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《操作系统》PPT课件•操作系统概述•进程管理•内存管理CATALOGUE•文件系统目录•设备管理•用户界面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,提供用户与计算机交互的界面详细描述操作系统是一种系统软件,它负责管理计算机硬件和软件资源,包括CPU、内存、磁盘、网络等操作系统的主要功能包括资源管理、任务调度、并发控制、系统监控等,它使得计算机硬件能够高效地支持应用程序的运行,并提供用户友好的界面操作系统的分类•总结词根据不同的分类标准,操作系统可以分为多种类型,如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等•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对用户提交作业的处理方式,操作系统可以分为批处理操作系统和分时操作系统批处理操作系统将用户作业提交给系统后,由系统统一管理和调度执行;而分时操作系统则允许用户通过终端交互式地使用系统资源,系统按时间片轮转的方式处理用户作业实时操作系统则强调对外部信号的实时响应能力,主要用于工业控制、航空航天等领域网络操作系统则提供网络通信和资源共享的功能,如Windows Server和Linux等分布式操作系统则将多个独立的计算机系统连接成一个有机整体,实现资源共享和协同工作操作系统的基本特征总结词操作系统的基本特征包括并发性、共享性、详细描述并发性是指操作系统能够同时处理多个任务虚拟性和不确定性或事件,实现并发执行共享性是指操作系统中的资源可以被多个应用程序共同使用,实现资源的高效利用虚拟性是指通过技术手段将物理实体或资源转换为逻辑上的表示或抽象,如虚拟内存、虚拟文件系统等不确定性是指操作系统在处理异步事件时存在的不确定性或随机性,如进程调度的不确定性这些基本特征使得操作系统能够有效地管理计算机系统中的软硬件资源,提供高效、稳定、可靠的服务02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活动,它包括代码、性进程的状态包括新建、就绪、运行和阻塞等数据和系统资源进程具有动态性,即它的状态会随着程序的执行而发生变化进程是独立的,拥有自己的内存空间和系统资源进程之间存在制约关系,如共享资源时的互斥和同步进程的状态包括新建、就绪、运行和阻塞等新建状态的进程正在被创建,就绪状态的进程具备运行条件,运行状态的进程正在执行,阻塞状态的进程正在等待某个事件发生进程的创建与终止总结词详细描述进程可以通过系统调用或命令创建,进程终止的原因进程的创建可以通过系统调用或命令实现系统调用提包括正常结束、异常结束和强制结束供了一组函数,允许用户程序请求操作系统提供服务,如文件操作、网络通信等命令则是由用户直接输入的,用于启动或停止某个进程进程终止的原因有多种,包括正常结束、异常结束和强制结束正常结束是指进程完成了自己的任务或达到了终止条件;异常结束是由于出现了错误或异常情况,如内存不足、文件找不到等;强制结束则是通过系统强制终止某个进程进程的同步与通信总结词详细描述进程同步是协调多个进程的执行顺序,以避免冲突和进程同步是协调多个进程的执行顺序,以避免冲突和不安全的情况进程通信是实现不同进程之间信息交不安全的情况例如,当多个进程同时访问某个共享换的机制资源时,需要确保它们不会同时访问同一份数据,以避免数据不一致的问题进程通信是实现不同进程之间信息交换的机制,通过发送和接收消息来实现常见的进程通信方式包括管道、消息队列、信号量等这些机制可以帮助不同进程之间进行有效的信息交换和协作进程的调度与切换•总结词进程调度是根据一定的调度算法选择一个可执行的进程,并分配所需的资源进程切换则是将当前运行的进程暂停,并将控制权转移到另一个就绪的进程•详细描述进程调度是根据一定的调度算法选择一个可执行的进程,并分配所需的资源常见的调度算法包括先来先服务、最短作业优先、优先级调度等这些算法各有优缺点,适用于不同的场景和需求进程切换是将当前运行的进程暂停,并将控制权转移到另一个就绪的进程切换过程中会保存和恢复被切换进程的执行上下文,以确保切换后能够正确地继续执行切换可以分为上下文切换和核心态切换两种类型,其中上下文切换是指用户态到内核态的切换,而核心态切换是指内核态内部的切换03内存管理内存的分配与回收内存分配操作系统负责为进程分配内