汤小丹《计算机操作系统》官方课件 第四版

汤小丹《计算机操作系统》官方课件第四版汇报人：202X-01-05目录contents计算机操作系统概述进程管理内存管理文件系统设备管理计算机操作系统概述01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软件资源，提供用户与计算机之间的接口。操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户界面管理等。详细描述操作系统的定义与功能操作系统的基本特征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、虚拟性和不确定性。并发性是指多个事件在同一时间发生；共享性是指资源被多个进程共同使用；虚拟性是指通过技术手段将现实世界的事物转换为计算机系统所能处理的表示形式；不确定性是指由于并发和共享的存在，系统中的进程可能会遇到意外的结果。详细描述总结词操作系统的分类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。根据运行环境，操作系统可以分为单机操作系统和网络操作系统；根据功能，操作系统可以分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统和通用操作系统；根据规模，操作系统可以分为个人操作系统和多用户操作系统等。操作系统的分类进程管理02VS进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约性。详细描述进程是程序在某个数据集合上的一次执行过程，具有动态产生、动态变化和动态消亡的特点。它独立于其他进程，拥有独立的内存空间和系统资源。同时，进程之间存在相互制约的关系，需遵循一定的规则进行通信和同步。总结词进程的概念与状态进程可以通过系统调用或创建新进程命令等方式创建，当进程完成或异常结束时会被终止。进程的创建可以通过系统调用或创建新进程命令来实现。系统调用提供了一组接口，允许用户程序请求内核创建新进程。创建新进程时，需要指定父进程和子进程的属性，如内存大小、文件描述符等。当进程完成或异常结束时，系统会负责终止该进程，回收其占用的资源。总结词详细描述进程的创建与终止总结词进程同步是协调多个进程的执行顺序，进程通信是实现进程间信息交换的机制。详细描述进程同步是操作系统的一种机制，用于协调多个进程的执行顺序，以避免冲突和死锁。常见的同步机制包括信号量、互斥量、条件变量等。进程通信是实现进程间信息交换的机制，允许不同进程之间传递数据和消息。常见的进程通信方式包括管道、消息队列、信号、共享内存等。进程的同步与通信总结词进程调度是根据一定算法将CPU分配给就绪队列中的进程，死锁是多个进程相互等待对方释放资源而导致的僵局。详细描述进程调度是操作系统的一项重要功能，其目的是合理地分配CPU资源给各个就绪状态的进程，以确保系统的整体性能和效率。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。死锁是指多个进程在竞争资源时陷入僵局，每个进程等待其他进程释放资源，而其他进程也在等待该进程释放资源，导致所有进程都无法继续执行。为了解决死锁问题，操作系统可以采用多种策略，如避免死锁、检测与解除死锁等。进程调度与死锁内存管理03内存管理的概念与功能内存管理概念内存管理是操作系统中用于管理计算机内存的子系统，负责分配和回收内存空间，以及管理内存中的数据。内存管理功能内存管理的主要功能包括内存分配、内存回收、地址转换和内存保护等。在程序运行前，系统根据程序的大小和需求一次性分配所需的内存空间，程序运行期间不再进行内存的重新分配。程序在运行过程中根据需要向系统申请所需的内存空间，系统根据需要动态地分配和回收内存空间。内存的分配策略动态分配静态分配先进先出算法（FIFO）按照内存空间分配的先后顺序进行置换，最早被分配的页面最先被置换。最不经常使用算法（LFU）置换最不经常使用的页面，以提高内存利用率和系统性能。最近最少使用算法（LRU）置换最近最少使用的页面，以减少访问冲突和提高内存利用率。内存的置换算法虚拟内存概念虚拟内存是一种内存管理技术，通过将内存分为物理内存和硬盘上的虚拟内存，使得应用程序认为其拥有连续可用的内存空间。虚拟内存的优点可以提高内存利用率、减少内存碎片、支持多任务同时运行、提高程序的并发执行能力等。虚拟内存管理文件系统04文件系统概念文件系统是操作系统中用于管理文件存储空间的软件，它负责文件的存储、检索、删除等操作。文件系统功能文件系统提供了一种方便的方式来组织和管理数据，它实现了文件的命名、存储、访问和保护等功能。文件系统的作用文件系统使得用户可以更加方便地使用和管理数据，提高了数据的安全性和可靠性。文件系统的概念与功能文件的逻辑结构文件的逻辑结构是指文件在用户视角上的表现形式，包括流式文件和记录式文件。文件的存储介质文件的存储介质包括硬盘、软盘、光盘、闪存等，不同的存储介质有不同的存储容量和访问速度。文件的物理结构文件的物理结构是指文件在存储介质上的存储方式，包括顺序存储和链接存储。文件的存储结构目录的树形结构文件系统中的目录结构通常采用树形结构，以方便用户对文件进行分类和管理。目录的路径名目录的路径名是指从根目录到文件的路径，包括各级目录的名称和文件名。目录的权限控制目录的权限控制是指对目录进行读、写、执行等操作的权限设置，以确保文件的安全性和完整性。文件的目录结构文件的访问控制机制文件的访问控制机制包括访问控制表（ACL）、能力表（Capabilities）等，用于限制用户对文件的访问权限。文件的访问安全文件的访问安全是指通过访问控制机制来确保文件的安全性和完整性，防止未经授权的访问和修改。文件的访问模式文件的访问模式包括只读、读写、执行等，不同的访问模式对应不同的权限。文件的访问控制设备管理05设备管理是对计算机系统中各类硬件设备的管理，包括对设备的初始化、分配、使用、释放等过程的管理。设备管理概念设备管理的主要功能包括设备的驱动、设备的分配与回收、设备的输入输出管理和设备的维护等。设备管理功能设备管理的概念与功能设备的分配设备分配是根据进程的需求，将设备分配给进程使用。在分配过程中，需要考虑设备的特性、使用顺序和优先级等因素。要点一要点二设备的回收设备回收是在进程结束使用设备后，将设备从进程收回，以便其他进程使用。在回收过程中，需要考虑设备的状态、使用情况和回收的时机等因素。设备的分配与回收设备驱动程序的概念设备驱动程序是操作系统中用于管理设备的软件模块，它负责与设备硬件进行通信和控制。设备驱动程序的功能设备驱动程序的主要功能包括初始化设备、配置设备、控制设备的输入输出操作以及处理设备的中断和异常等。设备的驱动程序磁盘调度算法是操作系