《操作系统构》课件

《操作系统》课件大纲•操作系统概述•操作系统的结构•进程管理•内存管理目录•文件系统•设备管理•用户界面contents01操作系统概述CHAPTER操作系统的定义和功能总结词理解操作系统的定义和功能是学习操作系统的基石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软件资源，提供用户与计算机交互的界面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、设备管理和安全管理等操作系统的分类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等；根据来源，操作系统可以分为商业操作系统和开源操作系统操作系统的基本特征总结词详细描述理解操作系统的基本特征是掌握操作系操作系统的基本特征包括并发性、共享性、统设计和实现的关键虚拟性和不确定性并发性是指多个任务VS可以同时执行或交替执行；共享性是指资源可以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表示；不确定性是指由于并发和共享的存在，任务执行顺序和时间可能不确定02操作系统的结构CHAPTER整体结构整体结构是指操作系统作为一个整体，各个组成部分之间的关系和组织方式操作系统通常包括进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等部分，这些部分相互协作，共同完成操作系统的功能整体结构还包括操作系统的接口和用户界面，例如命令行界面和图形用户界面层次结构层次结构是指将操作系统各个组成部分按照层次进行01组织，每一层都只与其上层和下层进行通信层次结构的好处是能够降低系统的复杂性和提高系统02的可维护性常见的层次结构包括内核层、系统调用层、应用程序03层等微内核结构微内核结构是指将操作系统的核心功能模块化，每个模块都是01一个独立的进程，通过消息传递进行通信微内核结构的好处是能够提高系统的可扩展性和可移植性，因02为每个模块都可以独立于其他模块进行修改和升级常见的微内核结构包括Mach、Minix等0303进程管理CHAPTER进程的概念和状态总结词详细描述进程是程序的一次执行，具有动态性、独立进程是程序在计算机上的一次执行活动，它性和制约性具有动态性，即进程的状态是不断变化的；同时，进程也具有独立性，即每个进程都有独立的内存空间和系统资源；此外，不同进程之间还存在制约性，即进程之间的资源共享和通信需要遵循一定的规则进程的创建和终止总结词详细描述进程可以通过系统调用或用户程序创建，也进程的创建可以通过系统调用或用户程序来可以因为完成或异常而终止实现系统调用提供了一组接口，允许用户程序请求操作系统创建新的进程；而用户程序也可以通过调用库函数来创建新的进程当进程完成任务或发生异常时，操作系统会负责终止该进程进程的同步与通信总结词进程同步是为了协调不同进程之间的执行顺序，而进程通信则是为了在不同进程之间传递信息详细描述进程同步是操作系统的一种机制，用于协调不同进程之间的执行顺序，以避免发生冲突和不安全的情况常见的进程同步机制包括信号量、消息队列和共享内存等进程通信是指在不同进程之间传递信息，以便它们能够协同工作进程通信可以通过管道、消息队列、信号量、共享内存等方式实现04内存管理CHAPTER内存管理的概念和功能内存管理的概念内存的物理特性内存管理是操作系统中用于分配和管理计算机内内存由多个存储单元组成，每个单元具有唯一的存的系统软件地址A BC D内存管理的功能内存的逻辑特性内存管理负责为应用程序提供足够的内存空间，操作系统通过地址映射机制将逻辑地址转换为物同时确保系统资源得到高效利用理地址，实现内存空间的统一管理内存的分配策略连续分配策略分区分配策略的优缺点操作系统将内存划分为多个固定大小的分区，优点是简单易行，缺点是会造成内存空间的每个分区只容纳一个进程浪费分页分配策略分页分配策略的优缺点将内存划分为多个固定大小的页，同时将虚优点是提高了内存利用率，缺点是增加了管拟内存划分为同样大小的页理开销内存的回收策略进程结束时的回收当进程正常结束或异常终止时，操作系统回收其占用的内存空间交换当系统出现内存不足时，将部分进程暂时移至磁盘，以释放内存空间清除定期清除不再使用的内存空间，以释放资源垃圾回收自动检测并清除不再使用的内存空间，实现自动回收05文件系统CHAPTER文件系统的概念和功能要点一要点二总结词详细描述文件系统是操作系统中用于管理文件存储和访问的软件架文件系统是操作系统的重要组成部分，它负责存储、检索构，它提供了对文件和目录的统一管理和操作和管理数据文件文件系统提供了对文件和目录的创建、删除、修改和组织等操作的管理，使得用户可以方便地访问和共享文件资源文件的存储结构总结词详细描述文件的存储结构是指文件在存储介质上的组织方式，包文件的逻辑结构是指文件内容的组织和表达方式，如文括文件的逻辑结构和物理结构本文件、二进制文件等文件的物理结构是指文件在存储介质上的存储方式和位置，如连续存储、链式存储等不同的存储结构对文件的访问速度和存储空间利用率有不同的影响文件的访问控制总结词详细描述文件的访问控制是指对文件的读取、写入和执行等操文件的访问控制是操作系统安全性的重要组成部分，作进行权限控制，以确保文件的安全和完整性它通过设置不同的权限来控制用户对文件的访问根据用户的身份和权限，操作系统可以限制用户对文件的访问范围和操作方式，从而保护文件不被非法访问或修改06设备管理CHAPTER设备管理的概念和功能设备管理概念设备管理功能设备管理是对计算机系统中各类硬件设备的管理，包括对设备管理的主要功能包括设备的驱动、设备的分配、设备设备的初始化、分配、使用、释放等操作的控制和设备的维护等设备驱动程序设备分配策略设备驱动程序是操作系统中用于控制和管理设备的软件，设备分配策略是指操作系统根据一定的规则和优先级，将它提供了与设备进行通信的接口，使得应用程序可以通过设备分配给请求使用设备的进程常见的设备分配策略有操作系统来访问和控制设备独占分配、共享分配和虚拟分配等设备的驱动程序•设备驱动程序的概念设备驱动程序是操作系统的一部分，用于控制和管理硬件设备它提供了应用程序与硬件设备之间的接口，使得应用程序可以通过操作系统来访问和控制设备•设备驱动程序的分类根据设备的类型和功能，设备驱动程序可以分为系统设备和用户设备两类系统设备驱动程序用于控制和管理计算机系统的基本硬件设备，如CPU、内存、硬盘等；用户设备驱动程序用于控制和管理计算机系统的用户级硬件设备，如打印机、鼠标、键盘等•设备驱动程序的加载方式设备驱动程序通常在系统启动时自动加载，也可以通过手动方式加载在Windows系统中，设备驱动程序通常存放在系统的System32目录下•设备驱动程序的编写语言设备驱动程序通常使用特定的编程语言编写，如C语言和汇编语言编写设备驱动程序需要深入了解计算机系统的底层硬件结构和操作系统的内部机制设备的分配策略设备的独占分配独占分配是指将某一设备固定地分配给某一个进程，该进程独占该设备直到它完成或发生中断这种分配方式可以保证设备的充分利用，但可能导致某些进程长时间等待设备的共享分配共享分配是指将多个进程对同一台设备进行共享，任何时刻只允许一个进程使用该设备，其他进程必须等待这种分配方式可以减少设备的等待时间，但可能导致某些进程长时间等待设备的虚拟分配虚拟分配是指将一台物理设备映射到多个逻辑设备上，每个逻辑设备可以由不同的进程使用这种分配方式可以提高设备的利用率和并发性，但需要设计合理的映射机制和调度算法07用户界面CHAPTER用户界面的概念和功能0102030405总结词详细描述

