华中科技大学电信系操作系统课件-cha

华中科技大学电信系操作系统课件-cha目录CONTENCT操作系统概述进程管理内存管理文件系统输入输出系统01操作系统概述定义功能操作系统的定义与功能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，为用户提供便利的操作界面和开发环境。操作系统的主要功能包括资源管理、系统监控、用户界面、进程管理、内存管理、文件系统管理等。早期操作系统发展历程现代操作系统随着计算机技术的发展，早期计算机系统需要一种管理硬件资源的软件，于是出现了批处理系统。随着计算机应用的普及和技术的进步，操作系统经历了从批处理系统到分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统等发展历程。现代操作系统更加注重安全性、可靠性和易用性，同时支持多任务、多用户和多媒体应用。操作系统的历史与发展80%80%100%操作系统的分类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、网络操作系统等。操作系统可以分为桌面操作系统、服务器操作系统、移动设备操作系统等。操作系统可以分为开源操作系统和闭源操作系统。根据功能根据应用领域根据源代码02进程管理进程的定义与状态进程程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程状态新建、可运行、阻塞、就绪等状态，描述进程在执行过程中的不同阶段。通过系统调用创建新进程，包括拷贝父进程的地址空间、加载新程序等步骤。进程创建当进程完成或异常结束时，系统回收资源并释放相关状态。进程终止进程的创建与终止进程同步通过信号量、条件变量等机制，协调不同进程间的执行顺序。进程通信通过管道、消息队列、共享内存等方式，实现进程间的信息交换。进程的同步与通信根据进程的重要程度或紧迫程度，为进程分配不同的优先级。优先级根据优先级和其他调度策略，决定哪个进程在何时运行以及运行多久。调度进程的优先级与调度03内存管理VS在操作系统中，内存的分配通常由系统根据需要动态完成。分配的方式包括连续内存分配和分页内存分配。连续内存分配将内存分为多个分区，每个进程分配一个分区；分页内存分配将内存分为多个固定大小的页面，每个进程分配多个页面。内存的回收当进程完成任务或终止时，系统需要回收其占用的内存。回收的方式包括手动回收和自动回收。手动回收需要程序员显式释放内存；自动回收则由系统自动完成。内存的分配内存的分配与回收内存分区是一种将内存分为多个独立区域的方法。每个区域可以独立分配给一个进程，以实现多任务处理。常见的分区方式包括固定分区和可变分区。固定分区将内存分为固定数量的分区，每个分区的大小固定；可变分区则允许根据需要动态调整分区的大小。分页是一种将内存分为多个固定大小页面的方法。每个页面可以独立分配给一个进程。页面大小通常为物理块大小的整数倍。常见的分页方式包括实存分页和虚存分页。实存分页将内存分为固定数量的页面，每个页面大小相同；虚存分页则允许根据需要动态调整页面数量和大小。内存的分区内存的分页内存的分区与分页内存的交换交换是一种将不活跃的进程从内存中移除，将其保存在磁盘上，以便为其他进程腾出空间的技术。交换通常在物理存储器空间不足时进行。要点一要点二内存的覆盖覆盖是一种将程序代码和数据存储在内存不同区域的方法。通过覆盖技术，操作系统可以将程序的不同部分存储在不同的区域，以便更好地利用内存空间。内存的交换与覆盖内存的保护内存保护是一种防止非法访问和错误操作的技术。通过设置保护标志或使用段式保护机制，操作系统可以限制对不同区域的访问权限，以防止数据损坏或程序错误。内存的共享在多任务系统中，多个进程可能需要访问同一数据或资源。为了实现资源共享，操作系统需要提供一种机制来控制对共享资源的访问。常见的控制方式包括互斥访问、信号量控制和文件锁等。通过这些机制，操作系统可以确保多个进程安全地共享内存中的资源。内存的保护与共享04文件系统文件系统的定义与结构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。文件系统定义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，文件和目录被组织成一个层次结构。文件系统结构文件存储文件系统负责将文件存储在磁盘或其他存储介质上，并记录文件的元数据，如文件名、文件大小、创建时间等。文件检索文件系统提供了检索文件的方法，用户可以通过文件名、关键字或其他条件来查找和访问文件。文件的存储与检索通过设置不同的访问权限，文件系统可以实现文件的共享，不同的用户可以以不同的方式访问共享文件。文件共享文件系统提供了加密、权限控制等安全机制，以确保文件的机密性和完整性，防止未经授权的访问和修改。文件安全文件的共享与安全文件备份定期对重要文件进行备份是防止数据丢失的有效方法，文件系统提供了备份工具和策略，以帮助用户进行备份操作。文件恢复当文件因意外删除或损坏时，文件系统提供了恢复机制，允许用户从备份中恢复文件，以最大程度地减少损失。文件的备份与恢复05输入输出系统分类特性输入输出设备的分类与特性输入设备、输出设备、存储设备速度、精度、可靠性、兼容性输入输出设备的驱动程序驱动程序的作用管理设备、提供接口、转换数据格式驱动程序的分类硬件抽象层、设备驱动程序、用户级驱动程序分配资源、管理资源、回收资源