《操作系统》课件

《操作系统》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•安全与保护01操作系统概述操作系统的定义与功能总结词操作系统的定义与功能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，并作为计算机系统资源的管理者和用户与计算机系统之间的接口操作系统的功能包括资源管理、任务调度、并发控制、内存管理、外设管理、文件系统和用户界面等操作系统的分类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此外，根据应用领域，操作系统还可以分为嵌入式操作系统、移动操作系统、桌面操作系统等操作系统的基本特征总结词详细描述操作系统的基本特征操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性并发性是指多个任务同时执行或交替执行；共享性是指资源被多个任务共同使用；虚拟性是指通过技术手段将物理实体转换为逻辑上的概念；异步性是指任务的执行顺序和执行时间是不确定的这些特征使得操作系统能够有效地管理和调度计算机系统的资源，提高计算机系统的效率和可靠性02进程管理进程的概念与状态总结词进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约性状态描述了进程在执行过程中的不同阶段详细描述进程是程序在计算机上的一次执行过程，它包括正在运行的程序代码、相关的系统资源和执行环境进程具有动态性，可以在执行过程中创建、终止和切换进程的状态反映了其执行过程中的不同阶段，如就绪状态、运行状态和阻塞状态等进程的创建与终止总结词详细描述进程的创建通过复制或分叉实现，进程进程的创建可以通过复制已存在的进程或的终止通常由操作系统或异常事件触发分叉父进程来实现在复制过程中，子进VS程获得父进程的代码和数据副本，而分叉则创建一个与父进程不同的新进程进程的终止通常由操作系统根据资源使用情况或异常事件（如错误或异常）来触发进程的同步与通信总结词详细描述进程同步是协调并发进程的行为，进程通信进程同步是操作系统的一种机制，用于协调是实现不同进程间信息交换的机制并发进程的行为，确保它们能够正确地共享资源并避免冲突进程通信是不同进程之间进行信息交换的机制，通过发送和接收消息来实现常见的进程通信方式包括管道、消息队列、信号量等进程的优先级与调度总结词详细描述进程优先级是根据一定规则赋予的标识，用进程的优先级是根据一定规则赋予的标识，于确定进程执行的先后顺序调度是根据优用于确定进程执行的先后顺序优先级高的先级对进程进行的选择和安排进程将优先获得处理器资源调度器根据优先级对就绪状态的进程进行选择和安排，确定下一个将要执行的进程常见的调度算法包括先来先服务、最短作业优先、最短剩余时间优先等03内存管理内存的分配与回收内存分配操作系统负责将内存分配给进程，通常采用分页、分段或段页式管理内存回收当进程结束或释放资源时，操作系统需要回收其占用的内存，以便重新分配给其他进程内存的交换与覆盖内存交换当系统内存不足时，操作系统需要将部分进程暂时移至磁盘，以便释放内存空间内存覆盖通过将程序的不同部分存放在不同区域，当需要执行某部分时再将其加载到内存中，以减少内存占用内存的虚拟化虚拟内存通过将物理内存抽象为虚拟地址空间，使得每个进程都拥有完整的地址空间，从而提高内存利用率和安全性页面置换算法当物理内存不足时，操作系统需要选择哪些页面进行置换，常用的算法有先进先出、最近最少使用和最不经常使用等04文件系统文件系统的概念与结构文件系统定义01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，使得用户可以方便地创建、删除、修改和查找文件文件系统结构02文件系统通常采用树形结构，根目录是最高层次的目录，其他目录作为根目录的子目录每个目录可以包含文件和子目录，子目录可以包含更多的文件和子目录文件系统类型03常见的文件系统类型包括FAT

32、NTFS、EXT4等不同的文件系统类型具有不同的特点和适用场景，例如FAT32适用于较小的硬盘分区，而NTFS则具有更好的安全性和性能文件的存储与检索文件存储文件系统通过将文件数据和元数据（如文件名、大小、创建时间等）存储在磁盘上，实现了文件的存储元数据通常存储在特殊的数据结构中，称为inode或类似的元数据结构文件检索用户可以通过文件名或关键字来检索文件文件系统使用索引节点（inode）或类似的机制来存储文件的元数据信息，以便快速检索文件文件访问速度不同的文件系统类型和磁盘类型对文件的访问速度有不同的影响例如，NTFS比FAT32更快，而SSD硬盘比机械硬盘更快文件的保护与共享文件保护文件系统提供了多种保护机制，如访问控制列表（ACL）、用户权限等，以限制对文件的访问和修改这些机制可以防止未经授权的用户访问或修改文件文件共享通过设置共享文件夹和共享权限，用户可以在网络上共享文件不同的操作系统和文件系统对文件共享的支持程度不同，但通常都提供了基本的共享功能加密与压缩为了进一步提高文件的保护和存储效率，文件系统提供了加密和压缩功能加密可以保护文件的内容不被非法访问，而压缩可以减少存储空间的使用和提高传输效率05设备管理设备驱动程序设备驱动程序设备驱动程序的主要职责是操作系统内核的一部分，用于与硬是提供一组应用程序接口（API），件设备进行交互以便应用程序可以使用这些接口与设备进行通信设备驱动程序的特点设备驱动程序的编写具有高度的专业性和针对性，不同的通常由设备的制造商提供，也有开源设备需要不同的设备驱动程序的设备驱动程序可供选择设备的分配与回收设备的分配与回收设备的分配是指操作系统对外部设备的分配和回收的是指当应用程序需要使用外部设备时，操过程作系统会根据一定的策略和规则，将设备分配给应用程序使用设备的回收设备的分配与回收的策略是指当应用程序使用完外部设备后，操作常见的有独占式分配、共享式分配、静态系统会回收设备，以便其他应用程序可以分配和动态分配等使用设备的输入输出控制设备的输入输出控制输出操作是指操作系统对外部设备的输入和输出操作进行是指计算机系统向外部设备输出数据或信息，例管理和控制的过程如屏幕显示、打印机打印等A BC D输入操作设备的输入输出控制的目标是指外部设备向计算机系统输入数据或信息，例是确保设备的输入和输出操作能够正确、及时地如键盘输入、鼠标输入等完成，并且保证数据的安全性和完整性06安全与保护操作系统的安全机制访问控制数据加密安全审计通过权限管理、身份验证等机制，对敏感数据进行加密存储和传输，通过日志记录和审计机制，对系对系统资源进行访问控制，防止保证数据在存储和传输过程中的统操作进行跟踪和记录，以便及未经授权的访问和操作机密性和完整性时发现和应对安全事件操作系统的保护机制内存保护01通过虚拟内存技术，隔离不同进程的内存空间，防止进程间互相干扰和破坏文件保护02通过文件系统和权限管理，保护系统文件和用户数据不被非法修改和删除防止恶意软件03采取一系列防护措施，如防火墙、杀毒软件等，防止恶意软件的入侵和传播安全漏洞与攻击安全漏洞防范措施针对安全漏洞和攻击手段，采取相应操作系统中存在的安全漏洞，可能导的防范措施，如打补丁、升级安全组致未经授权的访问、数据泄露等安全件、配置安全策略等，提高操作系统问题的安全性攻击手段常见的操作系统攻击手段包括缓冲区溢出、注入攻击、提权等，攻击者可利用这些手段获取系统权限或破坏系统安全THANKS感谢观看。