操作系统原理介绍课件

操作系统原理介绍课件演讲人01.02.03.04.05.目录操作系统概述操作系统结构操作系统进程管理操作系统内存管理操作系统文件系统1操作系统概述操作系统的定义操作系统是管理计算机硬件和软件资源的程序01操作系统提供了用户与计算机硬件之间的接口03操作系统是计算机系统的核心和基础02操作系统实现了对计算机资源的有效管理和调度04操作系统的功能用户界面：提供用户与操作系统交互的界面，如命令行、图形界面等06文件管理：管理文件和目录，提供文件访问和保护机制04资源管理：管理硬件和软件资源，如内存、CPU、文件等01存储管理：管理内存空间，提高内存利用率03设备管理：管理输入输出设备，提供设备驱动程序和接口05进程管理：创建、调度、终止进程，实现多任务并发执行02操作系统的分类单用户操作系统：如DOS、Windows9x等，只允许一个用户使用01多用户操作系统：如UNIX、Linux、WindowsNT等，允许多个用户同时使用02实时操作系统：如VxWorks、RTLinux等，用于实时控制和通信系统03分布式操作系统：如Amoeba、Tru64UNIX等，用于分布式计算和网络系统04嵌入式操作系统：如VxWorks、QNX等，用于嵌入式设备和控制系统05虚拟化操作系统：如VMware、VirtualBox等，用于虚拟化环境和云计算平台062操作系统结构操作系统内核040301内核是操作系统的核心部分，负责管理系统资源、硬件设备、应用程序等。内核的设计和实现对操作系统的性能、稳定性和安全性至关重要。内核的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动管理等。常见的操作系统内核有Linux内核、Windows内核、MacOSX内核等。02操作系统的用户界面图形用户界面（GUI）：通过图形和图标来操作计算机，如Windows、MacOS等。命令行界面（CLI）：通过输入命令来操作计算机，如Linux、Unix等。混合用户界面：结合图形用户界面和命令行界面，如WindowsPowerShell等。语音用户界面：通过语音来操作计算机，如Siri、Cortana等。01020304操作系统的硬件支持处理器：操作系统需要处理器来执行指令和进行计算01内存：操作系统需要内存来存储数据和程序02存储设备：操作系统需要存储设备来存储数据和程序03输入输出设备：操作系统需要输入输出设备来与用户进行交互04网络设备：操作系统需要网络设备来与其他计算机进行通信05电源：操作系统需要电源来提供电力支持063操作系统进程管理进程的概念进程是操作系统中执行的程序实例01进程是资源分配的基本单位02进程有独立的内存空间和执行环境03进程之间可以通信和同步04进程的状态运行状态：进程正在执行01就绪状态：进程已准备好执行，等待CPU时间片02阻塞状态：进程等待某个事件发生，如I/O操作完成03挂起状态：进程被操作系统暂时移出内存，等待恢复执行04进程的调度调度策略：包括先来先服务、短作业优先、时间片轮转等调度算法：包括优先级调度、时间片调度、多级反馈队列调度等调度目标：包括最小化平均响应时间、最小化平均周转时间、最大化系统吞吐量等调度实现：包括内核线程、用户线程、线程调度器等010203044操作系统内存管理内存的分配与回收内存分配：操作系统为进程分配内存空间，以满足进程的内存需求内存回收：操作系统回收不再使用的内存空间，以供其他进程使用内存碎片：内存分配和回收可能导致内存碎片，影响内存使用效率内存管理策略：操作系统采用不同的内存管理策略，以提高内存使用效率和系统性能内存的共享与保护内存分配：操作系统根据进程需求，动态分配和回收内存，提高内存利用率04内存映射：将虚拟内存映射到物理内存，提高内存访问效率03内存保护：操作系统通过内存保护机制，确保进程之间互不干扰，保证系统稳定性02内存共享：多个进程可以共享同一块内存区域，提高内存利用率01内存的虚拟化技术虚拟内存：将硬盘空间作为内存的扩展，提高内存容量页表：记录虚拟地址和物理地址的映射关系页置换算法：决定哪些页面需要被替换到硬盘上内存压缩技术：通过压缩算法减少内存占用，提高内存利用率5操作系统文件系统文件系统的概念040301文件系统是操作系统的重要组成部分，用于管理计算机中的文件和目录。文件系统通过目录结构来组织文件，使得用户可以方便地查找和管理文件。文件系统将磁盘空间划分为若干个逻辑分区，每个分区可以包含多个文件和目录。文件系统还提供了文件保护和访问控制功能，确保文件的安全性和完整性。02文件系统的结构STEP4STEP3STEP2STEP1文件系统由目录和文件组成，目录用于组织文件，文件用于存储数据。目录和文件都有唯一的标识符，用于区分不同的目录和文件。目录和文件都可以包含子目录和子文件，形成树状结构。文件系统采用分层结构，分为逻辑层和物理层，逻辑层负责组织和管理文件，物理层负责存储和管理数据。文件系统的管理01020304文件系统结构：包括目录、文件、索引等目录管理：包