《操作系统概论》课件

《操作系统概论》ppt课件目录•操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理01操作系统概述操作系统的定义与功能总结词操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机硬件和应用程序的资源，确保计算机的高效、稳定运行详细描述操作系统是一种系统软件，它负责管理计算机系统的硬件和软件资源，包括CPU、内存、文件系统、设备驱动程序等操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动程序管理等，这些功能旨在提高计算机系统的效率和可靠性操作系统的分类总结词详细描述根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型，根据计算机的使用方式，操作系统可以分为批处理操作如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、系统和分时操作系统批处理操作系统主要用于大规模网络操作系统和分布式操作系统等数据处理，将作业提交给操作系统后由操作系统自动完成；分时操作系统允许多个用户同时使用计算机系统，每个用户感觉自己是独占整个系统此外，实时操作系统主要用于控制和监控系统的实时任务；网络操作系统用于管理计算机之间的通信和资源共享；分布式操作系统则用于管理分布式系统的资源和任务协调操作系统的基本特征总结词详细描述操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和并发性是指操作系统能够同时处理多个任务或事件，这不确定性些任务或事件可以在不同的进程或线程中运行；共享性是指操作系统中的资源（如CPU、内存、文件等）可以被多个进程共享，以提高资源利用率；虚拟性是指操作系统通过技术手段将物理实体（如物理内存、硬盘分区等）转化为逻辑形式，为用户提供方便的接口和透明的服务；不确定性是指操作系统在处理异步事件时可能会遇到不确定的情况，需要采取相应的策略来处理02进程管理进程的概念与状态要点一要点二总结词详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、并发性、独立性和进程是程序在某个数据集合上的一次执行过程，是系统进制约性进程的状态包括新建、就绪、运行和阻塞行资源分配和调度的基本单位进程具有动态性，即进程的创建、执行和终止是一个动态的过程进程的并发性是指多个进程可以同时存在于系统中，并可交替执行每个进程都有独立的内存空间和系统资源，互不干扰进程之间存在制约关系，如共享某些资源时需要遵循一定的规则进程的创建与终止总结词进程的创建通过复制或派生实现，进程的终止由系统或进程本身发起，分为正常终止和异常终止详细描述进程的创建可以通过复制已存在的进程或派生新进程来实现复制已存在的进程可以通过复制父进程的代码和数据结构，生成子进程派生新进程则是由系统调用创建新进程的功能，生成新的进程映像进程的同步与通信总结词详细描述进程同步是解决临界区访问冲突的手段，进程同步是为了解决多个进程并发执行时进程间通信是实现协同工作的机制对临界资源的访问冲突问题通过信号量、VS互斥量、条件变量等机制，实现进程间的同步，保证对临界资源的正确访问进程间通信是实现多个进程协同工作的关键机制，通过消息传递、共享内存等方式，实现不同进程之间的信息交换和协同工作进程的优先级与调度总结词优先级调度算法根据进程优先级进行调度，实时调度算法根据到达时间和执行时间进行调度详细描述优先级调度算法根据每个进程的优先级进行调度，优先级高的进程优先获得CPU资源常见的优先级调度算法有静态优先级和动态优先级算法静态优先级算法在进程创建时确定优先级，不随时间改变；动态优先级算法则根据进程的行为和资源需求动态调整优先级03内存管理内存的分配与回收0102内存的分配内存的回收操作系统负责为进程分配内存空间，通常采用连续内存分配方式当进程结束或释放其占用的内存空间时，操作系统需要负责回收这些内存，以便重新分配给其他进程内存的分区与分页内存分区将内存划分为不同的区域，每个区域用于存储不同类型的进程或数据内存分页将内存划分为固定大小的页面，每个页面可以独立地被加载到物理内存中内存的交换与覆盖内存交换内存覆盖当内存空间不足时，操作系统需要将部分进当多个进程共享相同的数据段时，操作系统程从内存中移出，将其存储到磁盘上，以便可以将这些数据段合并为一个，以减少内存为其他进程腾出空间占用内存的保护与共享内存保护操作系统需要确保每个进程只能访问其自己的内存空间，以防止数据冲突和破坏内存共享某些进程可能需要共享某些数据或资源，此时操作系统需要提供机制来实现这种共享04文件系统文件系统的概念与结构文件系统定义文件系统结构文件系统是操作系统中用于管理文件存文件系统通常采用树形结构，根目录作储和检索的软件架构，它为应用程序提为最高层，其他目录作为分支，文件和供了一个组织、存储和检索数据的机制子目录作为叶子节点文件类型文件属性常见的文件类型包括普通文件、目录、文件系统通常包含文件的元数据，如文链接、设备文件等件名、大小、创建时间、访问权限等文件的存储与检索存储方式存储介质文件可以按照不同的方式进行存储，文件可以存储在各种介质上，如硬如顺序存储和随机存储盘、闪存、光盘等不同的存储介质有不同的访问速度和存储容量检索算法存储空间管理文件检索算法包括顺序检索和索引文件系统需要有效地管理存储空间，检索索引检索又可以分为单级索包括分配和回收空间，以及处理碎引和多级索引片问题文件的保护与共享访问控制加密与解密文件系统通过访问控制机制来保护文件对于需要保密的文件，可以采用加密技的安全，如读、写、执行等权限术来保护文件的机密性共享方式安全策略文件可以通过不同的方式进行共享，如文件系统需要制定安全策略来防止未经共享文件夹、网络驱动器等授权的访问和恶意攻击文件的备份与恢复010203备份策略备份介质数据恢复备份策略包括全量备份、增量备份和差异备份介质可以选择硬盘、闪存、光盘等，当文件丢失或损坏时，可以通过备份数据备份等根据需要选择合适的备份策略根据需要选择合适的备份介质进行恢复恢复操作需要谨慎进行，以免造成数据丢失或损坏05设备管理设备驱动程序的概念与功能设备驱动程序是操作系统内核的一部分，用于与硬件设备交互，实现设备的输入/输出操作功能提供设备独立性、设备分配与回收、缓冲与共享、错误处理等功能设备的分配与回收设备分配根据进程的需求，将设备分配给进程使用分配方式有独占分配、共享分配和分时分配设备回收当进程不再需要使用设备时，操作系统需要将设备回收，以便其他进程可以使用设备的输入与输入输出设备驱动程序从设备读取数据，并将其传输到内存中的设备驱动程序从内存中的缓冲区读取数据，并将其写入缓冲区设备设备的共享与缓冲共享缓冲多个进程可以同时访问同一设备为了实现为了提高设备的利用率和系统性能，通常在设备的共享，需要采用一些同步机制来避免设备和内存之间设置缓冲区缓冲区可以存冲突和死锁储数据，以减少直接从设备读取或写入数据的次数THANKS。