存空间,通常采用连续分配和分页分配两种方式连续分配方式将内存分为多个区域,每个区域只被一个进程使用;分页分配方式将内存分为多个固定大小的页,每页可以由多个进程共享内存回收当进程结束或释放其占用的内存空间时,操作系统需要回收这些内存回收的方式包括立即回收和延迟回收立即回收是将空闲内存直接分配给其他进程;延迟回收是将空闲内存放入空闲列表,等待将来使用内存的交换与覆盖内存交换当系统中的内存不足时,操作系统需要将一些进程暂时移出内存,将其存储到磁盘上,以便为其他进程腾出足够的内存空间这种技术称为内存交换内存覆盖为了减少内存的浪费,操作系统可以采用覆盖技术,即将一个进程的不同部分分别装入内存的不同区域,以便在进程执行过程中动态地加载和卸载其不同部分内存的保护与共享内存保护为了防止不同进程之间的相互干扰和破坏,操作系统需要对内存空间进行保护常见的保护方式包括界限寄存器、页表和段表等通过这些机制,操作系统可以限制进程对其他进程的访问权限,确保每个进程只能访问其自己的内存空间内存共享在某些情况下,多个进程可能需要共享某些数据或资源为了实现这一目标,操作系统需要提供内存共享机制通过共享内存,多个进程可以访问同一块内存空间,从而实现进程间的通信和数据交换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是操作系统中用于管理文件存储和检索的软件架构它提供了一种组织和管理数据的方式,使得用户可以方便地创建、删除、修改和查找文件文件系统结构文件系统通常采用树形结构,根目录是最高层次的目录,其他目录作为根目录的子目录每个目录可以包含多个文件和子目录,子目录可以嵌套无限层文件属性每个文件在文件系统中都有一个或多个属性,如文件名、扩展名、文件大小、修改日期、访问日期等这些属性用于描述文件的基本信息和特征文件的存储与检索文件存储文件检索文件系统负责将文件存储在磁盘上它用户可以通过文件系统提供的接口,如文通过将文件划分为大小相等或不等的数件路径、文件名等,来检索和访问文件据块,并将这些数据块存储在磁盘的连VS文件系统根据文件的存储位置和属性,快续或非连续区域中为了提高存储效率速定位并返回用户所需的数据为了提高和管理方便,文件系统通常会采用一些检索效率,文件系统通常会采用一些索引优化技术,如数据压缩、数据加密等和搜索技术,如目录结构、全文搜索等文件的保护与共享文件保护文件系统提供了多种保护机制,以确保文件的完整性和安全性例如,通过设置文件的访问权限和属性,可以限制用户对文件的访问和修改同时,文件系统还提供了备份和恢复功能,以防止数据丢失和损坏文件共享在多用户和多任务环境下,文件共享是一个常见需求文件系统提供了共享文件夹和网络驱动器等机制,使得多个用户可以同时访问和修改同一个文件为了协调不同用户对文件的访问和修改,文件系统通常采用一些并发控制技术,如锁定和事务处理等05设备管理设备管理的任务与功能设备管理任务设备管理功能负责计算机系统中所有外围设备(如显示器、提供设备驱动程序管理、设备配置管理、设打印机、鼠标、键盘等)的管理和维护,确备状态监测、设备故障诊断和修复等功能,保外围设备的正常运行,提高计算机系统的以支持计算机系统的正常运行整体性能设备的驱动与控制设备驱动程序设备控制方式操作系统需要为每种设备提供相应的驱动程操作系统通过驱动程序与设备进行通信和控序,以便能够与设备进行通信和控制驱动制,常用的控制方式包括中断、DMA、轮程序通常由设备制造商提供,并安装在操作询等不同的控制方式适用于不同的设备和系统中场景,以满足设备的性能和可靠性要求设备的分配与回收要点一要点二设备分配设备回收当应用程序需要使用设备时,操作系统需要为其分配相应当应用程序不再需要使用设备时,操作系统需要回收相应的设备资源分配的依据包括设备的可用性、设备的优先的设备资源,以便其他应用程序可以使用回收时需要考级、设备的负载均衡等虑设备的状态、设备的可用性以及设备的再利用等06用户界面用户界面的概念与类型概念类型用户界面是操作系统与用户之间的交互界面,是用户与用户界面可以分为命令行界面、图形用户界面、语音识计算机系统进行交互和信息交换的媒介别界面等命令行界面概念命令行界面是一种基于文本的用户界面,用户通过输入命令来与计算机系统进行交互特点命令行界面具有简洁、高效、灵活等优点,但需要用户具备一定的计算机知识和技能图形用户界面概念特点图形用户界面是一种基于图形的用户界面,用户通过图形用户界面具有直观、易用、友好等优点,适合广大图形化元素来与计算机系统进行交互计算机用户使用THANKS感谢观看。