计算机操作系统概述

计算机操作系统概述汇报人：202X-12-20目录contents操作系统定义与作用操作系统基本结构与组成进程管理内存管理文件系统管理设备驱动程序与I/O管理操作系统定义与作用01操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源的管理程序和例程的集合。操作系统是一种系统软件，它控制计算机系统的硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供一个方便和有效的界面。操作系统是计算机系统中最基本、最重要的系统软件，它负责协调和管理计算机系统的各个部分，确保计算机系统的正常运行。资源管理用户界面系统安全应用程序支持操作系统作用01020304操作系统负责分配和管理计算机系统的各种资源，如内存、处理器、磁盘、打印机等。操作系统提供了一个用户友好的界面，使用户能够方便地使用计算机系统。操作系统提供了系统安全机制，保护计算机系统的安全和稳定。操作系统为各种应用程序提供支持，确保应用程序的正确运行。早期操作系统早期的计算机系统没有操作系统，用户需要直接与硬件交互。单用户操作系统随着计算机技术的发展，出现了单用户操作系统，如DOS。多用户操作系统随着计算机网络的普及，出现了多用户操作系统，如UNIX和Linux。现代操作系统现代操作系统具有更多的功能和特性，如Windows和macOS。操作系统发展历程操作系统基本结构与组成02中断处理内存管理网络通信原子操作进程调度文件系统010203040506操作系统基本结构01系统内核02中断处理程序03进程管理程序04内存管理程序05文件系统管理程序06网络通信管理程序操作系统组成要素进程管理负责内存的分配、保护和释放，以及虚拟内存的实现。内存管理文件系统网络通信01020403负责网络连接的建立、维护和通信协议的实现。负责资源的分配和调度，保持系统的稳定运行。负责文件的存储、检索和管理，以及文件系统的创建和维护。操作系统功能模块进程管理03进程概念及分类进程定义进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程分类根据进程性质，可将其分为系统进程和用户进程；根据进程来源，可将其分为内核进程和用户进程；根据进程状态，可将其分为就绪进程、运行进程和阻塞进程。进程状态进程在执行过程中会经历多种状态，如创建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和终止状态。状态转换进程状态之间可以进行转换，如创建状态可以转换为就绪状态，就绪状态可以转换为运行状态，运行状态可以转换为阻塞状态或就绪状态，阻塞状态可以转换为就绪状态或终止状态等。进程状态及转换进程调度是操作系统内核负责的一项关键任务，它负责在多个进程之间进行合理的资源分配，确保每个进程都能获得必要的CPU时间和其他资源。进程调度操作系统内核通过一系列机制对进程进行控制，包括创建、销毁、暂停、恢复和挂起等操作。这些操作可以实现对进程行为的控制和调整，以满足系统需求和用户需求。进程控制进程调度与控制内存管理04计算机中用于存储程序和数据的设备，分为只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）和高速缓存（CACHE）等。根据存储信息的不同，内存可以分为只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）和高速缓存（CACHE）等。内存概念及分类内存分类内存静态分配在程序编译时确定每个程序需要的内存大小，运行时不能改变。动态分配在程序运行时根据需要动态分配内存空间，可以提高内存利用率。虚拟内存通过将硬盘的一部分作为内存来使用，可以扩大程序的运行空间，提高内存利用率。内存分配策略为了防止程序之间的相互干扰，操作系统需要提供内存保护机制。内存保护将内存划分为若干个段，每个段都有自己的访问权限，可以防止程序之间的相互干扰。段式保护将内存划分为若干个页，每个页都有自己的访问权限，可以防止程序之间的相互干扰。页式保护将内存划分为若干个段，每个段又分为若干个页，每个页都有自己的访问权限，可以防止程序之间的相互干扰。段页式保护内存保护机制文件系统管理05在计算机操作系统中，文件是最基本的数据存储单位，它包含了一组相关的数据和元数据。文件根据文件的性质和用途，文件可以分为系统文件、用户文件、临时文件、日志文件等。文件分类文件概念及分类目录结构目录是用于组织和管理文件的重要结构，它可以将文件按照层级关系进行排列，方便用户查找和访问。存储空间管理系统需要对存储空间进行管理，包括分配、回收、整理等，以保证文件的正常存储和访问。文件存储结构VS系统需要对文件的访问进行权限管理，不同用户对同一文件的访问权限可能不同。访问控制列表访问控制列表是实现权限管理的重要手段之一，它可以根据用户的身份和权限，限制其对特定文件的访问。权限管理文件访问控制设备驱动程序与I/O管理06设备驱动程序定义设备驱动程序是操作系统内核的一部分，负责管理计算机硬件设备，使得应用程序能够与设备进行交互。设备驱动程序的功能设备驱动程序提供了一种标准的接口，使得应用程序能够通过调用系统提供的函数来访问硬件设备。设备驱动程序的分类根据设备的类型，设备驱动程序可以分为字符设备驱动程序和块设备驱动程序。设备驱动程序概述当应用程序需要访问硬件设备时，它会向操作系统发起一个I/O请求。I/O请求的发起操作系统接收到I/O请求后，会根据请求的类型和目标设备，选择相应的设备驱动程序来处理该请求。I/O请求的处理设备驱动程序会与硬件设备进行交互，完成I/O请求，并将结果返回给应用程序。I/O请求的完成I/O请求处理过程当多个应用程序同时访问同一个硬件设备时，操作系统需要采用一定的策略来分配设备的访问权。常见的设