的实例，它是计算机系统中最基本的运行单位。
操作系统通过进程管理来控制和分配计算机系统中的资源。
进程管理包括进程的创建与撤销、进程状态的转换（就绪、运行、等待）、进程调度和进程间通信等。
进程调度是操作系统的核心功能之一，它决定了计算机系统中各个进程的运行顺序和调度策略。
常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高优先级优先（PRIORITY）和时间片轮转（RR）等。
2.存储管理：存储管理是操作系统管理计算机的内存资源，它主要包括内存分配与回收、地址映射和内存保护等。
操作系统通过存储管理来实现程序的加载和运行、保护不同进程的内存空间和实现虚拟内存等功能。
内存分配与回收是存储管理的核心功能之一，它负责为不同的进程分配内存空间，以满足程序的运行需求。
常见的内存分配算法包括首次适应算法（FFA）、最佳适应算法（BFA）和最坏适应算法（WFA）等。
地址映射是操作系统将逻辑地址转换为物理地址的过程，它涉及到页表、分段表等数据结构来实现。
通过地址映射，操作系统能够为进程提供一致性的内存访问，实现虚拟内存等功能。
3.文件系统：文件系统是操作系统管理计算机存储设备上的文件和目录的方法，它通过文件、目录和文件操作来为用户管理和存储数据。
文件系统还提供了对文件的共享、保护和存取控制等功能。
常见的文件系统包括FAT、NTFS（Windows操作系统）、EXT2/3/4（Linux操作系统）等。
文件系统通过将文件组织为目录树的结构，方便用户对文件进行管理和存取。
文件操作是文件系统的核心功能之一，包括文件的创建、删除、读取和写入等。
文件系统通过文件操作接口提供给用户对文件的操作和访问。
操作系统的概念和功能
操作系统的概念和功能操作系统是计算机系统中最基本的软件之一，它是计算机硬件和应用程序之间的桥梁，负责管理和控制计算机硬件资源，并为应用程序提供运行环境。
操作系统具备多种功能，包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口等方面。
一、概念操作系统是一种系统软件，它是计算机系统中最基本的软件之一、它位于计算机系统的最底层，是应用程序与计算机硬件之间的桥梁。
操作系统通过管理和控制计算机硬件资源，为应用程序提供运行环境，使计算机能够高效、可靠地运行。
二、功能1.进程管理：操作系统可以创建、调度和终止进程。
进程是指正在运行的程序的实例。
操作系统负责分配计算机资源给进程，并决定何时执行哪个进程。
它还负责进程间的通信和同步。
2.内存管理：操作系统负责管理计算机的内存。
它将可用的内存空间分配给进程，并处理内存的分配和释放。
操作系统还负责虚拟内存的管理，将内存的部分内容存储在硬盘上，以满足进程的需要。
3.文件管理：操作系统负责管理计算机上的文件和目录。
它提供了访问文件和目录的接口，允许应用程序打开、读取、写入和关闭文件。
操作系统还负责文件的存储和组织，以及文件的保护和安全。
4.设备管理：操作系统负责管理计算机的硬件设备。
它控制设备的启动和关闭，以及设备的输入和输出。
操作系统还提供了设备驱动程序的接口，使设备能够和应用程序进行通信。
5.用户接口：操作系统提供了用户与计算机系统之间的接口。
它可以是命令行界面，用户通过输入命令来控制计算机；也可以是图形用户界面，用户通过鼠标和键盘与计算机进行交互。
操作系统还提供了系统调用和应用程序接口，使应用程序能够利用系统的功能。
6.安全性和保护：操作系统负责保护计算机系统的安全和稳定。
它以多种方式防止未经授权的访问和恶意软件的运行。
操作系统还提供了用户认证和权限管理，以确保只有经过授权的用户才能访问系统资源。
7.故障处理和恢复：操作系统能够检测和处理硬件故障和系统错误。
它可以通过重启系统或自动恢复机制来恢复系统的正常运行。
25款操作系统介绍
25款操作系统介绍操作系统是计算机系统中最为核心的软件之一，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的计算环境。
随着科技的不断进步和发展，现如今市面上存在着多种不同类型的操作系统。
本文将为大家介绍25款常见的操作系统，以期帮助读者更好地了解各种操作系统的特点和功能。
1. Windows操作系统Windows操作系统是由微软公司开发的一款广泛应用的操作系统。
它以其易用性和广泛的兼容性而受到许多用户的欢迎。
Windows操作系统具有友好的用户界面和丰富的应用程序，适用于各种个人和商业用途。