1.命令输入

2.输出显示

3.交互操作概述用户界面的定义和作用户界面是操作系统与用用户通过用户界面向操作操作系统通过用户界面向用户界面提供各种交互元用户之间的交互界面，它提系统发出指令，操作系统用户展示执行结果、状态素，如菜单、按钮、对话供了用户与操作系统进行接收并执行信息等框等，使用户能够与操作交互的接口，使得用户能系统进行交互够方便地使用操作系统提供的各种功能用户界面具有以下功能命令行界面

1.文本输入用户在命令行界面中输入文本命详细描述

2.历史记录令，操作系统解析并执行命令行界面是一种早期的用户界命令行界面通常提供历史记录功面形式，用户通过在终端中输入能，用户可以查看和重复使用之命令来与操作系统进行交互它前输入过的命令具有以下特点总结词

3.编程语言命令行界面常与编程语言一起使介绍命令行界面的特点和使用方用，允许用户编写脚本或程序来式自动化任务图形用户界面总结词详细描述

1.直观性

2.易用性

3.多任务处理介绍图形用户界面的概图形用户界面（GUI）图形元素和窗口使得操GUI提供了丰富的交互GUI支持多个窗口同时念和优势是一种现代的用户界面作更加直观，用户可以元素，如按钮、菜单、打开和运行，使得用户形式，它使用图形元素轻松地找到所需的功能工具栏等，使用户能够能够同时处理多个任务和窗口来与用户进行交和工具方便地进行操作互与命令行界面相比，GUI具有以下优势THANKS感谢观看。