《处理机管理》课件

《处理机管理》课件CONTENTS•处理机管理概述•处理机的硬件结构•处理机的操作系统•处理机的调度与死锁•处理机的存储管理•处理机的文件系统01处理机管理概述处理机管理的定义定义处理机管理是对计算机系统中处理机的分配和运行进行管理的技术，主要涉及处理机的调度、分配、同步和通信等方面目的确保处理机的高效、公平和可靠地运行，以满足用户和系统需求处理机管理的重要性保证服务质量处理机管理有助于确保各类任务或作业得到及时、准确的处理，从而保证服提高系统性能务质量通过合理的处理机管理，可以充分利用系统资源，提高系统整体性能降低能耗有效的处理机管理有助于降低系统能耗，实现绿色计算处理机管理的历史与发展早期发展随着计算机技术的发展，处理机管理经历了从简单到复杂的演变过程现代发展随着多核处理器、云计算和分布式系统的普及，处理机管理面临新的挑战和机遇未来趋势未来处理机管理将更加注重智能化、自适应和节能等方面的发展02处理机的硬件结构处理机的组成运算器执行算术和逻辑运算的部件，是处理机中的核心部分控制器控制处理机各部件协调工作的部件，负责指令的读取和执行存储器存储程序和数据的部件，分为内存和外存输入输出设备与外部世界进行交互的设备，如键盘、鼠标、显示器等处理器的指令系统指令集架构处理机所支持的指令集合，包括算术、逻辑、控制和输入输出指令等指令格式指令在存储器中的表示方式，包括操作码、地址码和其他字段寻址方式指令中操作数的获取方式，如直接寻址、间接寻址等指令系统的发展随着技术的不断发展，指令系统也在不断演进和优化处理器的分类按功能分类按应用分类通用处理器、数字信号处理器、服务器处理器、桌面处理器、移图形处理器等动处理器等按微架构分类按制造工艺分类复杂指令集计算机、精简指令集纳米级处理器、微米级处理器等计算机等03处理机的操作系统操作系统的定义和功能定义操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程，方便用户使用的程序集合功能操作系统具有进程管理、存储管理、文件管理和设备管理等功能，负责计算机系统的正常运行和资源分配操作系统的类型分时操作系统实时操作系统允许多个用户同时通过终适用于需要快速响应的控端与系统交互，共享系统制系统和实时数据处理系资源统网络操作系统批处理操作系统提供网络服务和资源共享适用于大规模数据处理，功能，支持多台计算机互将作业放入磁带或磁盘中，联互通分批进行处理操作系统的结构单体结构模块组合结构操作系统由多个独立的模块组成，整个操作系统作为一个整体运行，各模块之间通过接口进行交互没有明显的层次结构0103分层结构微内核结构0204操作系统分为多个层次，每个层操作系统内核只提供最基本的硬次完成特定的功能，层与层之间件抽象和服务，其他功能由外部相互独立服务器实现04处理机的调度与死锁进程调度的概念和基本准则进程调度的概念进程调度是操作系统中处理机调度的核心部分，负责按照一定的策略选择一个或多个进程来分配处理机资源基本准则公平性、及时性、独立性、短进程优先、最短剩余时间优先进程调度的算法先来先服务（FCFS）最短进程优先（SPN）按照进程到达的先后顺序进行调度选择剩余时间最短的进程进行调度优先级调度多级反馈队列调度根据进程优先级进行调度，优先级高将进程按照到达时间和重要程度放入的进程优先获得处理机不同的队列，按照优先级和等待时间进行调度死锁的概念和预防方法死锁概念

1.避免饥饿死锁是指两个或多个进程在无限等待对方通过合理的调度策略，确保每个进程都有释放资源的现象，导致这些进程都无法继机会获得所需的资源，避免因长时间等待续执行而产生饥饿

2.预先分配资源

3.检测与解除死锁在进程请求资源时，预先分配所需的全部通过检测机制发现死锁，并采取措施解除资源，避免产生死锁死锁，使进程能够继续执行05处理机的存储管理存储管理的功能0103内存分配内存回收为每个进程分配所需的内存空当进程结束时，释放其占用的间，包括代码、数据和堆栈内存空间，以便其他进程使用020内存保护内存共享4确保每个进程只能访问其分配允许多个进程共享相同的内存的内存空间，防止非法访问空间，以减少内存需求和提高效率内存管理的方式固定分区分页系统将内存划分为固定大小的分区，将内存划分为固定大小的页，每个进程分配一个分区并将页映射到物理内存的不同部分动态分区段式系统允许进程在运行时动态地请求将程序划分为多个逻辑段，每和释放内存分区个段可以在不同的物理内存区域中虚拟内存的概念和实现方式01020304虚拟内存地址映射页面置换算法页面分配策略为每个进程提供一个独立将虚拟地址转换为物理地当物理内存已满时，选择决定哪些页面被加载到物的、连续的地址空间，使址的过程，通过页表来实一个页面替换出去的算法，理内存中的策略，如按需得每个进程可以认为自己现如最近最少使用LRU、分页、预分页等拥有完整的内存先进先出FIFO等06处理机的文件系统文件系统的概念和功能文件系统概念文件系统是用于存储和管理文件在存储设备上的组织结构，它提供了一种方式来存储、检索和管理数据文件系统功能文件系统具有存储、检索、删除、保护和管理文件的功能，它还提供了对文件的访问控制和权限管理文件系统的结构文件系统的目录结构文件系统采用树形目录结构来组织文件，根目录是最顶层的目录，其他目录作为根目录的子目录，子目录可以包含其他子目录和文件文件系统的数据结构文件系统采用不同的数据结构来存储目录和文件信息，如inode表、目录项表等文件系统的类型和特点FAT文件系统NTFS文件系统ext4文件系统FAT文件系统是一种常见的文件系NTFS文件系统是Windows操作ext4文件系统是Linux操作系统中统，它具有简单、易用和兼容性系统中常用的文件系统，它具有常用的文件系统，它具有良好的好的特点，但安全性不高较高的安全性和可靠性，支持大性能和可扩展性，支持大容量文容量文件和磁盘分区件和磁盘分区谢谢您的聆听THANKS。