2. macOS操作系统macOS是苹果公司的操作系统，用于苹果的Mac系列计算机。
它以其稳定性和安全性而闻名，为用户提供了流畅的用户体验和卓越的设计。
macOS还与其他苹果设备无缝衔接，提供了强大的生态系统。
3. Linux操作系统Linux操作系统是一种开源操作系统，它具有高度的自定义性和灵活性。
它被广泛用于服务器和嵌入式设备，以及科学研究和开发领域。
Linux操作系统有许多不同的发行版，如Ubuntu、Red Hat和Fedora等。
4. Android操作系统Android是谷歌公司开发的移动设备操作系统，目前在智能手机和平板电脑市场占据着主导地位。
Android操作系统具有丰富的应用程序和个性化设置，为用户提供强大的移动计算能力。
5. iOS操作系统iOS是苹果公司专为其移动设备开发的操作系统，包括iPhone、iPad和iPod touch。
iOS操作系统以其流畅的用户界面和丰富的应用程序生态系统而受到用户的喜爱。
6. Windows Phone操作系统Windows Phone是微软公司开发的移动设备操作系统，但目前市场份额有限。
它提供了简洁的用户界面和微软生态系统的一体化体验。
7. BlackBerry操作系统BlackBerry操作系统由加拿大的BlackBerry公司开发，是一种专为商务用户设计的移动设备操作系统。
名词解释 操作系统
名词解释操作系统
操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。
根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等。
操作系统是人与计算机之间的接口，也是计算机的灵魂。
在计算机中，操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。
从计算机用户的角度来说，计算机操作系统体现为其提供的各项服务；从程序员的角度来说，其主要是指用户登录的界面或者接口；如果从设计人员的角度来说，就是指各式各样模块和单元之间的联系。
事实上，全新操作系统的设计和改良的关键工作就是对体系结构的设计，经过几十年以来的发展，计算机操作系统已经由一开始的简单控制循环体发展成为较为复杂的分布式操作系统，再加上计算机用户需求的愈发多样化，计算机操作系统已经成为既复杂而又庞大的计算机软件系统之一。
介绍常见的操作系统
介绍常见的操作系统操作系统是一种核心软件，是计算机系统中的重要组成部分，它对计算机的各种资源进行管理并提供用户与计算机之间的接口。
在计算机领域，常见的操作系统有Windows、macOS、Linux等。
本文将介绍这些常见的操作系统及其特点。
一、Windows操作系统Windows操作系统是由美国微软公司开发的，是最早应用于个人计算机的操作系统之一。
它具有广泛的应用领域，包括个人电脑、服务器以及嵌入式设备等。
Windows操作系统具有以下特点：1. 用户友好：Windows操作系统提供了直观的图形用户界面，用户可以通过鼠标和键盘进行操作，而不需要记住复杂的命令。
2. 多任务处理：Windows操作系统支持多任务处理，可以同时运行多个应用程序，并为用户提供方便的任务切换方式。
3. 应用程序丰富：Windows操作系统上有大量的应用程序可供用户选择，涵盖了各个领域的需求，如办公软件、图形设计工具、娱乐软件等。
4. 兼容性强：Windows操作系统具有良好的兼容性，可以运行各种软件和硬件设备，且支持多种文件格式。
二、macOS操作系统macOS是由苹果公司开发的操作系统，主要应用于苹果的Mac系列电脑以及苹果移动设备。
macOS具有以下特点：1. 稳定性高：macOS操作系统在稳定性方面表现出色，很少出现死机和崩溃的情况，保证了用户的工作效率和数据安全。
2. 用户体验优秀：macOS操作系统提供了简洁美观的用户界面，操作简单直观，用户体验非常好。
3. 生态系统完善：macOS操作系统与其他苹果设备之间有良好的协同作用，用户可以通过iCloud将数据在设备之间无缝同步，提供了便利的跨设备体验。
4. 专业应用支持：macOS操作系统在图像处理、音视频编辑等专业应用领域具有很强的优势，被广泛应用于媒体、设计等行业。
三、Linux操作系统Linux是一种开源的操作系统，具有高度的灵活性和安全性，被广泛应用于服务器和嵌入式设备等领域。
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0
Average Waiting Time
