计算机导论计算机操作系统.pptxVIP

2023计算机导论计算机操作系统

CATALOGUE目录计算机系统概述操作系统概述进程管理存储管理文件系统设备管理用户接口

01计算机系统概述

1计算机系统的基本组成23包括中央处理器、内存、硬盘、显卡等，是计算机系统的物理基础。计算机硬件包括操作系统、应用程序、数据库等，是计算机系统的非物质基础。计算机软件包括键盘、鼠标、显示器等，是人与计算机系统之间的接口。人机交互界面

计算机硬件的基本构成也称为CPU，是计算机系统的核心，负责执行计算任务。中央处理器内存硬盘显卡用于存储正在处理的数据和程序。用于存储长期数据和操作系统。用于处理图像和视频数据。

是计算机系统的基本软件，负责管理硬件资源，并提供其他软件运行的环境。操作系统应用程序数据库包括办公软件、游戏软件、浏览器等，用于实现特定的功能。用于存储、管理、检索数据。03计算机软件的基本构成0201

02操作系统概述

操作系统是计算机系统中的核心系统软件，负责管理和控制计算机硬件和软件资源。定义操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户界面管理等。功能操作系统的定义和功能

03实时操作系统适用于需要快速响应的控制系统和嵌入式系统，具有较高的可靠性和稳定性。操作系统的分类01批处理操作系统适用于大规模、大批量的数据处理，能够将作业按照顺序排队，自动执行并输出结果。02分时操作系统允许多个用户同时使用计算机，每个用户都可以在自己的终端上工作，具有较高的交互性和实时性。

进程管理操作系统通过进程来管理和控制计算机资源，进程是计算机中的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，包括程序代码、数据和系统资源。操作系统负责管理和分配内存资源，采用虚拟内存技术，将内存分为多个逻辑段，实现内存的动态分配和释放。操作系统通过文件系统来组织和存储计算机中的数据和程序，包括文件的创建、读写、修改和删除等操作。操作系统负责管理和控制计算机中的设备资源，包括输入输出设备、存储设备和网络设备等。操作系统提供用户界面来与计算机进行交互，包括命令行界面、图形界面和声音界面等。操作系统的基本原理内存管理设备管理用户界面管理文件系统管理

03进程管理

进程定义进程是计算机中的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程的基本概念进程状态进程具有就绪、等待、运行、结束等状态，这些状态之间的转换构成了进程的生命周期。进程控制块进程控制块是系统为了管理和控制进程而设立的一个专门的数据结构，其中包含了进程的各个方面的信息。

进程调度01进程调度是操作系统内核的一部分，负责在就绪队列中按照某种算法（如先来先服务、短作业优先等）选择一个进程来执行。进程的调度和管理进程切换02当一个进程被调度时，它需要从用户态切换到内核态，并把自己的寄存器等信息保存到内核栈中；当它执行完成后，需要从内核态切换回用户态，并恢复之前保存的寄存器等信息。进程创建和终止03进程可以通过系统调用的方式进行创建和终止，其中创建进程需要为新进程分配资源，而终止进程需要回收其占用的资源。

进程同步是用来控制多个进程之间协同工作的机制，其中最常用的方式是使用信号量和条件变量等同步原语。进程同步消息传递是一种实现进程间通信的机制，它可以在不同的进程之间传递数据，并保证数据的可靠性和安全性。消息传递共享内存是一种实现进程间通信的高效方式，它允许多个进程共享一段内存空间，从而可以直接读写其中的数据。共享内存进程的同步和通信

04存储管理

存储管理涉及对计算机系统中存储器的管理，包括内存、硬盘、缓存等。存储器存储管理的基本概念用于管理存储器的硬件和软件组件，包括内存管理单元（MMU）和存储控制单元（SCU）。存储管理单元存储管理系统应具备的功能包括分配和回收存储空间、保护存储数据、实现存储共享等。存储管理系统的功能

分段的基本概念存储管理系统需要为每个段分配相应的存储空间，并在段不再需要时将其回收。段的分配与回收段的共享与保护分段存储管理分段技术可以实现多个程序共享同一物理内存，但需要确保各段之间的数据安全和隔离。分段是一种将程序划分为多个逻辑独立部分的技术，每个部分称为一个段。

分页是一种将程序划分为多个等大小页面（页）的技术。分页的基本概念存储管理系统需要为每个页分配相应的存储空间，并在页不再需要时将其回收。页的分配与回收分页技术可以实现多个程序共享同一物理内存，但需要确保各页之间的数据安全和隔离。页的共享与保护分页存储管理

虚拟存储的基本概念虚拟存储是一种将内存和硬盘视为统一存储空间的技术。虚拟存储的实现虚拟存储通过将程序的一部分移至硬盘上实现，当程序需要访问这部分数据时再将其加载到内存中。虚拟存储的优势虚拟存储可以扩大内存容量、提高内存利用率、实现动态加载等优势。虚拟存储管理

05文件系统

文件文件是操