《操作系統 》課件

《操作系統》PPT課件操作系統概述進程管理內存管理文件系統設備管理用戶界面contents目錄01操作系統概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應用程序的資源，提供用戶與計算機交互的界面?？偨Y詞操作系統是計算機系統中的重要組成部分，它負責管理計算機的硬件和軟件資源，包括CPU、內存、磁盤、網絡等。操作系統還負責調度和分配資源，確保各個應用程序能夠正常運行。此外，操作系統還提供用戶界面，使用戶能夠與計算機進行交互。詳細描述操作系統的定義與功能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，如批處理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、網絡操作系統和分布式操作系統等。詳細描述：根據不同的分類標準，操作系統可以分為多種類型。根據處理方式的不同，可以分為批處理操作系統和分時操作系統。批處理操作系統將作業(yè)放入磁帶或磁盤中，由操作系統自動依次處理，這種方式適合于大量簡單作業(yè)的處理。分時操作系統允許多個用戶同時使用計算機，每個用戶都感覺自己獨占計算機資源。根據實時性的要求，可以分為實時操作系統和分時操作系統。實時操作系統要求計算機能在規(guī)定的時間內對外部輸入做出響應，適用于控制、通信和軍事等領域。網絡操作系統和分布式操作系統則是根據應用場景的不同而劃分的。總結詞操作系統的基本特征包括并發(fā)性、共享性、虛擬性和穩(wěn)定性。要點一要點二詳細描述并發(fā)性是指多個事件在同一時間間隔內發(fā)生，操作系統能夠處理多個任務并發(fā)的執(zhí)行。共享性是指系統中的資源可以被多個進程共享，提高了資源的利用率。虛擬性是指通過技術手段將物理實體或過程轉換為抽象的表示，使用戶或應用程序能夠方便地使用資源。穩(wěn)定性是操作系統的基本要求，它能夠保證系統的正常運行和數據的完整性。操作系統的基本特征02進程管理進程是程序的一次執(zhí)行，具有動態(tài)性、獨立性和制約性。進程狀態(tài)包括新建、就緒、運行和阻塞等?？偨Y詞進程是程序在計算機上的一次執(zhí)行活動，它包括代碼、數據和系統資源。進程具有動態(tài)性，即進程的創(chuàng)建、執(zhí)行和終止是一個動態(tài)的過程。進程還具有獨立性，即每個進程都有獨立的內存空間和系統資源。此外，進程之間存在制約關系，需要相互協調以實現系統的高效運行。進程的狀態(tài)會隨著其執(zhí)行情況而發(fā)生變化，常見狀態(tài)有新建、就緒、運行和阻塞等。詳細描述進程的概念與狀態(tài)總結詞進程可以通過系統調用或創(chuàng)建新進程命令等方式創(chuàng)建，進程終止則是因為正常結束、異常結束或被其他進程終止。詳細描述進程的創(chuàng)建可以通過系統調用或創(chuàng)建新進程命令等方式實現。在創(chuàng)建進程時，需要為新進程分配必要的資源，如內存空間、文件、設備等。新進程可以通過復制父進程的地址空間或使用其他技術來獲取所需資源。進程的終止則是因為正常結束、異常結束或被其他進程終止。在進程終止時，需要釋放該進程所占用的資源，以便其他進程可以使用這些資源。進程的創(chuàng)建與終止進程的同步與通信進程同步是協調多個進程的執(zhí)行順序和相互關系，進程通信是實現不同進程間信息交換的機制?？偨Y詞進程同步是協調多個進程的執(zhí)行順序和相互關系的過程，以確保它們能夠協同工作。這可以通過信號量、消息隊列、管道等方式實現。進程通信是實現不同進程間信息交換的機制，通過發(fā)送和接收消息來實現不同進程之間的信息傳遞和共享。常見的進程通信方式有共享內存、消息傳遞和管道等。詳細描述總結詞：進程調度是操作系統根據一定的調度算法選擇一個或多個進程來執(zhí)行，進程切換則是將當前運行的進程暫停并轉交給其他進程執(zhí)行。詳細描述：進程調度是操作系統的一項重要功能，其目的是選擇一個或多個進程來執(zhí)行，以滿足系統的需求和目標。