=(0+(10-3)+(14-5)+(19-7))/4=7#
3 5 7 10 14
19
23
代表process已經進入ready queue中等待，但尚未執行
Average Turnaround Time
=(10+(14-3)+(19-5)+(23-7))/4=12.75#
8p.01
自我練習
FIFO(先進先出)
頁參考順序：1,2,3,4,5,0,1,4,5,6,7,4,5,6,7,1,0 Page frame=4
參考順序
PF 0 PF 1 PF 2 PF 3 Fault
共發生 page fault略實作
LRU(最近最久未用) Least Recently Used
4. Time-Sharing(分時作業)
Multiprogramming的一種，各程式分配一段時間輪流 交替執行，為最普遍的執行方式(公平，簡單，效果不 錯)
Multiprogramming：電腦Memory內有2個以上互不相 關的程式可同時被執行，CPU交替執行之，使得User 產生電腦專屬執行某一程式的錯覺。
參考順序
PF 0 PF 1 PF 2 PF 3 Fault
共發生 page fault (＊)= 次
11p.01
Page Fault 代換策略實作
Optimal(取代最晚才會再用的) 效果最好理論上限，但 不可行
頁參考順序：0,1,2,3,4,2,1,5,6,7,2,3,7,4,5,6,0
Page frame=3
20p.01
Process Scheduling 程序排程
Preemptive (可插隊式)
Non-Preemptive (不可插隊式)
代表process進入CPU 中開始執行
1. FCFS 先來先做 (First Come First Serve)
Process # 1 2 3 4
Burst Time 10 4 5 4
Arrived Time 0 3 5 7
p4 p3 P2 p1 ●
● ● ●
Page Fault
＊＊ ＊＊＊
＊＊＊ ＊
＊＊ ＊
共發生 page fault (＊)= 12 次
12p.01
自我練習
Optimal(取代最晚才會再用的)
頁參考順序：1,2,3,4,5,0,1,4,5,6,7,4,5,6,7,1,0 Page frame=4
參考順序
PF 0 PF 1 PF 2 PF 3 Fault
(library)，公用程式(utility)
2p.01
計算機作業方式
1. Batch(批次)：將程式及資料事先準備好(一疊卡 片，一個.bat檔)交給電腦一次完成。
適用於周期性，時效要求低的作業。如：聯考閱卷， 稅務申報等。
2. Real Time(即時)：輸入資料後立即處理，並在 一定時限內產生輸出。(Response time ≦時限)
用於Special-Purpose電腦系統，如飛機自動導航/駕駛 系統，證卷交易系統。(事關人命，金錢交易)
3p.01
計算機作業方式
3. On-Line(線上作業) Off-Line(離線作業)
I/O設備與主機有實體連線，能立即作I/O處理，為Real time的必要條件。
變化：分散式系統中，電腦透過網路，與系統取得連 線。
參考順序 0 1 2 3 4 2 1 5 6 7 2 3 7 4 5 6 0
PF 0 0 0 0 03 34 4 4 4 4 4 4 4 4 4 54 5 5
PF 1
1 1 1 1 1 1 51 65 76 7 7 7 7 7 67 6
PF2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 32 3 3 3 3 03
由OS控制
4p.01
計算機作業方式
5. Multiprogramming(多工程式處理)-1970’s
同時(currently)執行數個程式(以軟體方式)，各個程式 感覺是同時執行。
6. Multiprocessing(多元處理)-1970’s
同時(simultaneously)執行數個程式(以硬體方式)，格 個程式真正是同時執行。
作業系統簡介
1p.01
作業系統(Operating System)的目的
1. 方便的人機介面
命令列介面：Command line，如DOS 圖形化使用者介面：GUI (Graphic User Interface)，如
Windows XP，Mac OS等
2. 有效的管理資源
