操作系统发展历程与现状2024年.pptx

操作系统发展历程与现状2024年2024-11-26

目录引言操作系统发展历程回顾现代主流操作系统分析操作系统核心技术探讨当代挑战与未来趋势预测总结与反思

01引言Chapter

随着计算机技术的飞速发展，操作系统作为计算机系统的核心组成部分，其重要性日益凸显。本课程旨在介绍操作系统的发展历程、现状以及未来趋势，帮助学生全面了解操作系统的基本原理和实际应用。背景通过本课程的学习，学生将能够掌握操作系统的基本概念、功能以及实现原理，了解不同类型操作系统的特点和适用场景，提高对计算机系统的整体认知能力和实践应用能力。目的课程背景与目的

操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。它是计算机系统中最基本的系统软件，为其他软件提供运行环境。操作系统的主要功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理等。其中，处理器管理负责分配处理器资源，实现多道程序并发执行；存储器管理负责分配内存空间，保证各程序间的内存隔离与共享；设备管理负责管理和控制计算机的输入输出设备；文件管理负责文件的存储、检索、共享和保护；作业管理负责对计算机系统中的作业进行调度和控制。定义功能操作系统定义及功能

发展历程现状分析未来趋势报告结构概览阐述当前操作系统的技术特点、应用领域以及市场格局，重点介绍主流操作系统如Windows、Linux、macOS等的优势和不足。

02操作系统发展历程回顾Chapter

批处理操作系统早期计算机昂贵且运行速度慢，采用批处理方式，将多个用户作业组成一批，由操作系统负责自动地、顺序地完成这批作业的处理。磁带与卡片输入用户将需要执行的程序和数据通过磁带或卡片输入到计算机中，由操作系统进行统一管理和调度。早期操作系统简介

允许多个用户同时与计算机进行交互，每个用户都能独立地感觉到自己好像独占了整台计算机一样。UNIX是分时系统的典型代表。分时系统对外部输入的信息，能够在规定的时间内做出反应并控制所有实时任务协调一致地运行。实时系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等领域。实时系统分时系统与实时系统崛起

个人计算机操作系统革命

分布式操作系统

03现代主流操作系统分析Chapter

特点界面友好，操作简便；软件资源丰富，兼容性强；系统稳定，安全性较高。应用领域Windows系列操作系统特点及应用领域

开源免费，可定制性强；性能卓越，适用于大型服务器；安全性高，稳定性好。优势学习曲线陡峭，对新手不友好；部分软件兼容性差，需要额外配置。挑战UNIX/Linux系列操作系统优势与挑战

独特性设计精美，用户体验优秀；与iOS设备无缝协同，提升效率；系统安全性高，稳定性好。市场地位在桌面操作系统市场占有一定份额，尤其在创意设计、软件开发等领域具有较高声誉。macOS系统独特性及市场地位

VS系统封闭，安全性高；界面美观，操作流畅；软件生态丰富，用户体验优秀。主要应用于苹果公司的iPhone、iPad等设备，市场份额稳定。Android开源免费，可定制性强；软件资源丰富，兼容性好；广泛应用于各种品牌和型号的智能手机和平板电脑，市场份额占据主导地位。然而，由于开放性较高，Android系统也面临着一定的安全风险和碎片化问题。iOS移动设备操作系统现状（iOS/Android）

04操作系统核心技术探讨Chapter

进程管理与调度策略进程状态及转换包括就绪、执行、阻塞等状态，以及状态间的转换条件和触发事件。调度算法分类与比较如先来先服务、短作业优先、优先级调度、时间片轮转等，各种算法的优缺点及适用场景。进程同步与通信机制信号量、互斥锁、条件变量等同步机制，以及管道、消息队列、共享内存等通信方式。死锁问题与解决方案死锁的产生条件、预防策略、避免方法以及检测与解除技术。

内存分配与回收策略虚拟内存技术实现连续分配方式（如固定分区、可变分区）、离散分配方式（如页式、段式、段页式）等，以及相应的内存回收技术。请求分页、请求分段等虚拟内存管理方式，页面置换算法（如最佳置换算法、最近最少用算法等）及性能评估。内存管理技巧与优化方法内存保护机制通过设置内存访问权限、检查内存访问越界等方式，确保进程对内存的合法访问。内存优化技术包括内存压缩、内存共享、内存碎片整理等，以提高内存利用率和系统性能。

数据存取方法包括顺序存取、直接存取、索引存取等，各种存取方法的原理和实现技术。文件系统性能优化采用缓存技术、磁盘调度算法（如先来先服务、最短寻道时间优先等）等手段，提高文件系统的性能。文件共享与保护通过文件访问权限设置、文件加密等方式，实现文件的共享和保护功能。文件及目录结构文件的逻辑结构（如流式文件、记录式文件等）、物理结构（如顺序文件、链接文件、索引文件等），以及目录的组织和管理方式。