计算机操作系统(汤小丹)课件

计算机操作系统(汤小丹)课件目录CONTENTS操作系统概述进程管理内存管理文件系统设备管理用户接口01CHAPTER操作系统概述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，负责管理和控制计算机硬件和软件资源，为用户提供便利的操作界面和环境。操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。详细描述操作系统的定义与功能总结词操作系统的基本特征详细描述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；共享性是指系统资源可以被多个进程共享；虚拟性是指操作系统通过技术手段将物理实体呈现给用户；稳定性是指操作系统具有健壮性和可靠性，能够保证系统的正常运行。操作系统的基本特征操作系统的分类操作系统的分类总结词根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型。根据使用环境，可以分为桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统；根据用户界面，可以分为命令行界面操作系统和图形用户界面操作系统；根据源代码开放程度，可以分为开源操作系统和闭源操作系统。详细描述02CHAPTER进程管理进程的概念与状态总结词描述进程的基本概念和状态转换详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约性。进程的状态有新建、就绪、运行和阻塞四种状态，它们之间可以进行转换。VS描述进程的创建和终止过程详细描述进程可以通过系统调用或进程创建原语创建，创建进程时需要为其分配资源，如内存空间、文件、设备等。进程的终止可以通过正常结束或异常结束两种方式实现。总结词进程的创建与终止总结词描述进程间的同步和通信机制详细描述进程同步是为了协调进程间的执行顺序，防止发生与时间有关的错误。进程间可以通过信号量、消息队列、共享内存等方式进行通信。进程的同步与通信描述进程调度的算法和死锁的处理方法进程调度算法有先来先服务、最短作业优先、优先级调度等。死锁是指两个或多个进程在无限等待对方释放资源的情况，可以通过预防、检测和解除死锁的方法进行处理。总结词详细描述进程调度与死锁03CHAPTER内存管理内存的分配根据进程的需求，为其分配所需的内存空间。常见的分配方式有连续分配和分页分配。内存的回收当进程完成或被终止时，需要将其占用的内存空间回收，以便重新分配给其他进程使用。内存的分配与回收将暂时不用的进程从内存中移到外存，将需要运行的进程从外存调入内存，以充分利用内存资源。内存交换将程序中不常使用的部分存放在磁盘上，仅将常用的部分装入内存，以减少内存的占用。内存覆盖内存的交换与覆盖内存保护通过设置不同的访问权限，防止进程之间的相互干扰和破坏。例如，只读、读写、执行等权限。要点一要点二内存共享多个进程可以共享同一块内存区域，实现信息交换和资源共享，提高内存利用率。内存的保护与共享虚拟内存概念通过技术手段将物理内存划分为多个逻辑分区，每个分区都有自己的地址空间，使得每个进程都感觉自己独占整个内存。虚拟内存实现通过将部分磁盘空间映射到内存中，实现虚拟内存的扩展。当物理内存不足时，操作系统会将部分数据暂时移到磁盘上，从而释放出物理内存空间供其他进程使用。虚拟内存的概念与实现04CHAPTER文件系统文件系统定义文件系统是操作系统中用于管理文件存储和检索的软件模块，它提供了一种组织和管理数据的方式。文件系统功能文件系统主要负责文件的存储、检索、删除、备份等操作，同时还负责文件的权限控制和安全保护。文件系统的定义与功能逻辑结构是指文件在用户眼中的组织形式，通常由文件类型、文件名、文件属性等组成。逻辑结构物理结构是指文件在磁盘上的存储方式，包括文件的存储位置、大小、占用空间等。物理结构文件的逻辑结构与物理结构存储方式文件可以通过顺序存储和随机存储两种方式进行存储，顺序存储按照一定顺序将文件数据依次写入磁盘，而随机存储则可以将文件数据任意写入磁盘。检索方式文件的检索可以通过关键字、属性、时间等多种方式进行，检索效率取决于文件系统的设计。文件的存储与检索文件的保护与共享文件可以通过权限控制、加密等方式进行保护，以防止未经授权的访问和修改。保护方式文件可以通过共享文件夹、网络传输等方式实现共享，方便不同用户之间进行数据交换和协作。共享方式05CHAPTER设备管理设备的分类与特点分类输入设备、输出设备、外存储器、辅助存储器等。特点不同类型的设备具有不同的性能指标和功能特点，操作系统需要根据设备的特点进行管理和调度。驱动程序的作用：控制设备的操作，实现设备与主机的通信。驱动程序的分类：字符设备驱动程序和块设备驱动程序。驱动程序的加载方式：静态加载和动态加载。设备的驱动程序03设备的分配与回收需要考虑的问题设备的利用率、系统的吞吐量、响应时间等。01设备的分配策略独占分配、共享分配和虚拟分配。02设备的回收策略立即回收和延迟回收。设备的分配与回收设备的I/O控制方式程序控制方式通过程序直接控制设备的操作。中断控制方式通过中断处理程序来控制设备的操作。通道控制方式通过通道来控制设备的操作。DMA（DirectMemoryAc…通过DMA控制器来控制设备的操作，实现主机和设备之间的直接数据交换。06CHAPTER用户接口用户接口是计算机操作系统提供给用户与系统交互的界面，它允许用户输入命令、数据和执行操作，同时显示系统输出的结果。用户接口的主要功能是提供方便、高效和友好的人机交互方式，使用户能够轻松地使用计算机系统资源，完成各种任务。用户接口的定义与功能功能定义VS系统调用接口是操作系统提供给应用程序的编程接口，它允许应用程序请求操作系统提供服务，如文件操作、进程控制等。功能系统调用接口的主要功能是提供应用程序与操作系统内核之间的通信机制，使应用程序能够利用操作系统的资源和服务，实现更高级的功能。定义系统调用接口图形用户接口(GUI)是一种用户接口形式，它使用