1. Memory：虛擬記憶體(virtual memory) 2. Processor：程序排程(process scheduling) 3. Device：死結 (dead lock) 4. Information：檔案(file) 5. Others：載入(loader)，鏈結(linker)，庫存程式
PaPgaegfera1me
PaPgaegfera3me
PaPgaegfera6me
CPU
PaPgaegfera9me
Main Memory
Page 1
Page 2
某
Page 3
段
程
Page 4
式
Page 5
或
Page 6
一
Page 7
段
資
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料
Page 9
Page 10
？ Page Fault
共發生 page fault (＊)= 次
13p.01
Process Management (程序管理)
Process (程序)
一段執行中的程式碼(a program in execution)
Process 的 STD (State Transition Diagram) 狀態轉換圖
Complete
優點
1. 使User的程式不受實際Memory容量的限制。 2. Memory內部程式/資料的保護。 3. Memory內部資訊的共享(sharing)。
作法
1. Demand Page(分頁)：以Mem的使用為主，將程式/資 料分成等量大小(頁)，沒有fragment(碎片)。
2. Demand Segment(分段)：以程式的保護為主，根據程 式性質，分成數個大小不同的區段(段)，有fragment (碎片)。
PF2
2 2 2 2 2 2 62 6 6 36 3 3 53 5 5
Page Fault
＊＊ ＊＊＊
＊＊＊ ＊＊＊
＊ ＊＊ ＊
共發生 page fault (＊)= 15 次
10p.01
自我練習
LRU(最近最久未用) Least Recently Used
頁參考順序：1,2,3,4,5,0,1,4,5,6,7,4,5,6,7,1,0 Page frame=4
17p.01
自我練習
Non-Preemptive (不可插隊式)
FCFS 先來先做 (First Come First Serve)
Process # 1 2 3 4
Burst Time 10 6 3 5
Arrived Time 0 3 5 7
p4 p3 P2 p1
Average Waiting Time=？
Average Turnaround Time=？
18p.01
Process Scheduling 程序排程
Non-Preemptive (不可插隊式)
SJF 最短先做 (Shortest Job First)
Process # 1 2 3 4
Burst Time 10 4 5 4
Arrived Time 0 3 5 7
6p.01
Virtual Memory虛擬記憶體
Page Fault 代換策略
1. FIFO (First In First Out)
先進先出，最直觀，效果差
2. LRU (Least Recently Used)
最近最久未用，合理
3. Optimal
最晚才會再用，最佳，理論上限
4. Random：實際上使用
Process 的排程策略
1. Non-Preemptive(不可插隊式)
1. FCFS (First Come First Serve)：先來先做 2. SJF (Shortest Job First)：最短先做
2. Preemptive(可插隊式)
3. RR (Round-Robin)：啄木鳥/Time-sharing，適用於一般電腦。 4. SRTF (Shortest Remaining Time First)：最短剩餘時間優先。
PF 0 0 0 0 30 3 3 3 53 5 5 52 2 2 2 52 5 5
PF 1
1 1 1 41 4 4 4 64 6 6 36 3 3 3 63 6
PF2
2 2 2 2 12 1 1 71 7 7 7 47 4 4 04
Page Fault
＊＊ ＊＊＊
＊＊＊ ＊＊＊
＊ ＊＊ ＊
共發生 page fault (＊)= 15 次
p4 p3 P2 p1 ●
● ● ●
Average Waiting Time
0
3 5 7 10 14 18
23
=(0+(10-3)+(18-5)+(14-7))/4=6.75#
Average Turnaround Time =(10+(14-3)+(23-5)+(18-7))/4=12.5#