《操作系统原理》教学课件汇总完整版电子教案全书整套课件幻灯片(最新)

1、121世纪高等院校计算机科学与技术规划教材 操作系统原理刘义常 主编郝文化 审校ISBN：7-5084-3390-4中国水利水电出版社2 概述操作系统概念启动微机管理微机软硬件资源为用户提供操作界面 启动微机标准设备驱动程序装入运行自检程序装入256个中断服务程序启动操作系统软件管理微机软硬件资源管理全部硬件资源管理全部软件资源 提供操作界面DOS操作界面: DOS提示符UNIX操作界面: “&”提示符WINDOWS操作界面: 桌面 操作系统功能管理应用程序的执行管理CPU管理内存管理输入输出设备管理文件和文件系统 操作系统特点共享性并行性 网络操作系统网络操作系统特殊作用网络NETBIOS计

2、算机和通信技术结合 学习此课程作用操作系统对提高编程能力的作用操作系统对排除微机故障的作用作业的概念和描述作业的概念引入作业的作用作业所在的位置和队列作业和JCB进程的引入和概念引入进程的目的进程的概念进程和程序概念的比较进程和PCB进程和内存的关系进程的状态和描述进程的三种基本状态进程的五种实际状态挂起等待的实用意义进程的描述和PCB队列进程原语的作用进程之间的关系进程之间的四种关系：互斥、同步、通信和死锁临界资源和临界段代码硬件指令实现互斥和工作原理信号量和工作原理管程的工作原理和优点进程的直接通信和消息的机制线程的概念和描述线程的引入线程的概念线程的状态线程的描述、TCB和对象线程与进程

3、、线程与CPU 超线程超线程的概念超线程管理的实现作业、进程和线程的调度谁来调度FIFO和问题按优先级调度时间片轮转调度最短进程调度最短剩余时间优先调度最高响应比优先调度多级反馈队列调度操作系统运行应用程序原理三个硬件：输入井、内存和CPU三个软件：作业、进程和线程三个CB：JCB、PCB和TCB工作原理 进程的安全性进程安全性和系统安全性进程安全性和操作系统安全性Windows2000进程管理Windows2000的对象、进程和线程Windows2000中的进程管理Windows2000中的内核调度程序操作系统管CPUCPU预备知识操作系统管CPU什么操作系统如何管CPU操作系统管CPU的目

4、的 CPU预备知识CPU的工作状态CPU工作状态的改变可见的PSW不可见的PSW操作系统管什么标志寄存器的规定操作系统管CPU状态改变依据什么改变CPU状态 操作系统如何管中断的概念中断的类型中断的工作过程和原理操作系统管CPU目的分配CPU资源进程需要分配CPU资源操作系统实现CPU资源分配 CPU管理新技术多级流水线技术指令预测技术指令队列技术高速缓存技术操作系统原理刘义常 主编郝文化 审中国水利水电出版社微机的存储系统结构 寄存器 高速缓存 内存 外存储器操作系统管内存的四大功能 内存分配 地址转换 内存的保护和共享 内存的扩充地址转换地址概念物理地址和逻辑地址地址的转换内存的扩充物理内

5、存为什么需要扩充物理概念逻辑概念物理地址和逻辑地址对实在内存的管理 实在内存概念和管理任务 固定分区技术 动态重定位可变分区技术 简单分页技术 简单分段技术实在内存实在内存概念实在内存管理应该完成任务动态重定位可变分区可变分区技术内存碎片概念(内部和外部)程序浮动提出动态重定位可变分区技术简单分页地址转换例页号4 页内地址为FAH 页表起始物理地址2000H 一个页表项4字节得到页表项物理地址 : 2000H+4*4=2010H 一个页架4K字节 最后物理地址 : 4FH*4KB+FAH=4FH*1000H+FAH=4F0FAH实在内存管理各种技术优缺点固定分区技术优缺点重定位可变分区技术优缺

