第7章汤小丹计算机操作系统官方课件第四版

第7章汤小丹计算机操作系统官方课件第四版汇报人：202X-12-29目录计算机操作系统概述进程管理内存管理文件系统设备管理用户接口CONTENTS01计算机操作系统概述CHAPTER操作系统的定义与功能总结词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界面，实现计算机系统的有效运行和高效服务。操作系统的功能包括资源管理、系统监控、用户交互、安全保护等。详细描述操作系统的定义与功能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。根据使用领域，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，可以分为开源操作系统和闭源操作系统；根据运行环境，可以分为单机操作系统和网络操作系统等。操作系统的分类操作系统的基本特征操作系统的基本特征总结词操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和稳定性。并发性是指操作系统能够同时处理多个任务和事件；共享性是指操作系统中的资源可以被多个程序共同使用；虚拟性是指操作系统通过技术手段将硬件资源抽象化，提供虚拟的硬件环境；稳定性是指操作系统在运行过程中具有较高的可靠性和稳定性。详细描述02进程管理CHAPTERVS进程是计算机中程序的执行实例，具有动态性、独立性和制约性。详细描述进程是程序的执行实例，具有动态性，即进程的状态随时间而改变；具有独立性，即进程是独立于其他进程运行的；具有制约性，即进程之间存在资源共享和相互制约的关系。总结词进程的概念与状态进程可以通过系统调用或创建新进程的方式创建，当进程完成任务或异常结束时，进程终止。进程的创建可以通过系统调用或创建新进程的方式实现。系统调用提供了一组功能强大的接口，用于创建、撤销和切换进程；而创建新进程则是通过复制现有进程的方式实现的。当进程完成任务或异常结束时，进程终止。总结词详细描述进程的创建与终止总结词进程同步是协调多个进程的执行顺序，以避免冲突和不安全状态；进程通信是实现不同进程间信息交换的机制。要点一要点二详细描述进程同步是协调多个进程的执行顺序，以避免冲突和不安全状态。常见的同步机制包括信号量、互斥量、条件变量等。这些机制可以确保多个进程在访问共享资源时不会发生冲突。进程通信是实现不同进程间信息交换的机制，常见的通信方式包括消息传递、共享内存等。通过这些通信方式，不同进程可以交换数据、协调工作。进程的同步与通信总结词：进程调度是根据一定的调度算法选择一个或多个进程来执行，以实现系统的吞吐量、响应时间等性能指标；死锁是指多个进程在等待对方释放资源而陷入僵局的情况。详细描述：进程调度是根据一定的调度算法选择一个或多个进程来执行，以实现系统的吞吐量、响应时间等性能指标。常见的调度算法包括先来先服务、最短作业优先、优先级调度等。这些算法各有优缺点，适用于不同的应用场景。死锁是指多个进程在等待对方释放资源而陷入僵局的情况。为了解决死锁问题，可以采用预防、检测和解除死锁的策略。预防死锁的方法包括设置资源分配图、实施安全序列等；检测死锁的方法包括定时检测和请求与保持条件检测等；解除死锁的方法包括撤销和恢复、重新分配资源等。进程调度与死锁03内存管理CHAPTER内存管理的概念与功能内存管理是操作系统中用于管理计算机内存的子系统，负责分配和回收内存空间，以及提高内存利用率和系统性能。内存管理的主要功能包括：内存空间的分配与回收、内存空间的映射与重定位、内存空间的扩充与保护等。固定分区分配将内存空间划分为若干个固定大小的分区，每个进程只能在其指定的分区内运行。动态分区分配根据进程的实际需求，动态地为其分配内存空间，可以适应不同大小的需求。分页系统将内存空间划分为固定大小的页，每个进程也被划分为固定大小的页，通过页表进行映射。内存的分配策略当进程释放其占用的内存空间时，操作系统直接将其回收并重新分配给其他进程。直接回收将一些暂时不用的内存空间交换到磁盘上，以释放出更多的可用内存空间。交换当内存空间不足时，操作系统会选择一些不常用的程序或数据覆盖掉，以释放出更多的可用内存空间。覆盖技术010203内存的回收策略虚拟内存是操作系统提供的一种内存管理技术，它将物理内存和硬盘上的存储空间统一管理，使得应用程序认为其拥有连续可用的地址空间。通过虚拟内存管理，可以实现内存空间的扩充与保护，提高内存利用率和系统性能。虚拟内存管理04文件系统CHAPTER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构，它提供了一种组织和管理数据的方式。文件系统的主要功能包括文件的存储、检索、删除、保护和共享等，它还提供了对文件和目录的访问控制和权限管理。文件系统的概念与功能文件系统功能文件系统概念文件类型根据用途和格式，文件可以分为多种类型，如文本文件、图像文件、音频文件、视频文件等。文件结构文件的组织结构是指文件内部的格式和编码方式，常见的文件结构包括文本文件、二进制文件和流式文件等。文件的组织结构文件的存储介质与访问方式存储介质文件的存储介质包括硬盘、闪存盘、光盘等，不同的存储介质有不同的性能特点和适用场景。访问方式文件的访问方式包括顺序访问、随机访问和流式访问等，不同的访问方式适用于不同的应用场景和数据类型。权限管理文件系统通过权限管理机制来控制用户对文件的访问权限，确保数据的安全性和完整性。数据备份与恢复为了防止数据丢失和损坏，文件系统提供了数据备份和恢复功能，以确保数据的可用性和可靠性。文件系统的安全与保护05设备管理CHAPTER设备管理概念设备管理是对计算机系统中各类硬件设备的管理，它负责设备的初始化、分配设备、启动设备、传输数据、结束设备等任务。设备管理功能设备管理的主要功能包括设备的分配、设备的驱动、设备的I/O控制、设备的状态检测以及设备的故障诊断等。设备管理的概念与功能根据设备的功能和特性，可以将设备分为输入设备、输出设备和存储器设备等。设备的分类为了方便对设备的管理，每个设备都需要有一个唯一的标识，这个标识通常由设备的名称、型号和生产厂家等信息组成。设备的标识设备的分类与标识设备驱动程序设备驱动程序是操作系统的一部分，它负责与设备硬件进行交互，实现设备的初始化和控制。I/O控制方式I/O控制方式是指操作系统对设备进行输入输出操作的控制方式，常见的I/O控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA控制方式和通道控制方式等。设备的驱动程序与I/O控制方式当进程需要使用设备时，操作系统需要为其分配相应的设备资源。设备的分配需要考虑设备的可用性、设备的类型和设备的数量等因素。设备的分配当进程不再需要使用设备时，操作系统需要将设备回收，以便其他进程可以使用。在回收设备时，需要考虑设备的状态、设备的占用情况和设备的优先级等因素。设备的回收设备的分配与回收06用户接口CHAPTER概念用户接口是计算机操作系统中用于与用户进行交互的部分，它为用户提供了与系统进行交互的途径。功能用户接口的主要功能包括接收用户输入、向用户输出信息、提供用户操作界面等，它使得用户能够方便地使用计算机系统。用户接口的概念与功能命令行接口命令行接口是一种用户接口形式，用户通过在命令行中输入命令来与系统进行交互。概念命令行接口提供了丰富的命令集，用户可以通过这些命令来执行各种操作，如文件管理、程序运行等。它适合于那些对操作系统有一定了解的用户。功能VS图形用户界面是一种用户接口形式，它以图形化的方式呈现系统和应用程序，用户通过点击、拖拽等方式与系统进行交互。功能图形用户界面直观易懂，适合于那些对计算机操作不熟悉的用户。它提供了丰富的