《操作系统基础》课件

《操作系统基础》ppt课件操作系统概述进程管理内存管理文件系统设备管理目录CONTENT操作系统概述01总结词理解操作系统的定义和功能是学习操作系统的基础。详细描述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，提供计算机系统的基本服务。操作系统的功能包括资源管理、任务调度、内存管理、文件管理和设备驱动等。操作系统的定义与功能总结词了解操作系统的分类有助于理解不同操作系统的特性和应用场景。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。例如，根据运行环境可以分为桌面操作系统和服务器操作系统；根据授权方式可以分为开源操作系统和闭源操作系统；根据使用场景可以分为移动操作系统和桌面操作系统等。操作系统的分类理解操作系统的基本特征是掌握操作系统设计和实现的关键。总结词操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和稳定性。并发性是指操作系统能够同时处理多个任务和事件；共享性是指操作系统能够实现资源的共享和复用；虚拟性是指操作系统能够将物理资源抽象化，提供虚拟化的服务；稳定性是指操作系统在运行过程中能够保证系统的稳定性和可靠性。详细描述操作系统的基本特征进程管理02进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约性。总结词进程是程序在计算机上的一次执行过程，它具有动态性，即进程的状态随着时间而变化；同时，进程是独立的，一个进程出现问题不会影响其他进程的执行；此外，进程之间存在制约性，如资源共享和互斥等。详细描述进程的概念与状态总结词进程可以通过系统调用或创建新进程等方式创建，而终止进程则是因为出现异常或完成工作。详细描述进程的创建可以通过系统调用或创建新进程等方式实现。在Linux系统中，可以使用fork()系统调用创建一个新进程。新进程是原进程的复制品，拥有独立的内存空间和资源。进程的终止则可能是因为出现异常或完成工作而被操作系统强制结束。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，而进程间通信则是实现进程间的信息交换。要点一要点二详细描述进程同步是为了协调多个进程的执行顺序而采取的一种机制。通过信号量、互斥量、条件变量等同步机制，可以避免多个进程同时访问临界资源，保证系统的正确性。进程间通信是实现进程间信息交换的一种方式，常见的通信方式有管道、消息队列、信号量等。通过进程间通信，可以实现不同进程之间的信息共享和协同工作。进程的同步与通信VS进程优先级决定了进程的执行顺序，而调度算法则决定了哪个进程获得CPU资源。详细描述每个进程都有一个优先级，优先级高的进程会优先获得CPU资源。常见的调度算法有先来先服务、最短作业优先、最高响应比优先等。调度算法的选择会影响系统的性能和响应时间。在多任务系统中，调度算法的选择至关重要，需要根据实际情况选择合适的调度策略。总结词进程的优先级与调度内存管理03操作系统负责为进程分配内存空间，通常采用连续分配方式，将内存划分为多个固定大小的分区，每个分区只容纳一个进程。内存的分配当进程完成或终止时，操作系统需要回收其占用的内存空间，以便重新分配给其他进程使用。内存的回收内存的分配与回收将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只容纳一个进程。固定分区动态分区伙伴系统根据进程大小动态划分内存分区，可以灵活适应不同大小的进程。一种动态分区管理方式，将空闲的分区组成伙伴对，以实现空闲分区的合并和分裂。030201内存的分区管理将内存划分为大小固定的页框，每个进程也划分为多个页面，以页为单位进行分配和回收。当需要置换页面时，根据一定的算法选择一个页面进行置换，常用的算法有先进先出、最近最少使用等。内存的页式管理页面置换算法分页存储内存的段式管理段式存储将内存划分为多个段，每个段的大小不固定，每个段只容纳一个进程的一个部分。段的共享多个进程可以共享同一个段，以实现代码和数据的共享。文件系统04文件系统的概念与结构文件系统的基本概念和组成总结词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。文件系统通常由文件、目录、索引节点等组成，具有分层结构，方便用户进行文件管理和操作。详细描述文件存储和检索的方法和原理文件存储是将数据以二进制形式保存在磁盘或其他存储介质上，而文件检索则是根据文件名、关键字等条件从存储介质中获取文件的过程。文件检索的效率取决于文件系统的设计，如索引、哈希等技术的应用。总结词详细描述文件的存储与检索总结词文件目录的组织和管理方式详细描述文件目录是用于记录文件存储位置和属性的数据结构，它提供了方便的文件检索方式。常见的目录结构有层次结构、网状结构和复合结构等，每种目录结构都有其特点和适用场景。文件的目录结构总结词文件共享和保护的方法和策略详细描述文件共享是指不同用户之间可以共同访问和使用同一份文件，而文件保护则是指通过权限控制等方式保护文件的隐私和安全。文件系统提供了多种共享和保护的机制，如访问控制列表、权限管理等，以确保文件的正确使用和安全。文件的共享与保护设备管理05设备驱动设备分配设备回收设备维护设备管理的任务与功能01020304提供设备驱动程序，确保设备能够与操作系统进行通信和交互。根据进程的需求，为其分配所需的设备资源。当进程不再需要设备时，对其进行回收，以供其他进程使用。对设备进行定期维护和检查，确保设备的正常运行。设备的分配与回收在进程运行前，预先为其分配所需的设备资源，直到该进程结束。根据进程的实际需求，在运行时为其分配所需的设备资源。当进程不再需要设备时，将其回收，以便其他进程使用。允许多个进程共享相同的设备资源，以提高设备的利用率。静态分配动态分配设备的回收设备的共享直接与硬件交互，具有很高的权限级别。内核模式驱动通过操作系统提供的接口与硬件交互，权限级别较低。用户模式驱动需要具备硬件和操作系统内核的知识，以确保设备的正常工作。设备驱动的编写设备的驱动程序当设备完成I/O操作时，通过中断通知CPU进行处理。中断