《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用户界面目录CONTENTS01操作系统概述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应用程序，提供用户与计算机交互的界面。详细描述操作系统是计算机系统中的重要组成部分，它负责管理计算机的硬件和软件资源，包括CPU、内存、磁盘、网络等。操作系统还负责调度和分配系统资源，以及控制和管理应用程序的运行。此外，操作系统还提供用户界面，使用户能够方便地与计算机进行交互。操作系统的定义与功能总结词：根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型，如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。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。根据处理方式的不同，操作系统可以分为批处理操作系统和分时操作系统。批处理操作系统将作业放入磁盘中，由操作系统统一调度处理；而分时操作系统允许多个用户同时通过终端与系统交互。此外，还有实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。实时操作系统主要用于控制和监控系统的实时任务；网络操作系统负责管理网络资源和网络通信；而分布式操作系统则将多个独立的计算机系统连接起来，形成一个统一的计算机系统。操作系统的分类操作系统的基本结构包括内核、进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等部分。总结词操作系统的基本结构包括内核、进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等部分。内核是操作系统的核心，负责管理硬件和软件资源；进程管理负责进程的创建、调度和终止；内存管理负责内存的分配、回收和保护；文件系统负责管理磁盘文件和目录；设备驱动程序则负责与各种硬件设备进行交互。这些部分相互协作，共同完成操作系统的功能。详细描述操作系统的基本结构02进程管理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活动，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，拥有自己的内存空间和系统资源；此外，多个进程之间还存在制约关系，如资源共享和通信。详细描述进程的概念与状态进程的创建与终止总结词进程可以通过系统调用或创建新进程指令来创建，当进程完成或异常时会被终止。详细描述进程的创建可以通过系统调用或创建新进程指令来实现，例如在Unix/Linux系统中使用fork()函数来创建一个新进程。当进程完成任务或发生异常时，系统会将其终止。VS进程同步是协调多个进程的执行顺序，进程间通信是解决并发问题的重要手段。详细描述进程同步是为了协调多个进程的执行顺序而设置的一种机制，例如使用信号量、互斥锁等机制来控制对共享资源的访问。进程间通信是解决并发问题的重要手段，通过消息传递、管道、共享内存等方式实现不同进程之间的信息交换。总结词进程的同步与通信操作系统根据进程的优先级和调度策略来决定哪个进程优先执行。操作系统根据进程的优先级和调度策略来决定哪个进程优先执行。优先级高的进程会优先获得CPU资源，而调度策略则决定了不同优先级进程的执行顺序。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。总结词详细描述进程的优先级与调度03内存管理内存的分配在操作系统中，内存的分配是根据进程或线程的需求进行的。常见的分配方式有连续内存分配和分页内存分配。连续内存分配将内存分为大小固定的分区，每个进程分配一个分区；分页内存分配则将内存分为大小固定的页，每个进程分配多个页。内存的回收当进程或线程结束时，操作系统需要回收其占用的内存。回收的方式取决于分配方式。对于连续内存分配，可能需要移动其他进程以合并空闲分区；对于分页内存分配，只需标记页为空闲即可。内存的分配与回收内存的分区管理将内存分为固定大小的分区，每个分区只允许一个进程使用。分区的大小和数量预先设定，适用于确定系统内存大小的情况。固定分区根据进程的大小动态分配内存，可以充分利用内存空间。但可能导致碎片化，降低内存利用率。可变分区内存的页式管理页式管理的基本思想是将内存划分为大小固定的页，每个进程也划分为多个页。当进程需要运行时，根据其页表将其需要的页加载到内存中。页式管理的优点是可以实现内存的动态分配，提高内存利用率；缺点是会产生页面的碎片化，同时需要硬件支持实现页表。段式管理的基本思想是将内存划分为多个段，每个段的大小和用途不同。每个进程也有自己的段表，指示其各个段在内存中的位置。段式管理的优点是可以实现分段共享和保护，提高内存利用率；缺点是实现复杂度较高，需要硬件支持实现段表。内存的段式管理04文件系统123文件系统是操作系统中用于管理文件存储空间的软件，它负责存储、检索和管理文件。文件系统概念文件系统提供了一种组织和管理数据的方式，使得用户可以方便地创建、删除、修改和访问文件。文件系统功能常见的文件系统类型包括FAT32、NTFS、EXT4等，每种类型都有其特点和适用场景。文件系统类型文件系统的概念与功能03文件存储容量随着技术的发展，文件的存储容量越来越大，可以存储更多的数据和信息。01文件存储介质文件存储介质包括硬盘、U盘、SD卡等，每种介质都有其特点和性能指标。02文件存储格式不同的文件类型需要不同的存储格式，例如文本文件、图片文件、音频文件等。文件的存储结构目录结构概念目录结构是指文件系统中文件的组织方式，它决定了如何查找和管理文件。目录结构类型常见的目录结构类型包括树形结构、网状结构等，每种结构都有其特点和适用场景。目录访问权限目录访问权限是指用户对目录的访问控制，例如读、写、执行等权限。文件的目录结构030201访问控制概念访问控制是指对文件的读取、写入和执行等操作的权限控制，以保护文件的安全和完整性。访问控制方式常见的访问控制方式包括密码保护、身份验证、数字签名等，每种方式都有其特点和适用场景。访问控制策略访问控制策略是指根据用户的身份和权限，决定是否允许其对文件进行访问和操作。文件的访问控制05设备管理设备管理是对计算机系统中各类硬件设备的管理，包括对设备的配置、启动、使用、监控以及故障处理等方面的管理。设备管理的主要功能包括设备的初始化、设备的分配与回收、设备的驱动与控制、设备的状态监控以及设备的故障处理等。设备管理的概念与功能设备管理功能设备管理概念设备分类根据设备的功能和特点，可以将设备分为输入/输出设备和存储设备两大类。其中，输入/输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，存储设备包括硬盘、U盘、光盘等。要点一要点二设备标识为了方便对设备进行管理，需要对每个设备进行唯一标识。常见的设备标识方法包括设备名称、设备编号和设备地址等。设备的分类与标识驱动程序概念驱动程序是操作系统中用于控制和管理设备的软件程序。通过驱动程序，操作系统可以与设备进行通信和控制。驱动程序分类根据设备的类型和功能，可以将驱动程序分为系统驱动程序和应用驱动程序两类。系统驱动程序是操作系统自带的，用于管理基本硬件设备的驱动程序；应用驱动程序是由设备厂商提供的，用于管理特定型号设备的驱动程序。设备的驱动程序设备分配当应用程序需要使用设备时，操作系统会根据设备的状态和优先级，将设备分配给应用程序使用。设备分配的方式包括独占式分配和共享式分配两种。设备回收当应用程序使用完设备后，操作系统会回收该设备，以便其他应用程序可以使用。在设备回收过程中，操作系统需要处理设备的状态转换和资源释放等问题。设备的分配与回收06用户界面概念用户界面是操作系统与用户之间的交互界面，它允许用户与操作系统进行交互，以完成各种任务。功能用户界面提供了多种功能，如命令提示符、菜单、对话框等，使用户能够与操作系统进行交互，以执行命令、打开文件、设置参数等。用户界面的概念与功能命令行界面是一种用户界面，它允许用户通过输入命令来与操作系统进行交互。概念命令行界面提供了许多命令，使用户能够执行各种操作，如文件管理、系统设置、程序执行等。功能命令行界面图形用户界面是一种用户界面，它使用图形和图标来代替文本命令，以便用户更方便地与操作系统进行交互。概念图形用户界面提供了许多窗口、菜单和控件，使用户能够以直观的方