《操作系统引论》课件

REPORTING2023WORK SUMMARY《操作系统引论》ppt课件•操作系统概述•进程管理目录•内存管理•文件系统CATALOGUE•设备管理•用户界面PART01操作系统概述操作系统的定义与功能总结词核心功能与作用详细描述操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件和应用程序的执行它提供了计算机系统的基本功能，如进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等操作系统的分类总结词分类标准与类别详细描述操作系统可以根据不同的标准进行分类，如根据运行环境可以分为桌面操作系统、服务器操作系统和移动操作系统；根据授权模式可以分为开源操作系统和闭源操作系统等操作系统的历史与发展总结词演变过程与趋势详细描述操作系统的发展经历了多个阶段，从早期的批处理系统到多道程序系统，再到现代的分布式系统和云计算操作系统随着计算机技术的发展，操作系统的功能和性能也在不断改进和提升PART02进程管理进程的概念与状态总结词详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约进程是程序在计算机上的一次执行过程，它包括程序性进程状态包括新建、就绪、运行和阻塞等的代码、数据和系统资源进程具有动态性，即进程的状态会随着程序的执行而发生变化进程是独立的，即一个进程出现问题不会影响其他进程的执行进程之间存在制约性，即进程在执行过程中需要相互协作和同步进程的状态包括新建、就绪、运行和阻塞等，这些状态之间的转换构成了进程的生命周期进程的创建与终止总结词进程的创建通过复制或分派新任务实现，进程的终止由操作系统或进程本身发起，涉及到资源回收和善后处理详细描述进程的创建可以通过复制已存在进程或分派新任务来实现在创建进程时，需要为新进程分配必要的资源，如内存空间、文件、设备等进程的终止可以由操作系统或进程本身发起，当进程完成或出现错误时，操作系统会回收该进程所占用的资源，并进行善后处理，以确保系统的稳定性和可靠性进程的同步与通信总结词进程同步是协调多个进程的执行顺序和相互关系，进程通信是实现进程间信息交换和协同工作的手段详细描述进程同步是协调多个进程的执行顺序和相互关系的过程，以确保它们能够正确地协作完成任务进程通信是实现进程间信息交换和协同工作的手段，通过通信机制，进程可以交换数据、请求服务和协同工作常见的进程同步与通信机制包括信号量、消息队列、管道等进程的优先级与调度要点一要点二总结词详细描述操作系统根据一定的调度算法为就绪状态的进程分配处理进程调度是操作系统的一项重要功能，其目的是为就绪状器，以实现多道程序的运行态的进程分配处理器，以实现多道程序的运行调度算法的优劣直接影响到系统的性能和响应时间常见的调度算法有先来先服务、最短作业优先、最高响应比优先等操作系统的调度策略需要根据系统负载、用户需求和资源可用性等因素进行调整和优化PART03内存管理内存的分配与回收内存分配内存回收操作系统负责为进程分配内存空间，通当进程完成或终止时，操作系统需要回收常采用连续内存分配和分页内存分配两其占用的内存空间对于连续内存分配，种方式连续内存分配将内存分为固定VS操作系统需要找到空闲的分区来存放新的大小的分区，每个分区只容纳一个进程；进程；对于分页内存分配，操作系统只需分页内存分配则将内存分为固定大小的将不再使用的页面标记为空闲即可页面，进程的地址空间被划分为同样大小的页面内存的交换与分页内存交换分页系统当内存空间不足时，操作系统需要将一些进分页系统是一种内存管理技术，它将物理内程暂时移至磁盘上，以便为其他进程腾出空存划分为固定大小的页面，每个页面称为一间这种将进程从内存移至磁盘的过程称为个“页框”同时，将进程的地址空间划分“交换”为同样大小的页面，称为“页”当进程访问一个不在物理内存中的页时，会触发一个“缺页中断”，此时操作系统将该页从磁盘加载到物理内存中内存的保护与共享内存保护内存共享为了防止进程之间的相互干扰和破坏，操作在某些情况下，多个进程可能需要访问相同系统需要对内存空间进行保护通过设置访的资源或数据为了提高资源利用率和方便问权限和保护键，可以控制进程对不同内存进程间的通信，操作系统允许进程共享内存区域的读写权限空间通过共享内存，进程可以直接读写其他进程的地址空间，从而实现高效的通信和数据共享PART04文件系统文件系统的概念与结构文件系统定义文件系统是操作系统中用于管理文件存储和检索1的软件架构，它提供了一种组织和管理数据的方式文件系统结构文件系统通常采用树形结构，根目录作为最高层，2其他目录作为子目录，文件被存储在各个目录中文件属性每个文件在文件系统中都有一个或多个属性，如3文件名、文件大小、文件类型、创建时间、修改时间等文件的存储与检索文件存储文件访问速度对于频繁访问的文件，文件系统会将文件系统负责将文件数据物理存储在其存储在内存中以提高访问速度，同磁盘上，通常采用块作为基本存储单时也会对磁盘进行优化以减少访问时位，将文件分成若干个块进行存储间文件检索文件系统提供了检索文件的功能，用户可以通过文件名、关键字等来查找和访问文件文件的保护与共享文件共享通过设置共享权限，用户可以将文文件保护件共享给其他用户或组，实现文件的跨用户访问和共享文件系统提供了多种保护机制，如权限控制、加密等，以防止未经授权的访问和修改并发控制为了防止多个用户同时修改同一文件造成数据不一致，文件系统采用了并发控制机制，如锁定和解锁机制PART05设备管理设备驱动程序设备驱动程序设备驱动程序的主要职责是操作系统内核的一部分，用于与硬是提供一组应用程序接口（API），件设备进行交互以便应用程序可以使用这些接口与设备进行通信设备驱动程序的特点设备驱动程序的分类具有高度的硬件相关性和低级语言编可分为块设备和字符设备驱动程序写要求设备的分配与回收设备的分配是指当一个进程需要使用外部设备时，操作系统会根据一定的策略和算法，设备的分配与回收将设备分配给该进程是指操作系统对外部设备的分配和回收的过程设备的分配与回收的策略主要有独占分配、共享分配和虚拟分配三种策略设备的回收是指当进程不再需要使用外部设备时，操作系统会回收该设备，以便其他进程可以使用设备的输入与设备的输入与输出输入/输出操作的分类是指进程从外部设备读取数据或向外部设备可分为同步和异步两种类型写入数据的过程输入/输出操作的特性输入/输出操作的实现方式具有阻塞、非阻塞和异步三种特性主要有中断驱动、直接内存访问和通道控制三种方式PART06用户界面图形用户界面（GUI）总结词图形用户界面是一种通过图形元素与计算机进行交互的方式详细描述图形用户界面使用户能够通过点击、拖动等操作与计算机进行交互，而无需记住复杂的命令或键入代码常见的图形用户界面元素包括窗口、图标、菜单和对话框等命令行界面（CLI）总结词详细描述命令行界面是一种通过文本命令与计算机进行交互的方命令行界面允许用户通过输入简短的命令来执行操作，式这种方式对于高级用户和程序员来说更为方便，因为他们可以快速地执行复杂的命令和脚本网络用户界面（Web界面）总结词详细描述网络用户界面是通过互联网浏览器与远程服务器进行网络用户界面基于超文本标记语言（HTML）、层叠样交互的方式式表（CSS）和JavaScript等技术，允许用户通过网络浏览器访问和操作远程服务器上的应用程序和数据REPORTING2023WORK SUMMARYTHANKS感谢观看。