調度算法可以根據不同的優(yōu)先級、時間片輪轉、短作業(yè)優(yōu)先等方式實現。在選擇一個進程來執(zhí)行時，需要考慮該進程的類型、優(yōu)先級、CPU使用情況等因素。進程切換則是將當前運行的進程暫停并轉交給其他進程執(zhí)行的過程。在切換過程中，需要保存當前運行進程的狀態(tài)信息，以便在下次恢復時能夠繼續(xù)執(zhí)行。切換過程可以通過硬件支持或軟件實現來完成。進程的調度與切換03內存管理為進程分配所需的內存空間，包括代碼段、數據段、堆和棧。當進程結束時，系統需要回收其占用的內存空間，以便重新分配給其他進程。內存的分配與回收內存的回收內存的分配內存交換當系統中的內存空間不足時，需要將一些暫時不用的進程從內存中移到磁盤上，以便為其他進程騰出空間。內存覆蓋通過將一個進程的不同部分分別裝入內存的不同區(qū)域，并在運行時根據需要移動這些部分，以減少對外部存儲器的訪問。內存的交換與覆蓋內存保護通過設置不同的內存區(qū)域和權限，確保每個進程只能訪問自己的內存空間，防止其他進程的非法訪問。內存共享在某些情況下，多個進程可能需要訪問同一數據結構或文件，通過共享內存技術可以使這些進程直接相互通信和同步。內存的保護與共享04文件系統文件系統是操作系統中用于管理文件存儲和檢索的軟件和硬件的集合。它為應用程序和用戶提供了一種組織、存儲、檢索和刪除文件的方式。文件系統概念文件系統具有多種功能，包括文件的存儲、檢索、刪除、備份、恢復等。此外，它還負責管理文件和目錄的權限，以確保文件的安全性和完整性。文件系統功能文件系統的概念與功能文件的組織方式文件系統采用樹形結構來組織文件和目錄。根目錄是所有文件和目錄的起點，其他目錄和文件則按照一定的層次結構進行組織。文件的存儲方式文件系統將數據存儲在磁盤上，通常采用連續(xù)或分散的方式進行存儲。連續(xù)存儲方式將數據連續(xù)存儲在磁盤的一塊區(qū)域中，而分散存儲方式則將數據分散存儲在磁盤的多個位置。文件的組織與存儲VS文件系統提供了多種訪問方式，包括順序訪問、隨機訪問和按需訪問。順序訪問方式按照文件的順序逐個訪問數據項，隨機訪問方式可以隨機地訪問文件的任意位置，按需訪問方式則根據需要訪問文件中的數據項。文件的安全控制文件系統通過權限控制機制來確保文件的安全性。每個文件和目錄都有相應的權限設置，包括讀、寫、執(zhí)行等權限。用戶只能在其權限范圍內訪問和使用文件。文件的訪問方式文件的訪問與控制文件系統提供了多種共享方式，包括共享文件夾、網絡共享等。通過共享文件夾，用戶可以在不同的計算機之間共享文件和目錄。網絡共享則允許用戶通過網絡訪問其他計算機上的文件和目錄。為了確保文件的安全性，文件系統采取了多種安全措施，如加密、備份、恢復等。加密技術可以保護文件的機密性，備份可以防止數據丟失，恢復則可以將損壞或丟失的文件恢復到原始狀態(tài)。文件的共享方式文件的安全措施文件的共享與安全05設備管理設備管理的概念與功能設備管理概念設備管理是對計算機系統中各類硬件設備的管理，包括外設、輸入/輸出設備等。設備管理功能設備管理的主要功能包括設備的驅動、控制、分配和回收等，以確保設備的正常運行和高效利用。設備驅動程序設備驅動程序是操作系統中用于與硬件設備交互的軟件模塊，它負責與設備進行通信和控制。設備控制方式設備控制方式包括輪詢、中斷和直接內存訪問（DMA）等，不同的控制方式適用于不同的設備和場景。設備的驅動與控制設備分配策略設備分配策略包括獨占分配、共享分配和分時分配等，不同的分配策略適用于不同的應用場景和性能要求。設備回收機制設備回收機制包括自動回收和手動回收兩種方式，自動回收依賴于操作系統的資源管理機制，手動回收則需要用戶手動釋放設備資源。設備的分配與回收06用戶界面用戶界面是操作系統與用戶之間的交互界面，是用戶與計算機溝通的橋梁。概念提供人機交互方式，使用戶能夠方便地與計算機進行交互，實現信息輸入、輸出以及操作控制。功能用戶界面的概念與功能特點命令行界面是一種基于文本的用戶界面，用戶通過輸入命令來與計算機進行交互。優(yōu)點命令行界面具有高度的靈活性和可定制性，適合于自動化腳本和高級用戶。缺點對于初學者來說，命令行界面可能較為復雜，