上海交通大学操作系统课件大全

上海交通大学操作系统课件大全欢迎来到上海交通大学操作系统课件大全，本课件将带您深入了解操作系统的基本概念、关键技术和发展趋势。课件目录基础概念什么是操作系统操作系统的特点操作系统的基本功能核心管理进程管理线程管理内存管理文件管理输入输出输入输出管理设备驱动程序缓冲区管理设备分类中断处理机制安全与发展操作系统安全操作系统的发展历程未来操作系统的趋势什么是操作系统操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它是管理计算机硬件资源和软件资源的软件，为用户提供一个友好的操作环境。操作系统的特点并发性多个程序可以同时运行，共享计算机资源。共享性多个用户或程序可以共享计算机的硬件和软件资源。虚拟性为每个用户或程序提供独立的虚拟机，隐藏底层硬件的复杂性。异步性多个程序或用户之间相互独立，以非预知的速度执行。操作系统的基本功能进程管理创建、终止、调度和同步进程。内存管理分配、回收和保护内存空间。文件管理创建、删除、访问和管理文件和目录。输入输出管理控制和管理计算机的输入输出设备。进程管理进程创建为新进程分配资源，并初始化进程控制块。进程终止回收进程占用的资源，并释放进程控制块。进程调度选择一个进程运行，并分配处理器时间片。进程同步协调多个进程之间的活动，避免数据冲突。进程的概念进程是程序的一次执行过程，它是一个动态的概念，包含程序代码、数据和状态信息。一个程序可以对应多个进程。进程的状态1运行进程正在占用处理器，执行程序代码。2就绪进程已经准备好运行，等待处理器分配。3阻塞进程正在等待某个事件发生，无法执行。进程切换保存当前进程状态将进程的寄存器、内存状态等信息保存到进程控制块中。加载下一个进程状态从进程控制块中加载下一个进程的状态信息，并恢复其寄存器和内存状态。启动下一个进程将处理器控制权交给下一个进程，使其开始执行。线程管理1线程概念2线程创建与终止3线程同步与通信4线程调度线程的概念线程是进程中的一个执行单元，它共享进程的资源，但拥有自己的执行上下文。线程可以独立运行，提高程序效率。线程与进程的关系1进程一个进程可以包含多个线程。2线程线程是进程的执行单元，共享进程资源。3资源共享线程之间共享进程的内存空间和打开的文件。内存管理1内存分配为进程或线程分配内存空间。2内存回收释放进程或线程不再使用的内存空间。3内存保护防止进程或线程访问其他进程的内存空间。内存分配策略连续分配为每个进程分配一块连续的内存空间。分页分配将内存空间划分为固定大小的页面，进程可以分散在多个页面中。分段分配将内存空间划分为可变大小的段，每个段对应一个逻辑地址空间。虚拟内存技术虚拟内存技术将程序代码和数据存储在磁盘上，只有在需要使用时才加载到内存中，扩展了可用内存空间。文件管理文件管理负责对计算机系统中的文件进行组织、存储、访问和管理，为用户提供一个统一的文件访问接口。文件系统概述文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的一套机制，它包括文件目录、文件属性和文件操作等。文件的基本操作目录管理目录管理负责维护文件目录的结构，提供对文件的查找和访问功能，并保证文件的唯一性和安全。输入输出管理输入输出管理负责控制和管理计算机的输入输出设备，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，为用户提供一个统一的输入输出接口。设备驱动程序设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它负责控制和管理特定类型的设备，将硬件操作抽象为软件接口。缓冲区管理缓冲区管理负责在内存中分配和管理缓冲区，用于暂存数据，提高数据传输效率和处理速度。设备分类输入设备键盘、鼠标、扫描仪等输出设备显示器、打印机、扬声器等存储设备硬盘、内存、光盘等中断处理机制1中断发生当设备发出中断请求时，CPU会暂停当前正在执行的任务，转而处理中断请求。2中断处理操作系统会根据中断类型，调用相应的处理程序进行处理。3恢复执行中断处理完成后，CPU会恢复执行被中断的任务。操作系统安全操作系统安全是保障计算机系统安全的重要环节，它包括访问控制、加密算法、病毒防护等多个方面。访问控制机制访问控制机制是操作系统安全的重要组成部分，它通过限制用户或进程对系统资源的访问权限，来保证系统数据的安全性和完整性。加密算法加密算法是一种将明文转换为密文的技术，它通过使用密钥来保护数据的机密性，防止数据被窃取或篡改。病毒防护病毒防护是操作系统安全的重要环节，它包括病毒检测、病毒清除和病毒预防等多个方面，旨在保护计算机系统免受病毒的攻击。操作系统的发展历程操作系统经历了从批处理系统、分时系统、实时系统到网络操作系统和移动操作系统的演变，不断发展壮