操作系统原理（第2版）全套PPT课件.pptx

操作系统原理教程（第2版）;第1章 引 论;第1章 引 论;操作系统的定义 ;操作系统在计算机系统中的地位 ;操作系统的设计目标 ;操作系统的主要功能 ;操作系统的基本特征 ;内核态 访问的资源多 可靠性、安全性要求高 维护管理比较复杂 ;操作系统的逻辑结构 ;操作系统的逻辑结构 ;操作系统的逻辑结构 ;操作系统的运行模型 ;操作系统的形成时期 手工操作阶段 监控程序阶段（早期批处理阶段） 操作系统的成熟时期 多道批处理操作系统 分时操作系统 用户需求：（1）人-机交互；（2）共享主机（3）便于用户上机。 操作系统的进一步发展时期 网络操作系统、分布式操作系统 、虚拟化技术和云操作系统;一、批处理操作系统 单道批处理、多道批处理 二、分时操作系统 特性：（1）独立性、（2）同时性（多路性） （3）交互性、（4）及时性 三、实时操作系统 功能： （1）实时时钟管理;（2）过载保护;（3）高可靠性和安全性 特征: （1）及时响应和处理;（2）安全可靠 （3）交互能力有限;（4）多路性;四、微机操作系统 分类: （1）单用户单任务;（2）单用户多任务;（3）多用户多任务 特性： （1）开放性（2）通用性（3）高性能（4）采用微内核结构 五、网络操作系统 工作模式: （1）客户-服务器（Client/Server，C/S）模式 （2）对等（Peer-to-Peer）模式 功能： （1）网络通信（2）资源管理（3）网络服务 （4）网络管理（5）互操作能力; 六、多CPU操作系统 多处理器和多核 类型: （1）主从式（2）独立监督式（3）浮动监督式 七、分布式操作系统 分布式系统是通过网络将多个分散的处理单元连接起来，并在分布式处理软件的支持下构成一个整体而形成的系统。 功能: （1）分布式进程通信（2）分布式文件系统 （3）分布式进程迁移（4）分布式进程同步 （5）分布式进程死锁 八、嵌入式操作系统 以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 特点:（1）微型化;（2）可定制;（3）实时性;（4）易移植性;操作系统安全的重要性 操作系统的安全观点 实现操作系统安全性的基本技术 有效的安全机制: （1）身份鉴别 （2）存取控制 （3）最小特权管理 （4）硬件保护 （5）安全审计 （6）入侵检测 （7）数据加密;一、处理器及工作模式 CPU、特权指令、CPU状态（内核态、用户态） 二、中断技术 特点： （1）中断是随机的；（2）中断是可恢复的；（3）中断是自动处理的 分类： （1）强迫性中断和自愿性中断；（2）外中断与内中断 中断向量：每个中断有一个唯一的与其对应的中断向量号;中断响应与处理 多重中断：允许在中断处理过程中响应新的中断请求 ;三、系统调用 含义： （1）操作系统内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序； （2）用户程序在用户态执行中需要系统内核提供服务时能够使用这组子程序的方法。 实现过程： （1）CPU切换为核心态，保存用户程序的现场信息； （2）分析功能号并在地址入口表中查找对应的系统调用子程序，有时还需要进行安全控制检查； （3）执行系统调用子程序并得到结果； （4）恢复用户程序的现场信息，CPU切换回用户态并返回结果，必要时进行安全检查。 ;第2章 处理器管理;程序的顺序执行: 一个具有独立功能的程序独占CPU运行，直到获得最终结果的过程。;程序的并发执行: 多个程序在执行时间上是重叠的。;程序的并发执行;进程:是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。 进程的结构 PCB--用来存储程序向前推进的执行过程中所要记录的有关运行信息。 进程实体＝程序段＋相关数据段＋PCB ;进程的特征: （1）动态性；（2）并发性；（3）独立性； （4）异步性；（5）结构性。 进程与程序的区别： （1）程序是指令的有序集合，是一个静态的概念，其本身没有任何运行的含义；进程是程序在CPU上的一次执行过程，是一个动态的概念。 （2）程序作为软件资料可以长期保存，而进程则有生命期，它因创建而诞生、因调度而执行、因得不到资源而暂停执行、因撤销而消亡。 （3）进程是一个独立运行的基本单位，也是系统进行资源分配和调度的基本单位；而程序作为静态文本既不运行，也不分配和调度。 （4）进程与程序之间无一一对应关系。既然进程是程序的一次执行，那么一个程序的多次执行可以产生多个进程，而不同的进程也可以包含同一个程序。 （5）程序是记录在介质（如磁盘）上指令的有序集合，而进程则由程序段、数据段和PCB这三部分组成。 ;两状态进程模型 两种状态