6、点简单分页技术优缺点简单分段技术优缺点对虚拟内存的管理一虚拟内存的概念虚拟分页技术工作原理虚拟分段技术工作原理虚拟段页技术工作原理PENTIUM段页技术和扩充虚拟内存虚拟内存概念虚拟内存引入的好处虚拟内存带来的新任务虚拟分页技术虚拟分页管理基本思想虚拟分页内存分配虚拟分页地址转换虚拟分页内存保护和共享虚报分页内存扩充地址转换中的快表提出快表的原因命中率问题快表对问题的解决PENTIUM中的地址转换段表项LDT和GDT纯分段和段下分页“奔腾”下的内存扩充计算页表项最多213 段下最多220页 每一页 212B奔腾段页内存最多扩充到： 213* 220* 212B=245B对虚拟内存的管理二虚拟内

7、存访问的失效虚拟分页页面置换算法页架分配和工作集内存的共享技术快表一致性技术Windows对虚拟内存管理虚拟分页管理页面调度页架分配内存映射文件 操作系统原理刘义常 主编郝文化 审中国水利水电出版社微机IO的三种方式程序方式的IO中断IO和工作原理DMA的IODMA控制器和工作原理中断工作原理中断向量编号中断请求CPU响应中断中断服务程序中断优先级可屏蔽和不可屏蔽中断I/O设备CPU中断控制器可屏蔽中断中断服务程序执行中断不可屏蔽中断BIOS中中断服务程序内 存中断向量表服务程序地址服务程序地址服务程序服务程序堆栈底部 堆 栈栈顶指针高地址低地址BIOS中断服务程序装入内存内存中建立中断向量表

8、I/O设备发出中断请求CPU在两条指令之间响应中断CPU查找中断向量编号CPU把IP和各种参数压入堆栈CPU根据中断向量表查找中断服务程序物理地址CPU执行中断服务程序中断服务程序结束CPU弹堆栈CPU继续执行原来工作的下一条指令DMA和工作原理DMA概念DMA工作原理DMA发展前景IO子系统模型结构硬件和相关组成部件设备驱动程序软件设备驱动程序公共通道内核IO子系统第一层：操作系统内核I/O系统第二层：驱动程序接口层第三层：设备驱动程序层第四层：硬件相关部件层硬件和相关组成部件IO接口专用电路三种IO总线内存端口地址微机常用端口地址 C P UI/O设备I/O设备I/O设备I/O接口电路I/

9、O接口电路I/O接口电路数据总线地址总线控制总线 内存端口地址端口地址端口地址设备驱动程序软件概念驱动程序软件框架结构三和四层功能和设备相关的三个功能独立于设备的四功能设备内部名CONPRNCOMLPT路径名I/O缓冲区缓冲区提出缓冲区组成缓冲区使用硬盘的处理和原理硬盘的三个硬件参数硬盘的低级格式化硬盘的分区硬盘的高级格式化铝合金园薄片组转轴转动电机步进电机磁头架硬盘低级格式化原因过程作用硬盘的高级格式化引导区和引导扇区FAT表和簇号链FDT表和各级目录数据区和它的工作原理SPOOL技术SPOOL技术概念SPOOL技术的作用打印机中的SPOOLWINDOWS2000I/O管理WINDOWS2000I/O系统结构WINDOWS2000驱动程序模型WINDOWS2000磁盘管理I/O管理程序文件系统缓冲存储管理程序设备驱动程序网络驱动程序 操作系统原理刘义常 主编郝文化 审中国水利水电出版社文件和它的管理文件的概念和说明文件系统概念和说明文件的概念和说明文件名文件的概念文件内容结构文件的分类文件的属性和操作文件系统概念和说明文件系统的概念文件的目录结构和路径微机的文件目录信息文件系统的安全和保护用户确认技术：口令、用户身份确认数据保护：防止非法使用数据、数据一致性、数据完整性WINDOWS2000文件系统文件系统结构文件路径规定文件安全性 操作系统原理刘义常