计算机操作系统课件(汤子瀛.pptVIP

**********************计算机操作系统本课程将深入探讨计算机操作系统的核心概念和基本原理。涵盖操作系统的主要功能，如内存管理、文件系统、进程管理、并发控制等等。课程概述课程目标深入理解计算机操作系统的基本概念、原理和工作机制，掌握操作系统的核心技术和应用方法，为进一步学习相关专业课程奠定坚实基础。课程内容操作系统的基本概念进程管理内存管理文件管理输入/输出管理操作系统的安全性操作系统的性能评价操作系统的应用领域学习方法课堂讲授、课后练习、实验实践相结合，积极参与课堂讨论，独立完成课后作业和实验项目，并通过查阅资料、网络学习等方式扩展知识面。操作系统的定义与功能1定义操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，它管理计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供一个友好的使用环境。2功能操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、输入/输出管理、安全管理等。3作用操作系统作为计算机系统与用户之间的桥梁，隐藏了硬件的复杂性，为用户提供一个简单的应用程序运行环境。4目标操作系统的目标是使计算机系统高效、安全、方便地运行。操作系统的發展历程1早期操作系统20世纪50年代，操作系统开始出现，主要用于批处理系统，例如IBM的OS/360。2多道程序设计系统20世纪60年代，多道程序设计系统出现，允许多个程序同时运行，提高了系统效率。3分时操作系统20世纪70年代，分时操作系统出现，允许多个用户共享计算机资源，提高了用户体验。4个人计算机操作系统20世纪80年代，个人计算机操作系统开始普及，例如MS-DOS和Apple的MacOS。5现代操作系统20世纪90年代至今，现代操作系统以图形界面、网络功能和多任务处理为主要特征，例如Windows、Linux和MacOSX。操作系统的分类批处理操作系统批处理操作系统以批处理方式执行任务，用户无法直接与系统交互。分时操作系统分时操作系统将CPU时间分配给多个用户，允许多个用户同时使用系统。实时操作系统实时操作系统能够及时响应外部事件，对时间敏感的应用至关重要。网络操作系统网络操作系统管理网络资源，支持计算机之间进行通信。操作系统的基本结构操作系统通常采用分层结构，将复杂的功能分解成多个层次。每个层次提供特定的服务，并依赖于下一层提供的服务。这种分层结构提高了操作系统的可维护性和可扩展性。常见的层次包括：用户接口层、系统调用层、内核层、硬件抽象层。用户接口层负责与用户交互，系统调用层提供系统服务，内核层管理系统资源，硬件抽象层隐藏硬件细节。进程管理进程的概念进程是计算机执行程序的最小单位，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。它包含程序代码、数据和系统资源。进程的状态进程在生命周期中经历不同的状态，例如：运行、就绪、阻塞、新建、终止。进程调度操作系统根据不同的策略选择进程进行运行，并分配系统资源，如CPU时间片，内存空间等。进程通信进程之间需要相互通信才能协同完成任务，例如共享数据，同步和互斥等。进程的概念和状态进程的概念进程是指一个正在执行的程序的实例。它是一个动态的概念，包含了程序代码、数据以及系统资源等信息。进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有一个独立的内存空间和地址空间，它们彼此隔离，并通过操作系统进行通信。进程状态进程在其生命周期中会经历不同的状态。常见的进程状态包括运行状态、就绪状态、阻塞状态、创建状态和终止状态。进程可以在这几种状态之间转换，例如，当一个进程获得CPU资源时，它将从就绪状态变为运行状态。当进程等待I/O操作完成时，它将从运行状态变为阻塞状态。进程调度算法先来先服务(FCFS)最简单，按到达时间顺序执行，易于实现。最短作业优先(SJF)选择执行时间最短的进程，能提高系统吞吐率，但可能导致短进程饥饿。优先级调度根据进程优先级进行调度，高优先级进程优先执行，可用于实时系统。时间片轮转将时间划分为时间片，每个进程轮流执行一个时间片，适合分时系统。进程通信机制1共享内存多个进程访问同一内存区域，实现数据交换。2消息传递进程间通过消息队列发送和接收数据。3管道进程间通过管道进行单向数据传递。4信号量实现进程间同步和互斥访问共享资源。内存管理内存管理内存管理是操作系统的重要组成部分。它负责管理计算机系统中内存资源的分配、回收和使用。内存管理目标内存管理的目标是有效地利用内存资源，提高内存利用率，防止内存碎片，并为用户进程提供安全、高效的内存环境。内存管理方式分页式内存管理将逻辑地