《操作系统接口》课件

《操作系统接口》PPT课件•操作系统概述•操作系统接口目录•进程管理接口•文件系统接口•内存管理接口•网络管理接口01操作系统概述操作系统的定义与功能总结词简述操作系统的定义和功能详细描述操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机硬件和软件资源，提供用户与计算机交互的接口操作系统的功能包括资源管理、任务调度、内存管理、文件系统和设备驱动等操作系统的分类总结词介绍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使用领域，操作系统可以分为桌面操作系统、服务器操作系统、移动操作系统等；根据源代码开放程度，操作系统可以分为开源操作系统和闭源操作系统；根据处理器的类型，操作系统可以分为x

86、ARM、MIPS等不同架构的操作系统操作系统的基本概念要点一要点二总结词详细描述介绍操作系统的基本概念操作系统的基本概念包括进程、线程、内存管理、文件系统等进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位；线程是进程内的一条执行路径，是系统调度的基本单位；内存管理负责分配和回收内存空间，以及管理内存中的数据；文件系统则负责组织和管理磁盘数据，提供磁盘数据的存取功能02操作系统接口操作系统接口的定义与分类定义操作系统接口是操作系统提供给应用程序的一组函数、系统调用和协议，用于实现应用程序与操作系统之间的交互分类操作系统接口可以分为命令行接口、图形用户界面（GUI）和应用程序编程接口（API）等类型系统调用的概念与作用概念系统调用是应用程序通过调用操作系统提供的函数，请求操作系统提供服务的一种方式作用系统调用是应用程序与操作系统进行交互的唯一途径，用于实现进程管理、内存管理、文件系统管理等功能系统调用的实现机制软中断01当应用程序执行系统调用时，会触发软中断，将控制权交给操作系统上下文切换02操作系统保存当前进程的上下文（包括CPU寄存器、内存等信息），然后加载目标进程的上下文，将控制权交给目标进程系统调用处理程序03操作系统通过系统调用处理程序来处理应用程序的系统调用请求，并将结果返回给应用程序系统调用的主要类型进程控制类系统调用文件操作类系统调用网络操作类系统调用系统状态类系统调用用于创建、终止、挂起和用于文件和目录的创建、用于网络通信和协议处理用于获取系统状态和参数恢复进程等操作，如删除、打开、关闭等操作，等操作，如socket、等操作，如getpid、fork、exec、wait等如open、read、write bind、connect等gettimeofday等等03进程管理接口进程的创建与终止进程创建进程是程序的一次执行，进程的创建即程序的启动在操作系统中，进程的创建通过系统调用实现，需要提供程序代码、数据和运行环境等信息进程终止进程的终止即程序的结束进程终止的原因有多种，如正常结束、异常结束或被操作系统强制结束进程终止时，操作系统会回收其所占用的资源进程的阻塞与唤醒进程阻塞当进程因等待某些资源或事件而无法继续执行时，会被操作系统阻塞，暂时停止执行阻塞进程被放入等待队列，等待相应的资源或事件可用进程唤醒当被阻塞的进程所需的资源或事件可用时，操作系统将其从等待队列中取出并唤醒，使其重新进入就绪队列，等待处理器执行进程的切换与调度进程切换当多个进程同时运行时，处理器需要在不同进程间进行切换，以实现多任务处理进程切换由操作系统管理，涉及到保存和恢复进程的状态信息进程调度进程调度是操作系统根据一定的调度算法，从就绪队列中选择一个或多个进程分配处理器，以实现多任务并发执行常见的调度算法有先来先服务、最短作业优先、优先级调度等04文件系统接口文件系统的概念与功能文件系统文件系统是操作系统中用于管理数据存储和检索的软件组件它为应用程序提供了一个统一的接口，使得应用程序可以方便地存储、检索和删除数据文件系统功能文件系统主要提供以下功能，包括文件的存储、检索、删除、备份、恢复等此外，文件系统还负责管理文件和目录的权限，以确保数据的安全性和完整性文件系统的组成与结构文件系统的组成文件系统的结构文件系统通常由文件、目录和索引节点常见的文件系统结构包括树形结构、网状等组成文件是存储数据的单位，目录结构和面向对象结构等树形结构是最常则用于组织和管理文件，索引节点则包VS见的文件系统结构，其中目录和子目录形含了文件的元数据信息成一个层次结构网状结构则允许文件跨越多个目录，而面向对象结构则将文件和目录封装为对象文件的基本操作第二季度第一季度第三季度第四季度创建文件打开文件读取文件写入文件通过调用操作系统的相在打开文件之前，需要读取文件是常用的操作写入文件是将数据存储关函数，可以创建一个使用操作系统的函数来之一，通过读取文件可到文件中常用的操作之新的文件在创建文件打开文件打开文件的以获取其中的数据在一在写入文件时，需时，需要指定文件的名目的是为了读取或写入读取文件时，需要指定要指定写入的起始位置称、权限等信息数据在打开文件时，读取的起始位置和读取和要写入的数据等信息需要指定文件的路径和的字节数等信息访问模式等信息05内存管理接口内存管理的概念与功能内存管理概述内存回收内存管理是操作系统中用于分配和管理计算当程序不再需要内存时，将其释放并返回给操作系机内存的子系统统主要功能内存共享内存管理的主要功能包括内存分配、内存回收、允许多个程序共享同一块内存空间，以实现资源内存共享和内存保护等的高效利用内存分配内存保护根据程序的需求，为其分配适当的内存空间确保每个程序只能访问其分配的内存空间，防止对其他程序的干扰和破坏内存的分配与回收内存分配策略01常见的内存分配策略包括静态分配和动态分配静态分配在编译时确定，而动态分配在运行时确定内存回收机制02当程序释放其占用的内存时，操作系统需要一种机制来回收这些内存，以便重新分配给其他程序常见的回收机制包括标记清除、复制和标记整理等内存碎片03频繁的内存分配和回收可能导致内存碎片，即内存中存在许多小的不连续的空闲块为了解决碎片问题，操作系统可以采用各种技术，如紧凑、分页和分段等内存的共享与保护内存共享内存保护通过共享内存，多个程序可以访问同一块物为了确保每个程序的正确运行和防止恶意程理内存空间，从而实现进程间通信和数据共序的干扰，操作系统需要对内存进行保护享常见的共享方式包括映射文件和共享内常见的保护机制包括界限检查、写时复制和存段等虚拟内存等06网络管理接口网络管理的概念与功能总结词详细描述网络管理是指通过某种方式对网络设备、网网络管理主要包括设备管理、配置管理、故络连接和网络服务进行监控、配置、故障排障管理、性能管理和安全管理等方面通过除等操作，以确保网络的稳定、可靠和安全这些管理操作，可以监控网络的运行状态，及时发现和解决网络故障，优化网络性能，保障网络安全网络协议的组成与结构总结词详细描述网络协议是网络中设备之间进行通信的规则和标准，网络协议主要由协议控制、协议数据单元和协议栈三其组成和结构对于网络的正常运行至关重要部分组成协议控制定义了协议的行为和操作方式，协议数据单元是协议交换的信息单位，协议栈则是一系列相关协议的集合这些组成部分共同协作，确保设备之间的通信能够顺利进行网络的基本操作总结词详细描述网络的基本操作包括连接、传输、路由和断开四个过程，连接是建立通信链路的过程，传输是数据在网络中的流这些过程是构成完整网络通信的基础动过程，路由是数据包从源到目的地的路径选择过程，断开则是通信链路的终止过程这些基本操作相互协作，实现了网络中数据的传输和控制THANKS感谢观看。