上海交通大學(xué)操作系統(tǒng)課件大全

上海交通大學(xué)操作系統(tǒng)課件大全歡迎來(lái)到上海交通大學(xué)操作系統(tǒng)課件大全，本課件將帶您深入了解操作系統(tǒng)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。課件目錄基礎(chǔ)概念什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)操作系統(tǒng)的基本功能核心管理進(jìn)程管理線程管理內(nèi)存管理文件管理輸入輸出輸入輸出管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序緩沖區(qū)管理設(shè)備分類中斷處理機(jī)制安全與發(fā)展操作系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程未來(lái)操作系統(tǒng)的趨勢(shì)什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的軟件之一，它是管理計(jì)算機(jī)硬件資源和軟件資源的軟件，為用戶提供一個(gè)友好的操作環(huán)境。操作系統(tǒng)的特點(diǎn)并發(fā)性多個(gè)程序可以同時(shí)運(yùn)行，共享計(jì)算機(jī)資源。共享性多個(gè)用戶或程序可以共享計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源。虛擬性為每個(gè)用戶或程序提供獨(dú)立的虛擬機(jī)，隱藏底層硬件的復(fù)雜性。異步性多個(gè)程序或用戶之間相互獨(dú)立，以非預(yù)知的速度執(zhí)行。操作系統(tǒng)的基本功能進(jìn)程管理創(chuàng)建、終止、調(diào)度和同步進(jìn)程。內(nèi)存管理分配、回收和保護(hù)內(nèi)存空間。文件管理創(chuàng)建、刪除、訪問(wèn)和管理文件和目錄。輸入輸出管理控制和管理計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備。進(jìn)程管理進(jìn)程創(chuàng)建為新進(jìn)程分配資源，并初始化進(jìn)程控制塊。進(jìn)程終止回收進(jìn)程占用的資源，并釋放進(jìn)程控制塊。進(jìn)程調(diào)度選擇一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行，并分配處理器時(shí)間片。進(jìn)程同步協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程之間的活動(dòng)，避免數(shù)據(jù)沖突。進(jìn)程的概念進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，包含程序代碼、數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程的狀態(tài)1運(yùn)行進(jìn)程正在占用處理器，執(zhí)行程序代碼。2就緒進(jìn)程已經(jīng)準(zhǔn)備好運(yùn)行，等待處理器分配。3阻塞進(jìn)程正在等待某個(gè)事件發(fā)生，無(wú)法執(zhí)行。進(jìn)程切換保存當(dāng)前進(jìn)程狀態(tài)將進(jìn)程的寄存器、內(nèi)存狀態(tài)等信息保存到進(jìn)程控制塊中。加載下一個(gè)進(jìn)程狀態(tài)從進(jìn)程控制塊中加載下一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)信息，并恢復(fù)其寄存器和內(nèi)存狀態(tài)。啟動(dòng)下一個(gè)進(jìn)程將處理器控制權(quán)交給下一個(gè)進(jìn)程，使其開(kāi)始執(zhí)行。線程管理1線程概念2線程創(chuàng)建與終止3線程同步與通信4線程調(diào)度線程的概念線程是進(jìn)程中的一個(gè)執(zhí)行單元，它共享進(jìn)程的資源，但擁有自己的執(zhí)行上下文。線程可以獨(dú)立運(yùn)行，提高程序效率。線程與進(jìn)程的關(guān)系1進(jìn)程一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程。2線程線程是進(jìn)程的執(zhí)行單元，共享進(jìn)程資源。3資源共享線程之間共享進(jìn)程的內(nèi)存空間和打開(kāi)的文件。內(nèi)存管理1內(nèi)存分配為進(jìn)程或線程分配內(nèi)存空間。2內(nèi)存回收釋放進(jìn)程或線程不再使用的內(nèi)存空間。3內(nèi)存保護(hù)防止進(jìn)程或線程訪問(wèn)其他進(jìn)程的內(nèi)存空間。內(nèi)存分配策略連續(xù)分配為每個(gè)進(jìn)程分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。分頁(yè)分配將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁(yè)面，進(jìn)程可以分散在多個(gè)頁(yè)面中。分段分配將內(nèi)存空間劃分為可變大小的段，每個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯地址空間。虛擬內(nèi)存技術(shù)虛擬內(nèi)存技術(shù)將程序代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)上，只有在需要使用時(shí)才加載到內(nèi)存中，擴(kuò)展了可用內(nèi)存空間。文件管理文件管理負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的文件進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、訪問(wèn)和管理，為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的文件訪問(wèn)接口。文件系統(tǒng)概述文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于組織和管理文件的一套機(jī)制，它包括文件目錄、文件屬性和文件操作等。文件的基本操作目錄管理目錄管理負(fù)責(zé)維護(hù)文件目錄的結(jié)構(gòu)，提供對(duì)文件的查找和訪問(wèn)功能，并保證文件的唯一性和安全。輸入輸出管理輸入輸出管理負(fù)責(zé)控制和管理計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備，包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等，為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的輸入輸出接口。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的橋梁，它負(fù)責(zé)控制和管理特定類型的設(shè)備，將硬件操作抽象為軟件接口。緩沖區(qū)管理緩沖區(qū)管理負(fù)責(zé)在內(nèi)存中分配和管理緩沖區(qū)，用于暫存數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和處理速度。設(shè)備分類輸入設(shè)備鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等存儲(chǔ)設(shè)備硬盤(pán)、內(nèi)存、光盤(pán)等中斷處理機(jī)制1中斷發(fā)生當(dāng)設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU會(huì)暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而處理中斷請(qǐng)求。2中斷處理操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)中斷類型，調(diào)用相應(yīng)的處理程序進(jìn)行處理。3恢復(fù)執(zhí)行中斷處理完成后，CPU會(huì)恢復(fù)執(zhí)行被中斷的任務(wù)。操作系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)安全是保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié)，它包括訪問(wèn)控制、加密算法、病毒防護(hù)等多個(gè)方面。訪問(wèn)控制機(jī)制訪問(wèn)控制機(jī)制是操作系統(tǒng)安全的重要組成部分，它通過(guò)限制用戶或進(jìn)程對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)權(quán)限，來(lái)保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和完整性。加密算法加密算法是一種將明文轉(zhuǎn)換為密文的技術(shù)，它通過(guò)使用密鑰來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。病毒防護(hù)病毒防護(hù)是操作系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié)，它包括病毒檢測(cè)、病毒清除和病毒預(yù)防等多個(gè)方面，旨在保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)免受病毒的攻擊。操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程操作系統(tǒng)經(jīng)歷了從批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和移動(dòng)操作系統(tǒng)的演變，不斷發(fā)展壯