《l操作系统》课件.pptVIP

*******************《操作系统》课程PPT本课程将深入介绍操作系统原理和基本概念，并探讨各种操作系统的设计理念和实现技术。学习操作系统是理解计算机系统工作原理的重要基础，为进一步学习软件开发和系统架构奠定坚实基础。WD操作系统概述管理硬件资源操作系统负责管理计算机的硬件资源，例如CPU、内存、存储器和外设，以确保它们能够有效地运行。提供用户接口操作系统提供用户界面，使用户能够与计算机交互，并运行应用程序。管理文件和网络操作系统管理文件系统，并允许用户在网络中共享文件。操作系统的发展历程早期操作系统最早的操作系统诞生于20世纪50年代，主要用于批处理任务，例如数据处理和科学计算。多道程序设计操作系统多道程序设计操作系统于20世纪60年代出现，能够同时运行多个程序，提高系统效率和资源利用率。分时操作系统分时操作系统在20世纪70年代发展起来，允许多个用户同时使用系统，通过时间片轮转的方式，为每个用户提供交互式服务。个人计算机操作系统个人计算机操作系统在20世纪80年代兴起，为个人电脑提供用户友好界面和丰富的应用软件支持。网络操作系统网络操作系统在20世纪90年代开始发展，支持多个计算机之间进行通信和资源共享，推动了互联网和云计算的发展。移动操作系统移动操作系统在21世纪初兴起，为移动设备提供用户界面和应用程序支持，推动了移动互联网的快速发展。操作系统的功能和特点资源管理操作系统负责管理计算机系统中的各种资源，包括CPU、内存、外设、文件等。用户接口操作系统提供用户与计算机系统交互的接口，方便用户使用计算机。程序执行操作系统负责加载、运行和管理用户程序，为程序提供执行环境。系统安全操作系统负责保护系统安全，防止非法访问和操作。操作系统的基本组成1内核操作系统的核心部分，管理系统资源，提供基本服务。2系统调用接口应用程序与内核的桥梁，提供调用系统服务的途径。3系统程序辅助内核管理系统资源，提供用户界面和管理工具。操作系统的分类批处理操作系统程序以批次形式提交，系统按顺序执行，效率低下，不适合交互式应用。多道程序设计操作系统多个程序同时驻留在内存中，提高CPU利用率，但需要进行资源管理。分时操作系统多个用户同时使用一台计算机，系统将CPU时间分配给各个用户，实现交互式使用。实时操作系统对事件响应速度要求极高，用于控制实时系统，如工业控制、航空航天等。进程的基本概念进程是操作系统中执行程序的基本单位，它是一个动态的概念，表示一个正在运行的程序。一个进程包含程序代码、数据、堆栈和其他资源，操作系统会为每个进程分配独立的内存空间。进程是系统资源分配和保护的基本单位，操作系统会为每个进程维护一个进程控制块(PCB)，记录进程的状态、资源和其他信息。进程的状态与转换1运行状态正在被CPU执行2就绪状态已准备好运行，等待CPU分配3阻塞状态等待某事件发生，例如I/O完成进程状态是指进程在生命周期中的状态，根据进程与CPU的交互情况，进程可以处于运行、就绪或阻塞状态。进程状态之间可以相互转换，例如，一个进程从就绪状态转换为运行状态是因为CPU分配给了它。进程控制与管理进程创建创建新的进程，分配资源，初始化进程控制块。例如，用户执行一个程序，操作系统将创建一个新的进程来执行该程序。进程终止释放进程占用的所有资源，删除进程控制块。例如，当进程执行完毕、遇到错误或用户请求终止时，操作系统将终止该进程。进程挂起将一个运行的进程从内存中移出，保存其状态，并将其置于挂起状态。例如，当内存不足时，操作系统可能会将一些进程挂起，以释放内存空间。进程恢复将一个挂起的进程恢复到内存中，并恢复其状态。例如，当内存空间充足时，操作系统可以恢复一个挂起的进程。进程同步与互斥互斥多个进程共享同一个资源时，确保同一时间只有一个进程访问它。同步多个进程在访问共享资源时，需要按照特定的顺序执行。信号量一种用于控制并发访问的机制，通过信号量来实现进程间的同步与互斥。死锁的概念和条件定义死锁是指多个进程因竞争资源而互相等待，导致所有进程都无法继续执行的状态。条件死锁的发生需要满足四个必要条件：互斥、占有且等待、不可剥夺、循环等待。危害死锁会导致系统资源无法得到有效利用，进程无法正常执行，甚至可能造成系统崩溃。死锁的预防和解决死锁预防死锁预防是通过破坏死锁产生的四个必要条件来避免死锁的发生。例如，可以采用资源预先分配的方式，避免多个进程竞争同一资源。预防方法可以有效地阻止死锁的出现，但可能会降低系统资源利用率和进程运行效