《操作系统原理导论》课件.pptVIP

**********************操作系统原理导论操作系统是计算机系统的核心组件之一，它负责管理计算机的硬件资源，并为应用程序提供服务。课程介绍课程目标本课程旨在为学生提供对操作系统基本原理的全面了解，并深入探讨关键概念和技术。通过课程学习，学生将掌握操作系统的基本原理，并具备分析和解决操作系统相关问题的能力。课程内容课程内容涵盖操作系统核心概念，包括处理器管理、内存管理、设备管理、文件管理、进程管理等。此外，课程还会介绍操作系统的发展趋势、虚拟化技术、安全机制等，并结合实际案例进行分析讲解。什么是操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，管理着计算机硬件资源和软件资源。它是用户与硬件之间的接口，为用户提供一个统一的抽象层，方便用户使用计算机系统。操作系统负责管理计算机硬件资源，包括内存、CPU、硬盘、网络等，并为应用程序提供一个统一的访问接口。此外，操作系统还管理软件资源，包括应用程序、文件、用户账户等，以确保系统正常运行和数据安全。操作系统的功能资源管理操作系统管理计算机硬件资源，包括CPU、内存、磁盘和外设，为应用程序提供使用这些资源的途径。程序管理操作系统负责程序的加载、执行和终止，并提供必要的程序运行环境，例如内存分配、文件访问等。用户管理操作系统管理用户身份、权限和安全策略，保护系统资源不被非法访问或破坏。网络管理操作系统提供网络通信服务，支持计算机之间的连接和数据传输，例如网络协议、数据包转发等。操作系统的发展历程早期操作系统从批处理系统开始，操作系统发展迅速，经历了多道程序设计、分时系统等阶段。早期操作系统专注于管理资源，提高硬件利用率。现代操作系统引入交互式界面，如图形界面，并加入了网络支持、安全机制等功能。操作系统更注重用户体验和资源管理的效率。云计算和移动时代云计算技术的发展推动了虚拟化、分布式等技术的发展，操作系统开始支持云环境和移动设备。未来趋势操作系统将会继续发展，更加注重人工智能、物联网等新兴技术的融合。操作系统的分类11.批处理操作系统批处理操作系统将作业以批处理方式提交给系统，按顺序执行。22.分时操作系统分时操作系统将处理器时间分配给多个用户，让用户感觉像是独占系统。33.实时操作系统实时操作系统用于控制实时系统，要求对事件做出快速响应。44.多用户操作系统多用户操作系统允许多个用户同时访问系统，并管理不同用户对资源的访问。操作系统的体系结构操作系统体系结构是操作系统内部组织和设计的框架，它决定了操作系统各个组件之间的交互方式和信息传递流程。常见的操作系统体系结构包括分层结构、微内核结构、模块化结构等。处理器管理处理器分配处理器是计算机的核心，操作系统负责分配和管理处理器的使用。进程调度操作系统需要决定哪个进程应该获得处理器使用权，以及何时切换进程。多任务处理通过时间片轮转等技术，操作系统可以使多个进程共享处理器，提高系统效率。内存管理内存分配分配内存给不同的进程或线程，确保资源合理分配，避免内存冲突。内存保护保护每个进程的内存空间，防止相互访问，维护系统稳定性。内存共享允许进程之间共享内存，提高效率，减少资源浪费，但需要谨慎管理。虚拟内存利用硬盘空间扩展内存，提升系统容量，但需要考虑性能影响。设备管理1硬件接口操作系统提供统一的接口，隐藏硬件复杂性，简化应用程序开发。2资源分配操作系统负责分配和管理系统资源，例如磁盘、打印机和网络。3设备驱动程序设备驱动程序是软件，允许操作系统与特定硬件设备进行通信。4I/O控制操作系统管理I/O操作，例如数据传输和错误处理。文件管理数据存储文件管理是操作系统的重要功能之一，负责将数据存储在磁盘上，并提供访问和管理这些数据的方法。文件组织操作系统通过文件夹和目录结构来组织文件，方便用户查找和管理文件。文件访问用户可以通过文件名或路径来访问文件，操作系统会根据文件系统结构找到对应的文件。权限控制操作系统可以控制不同用户对文件的访问权限，确保数据安全和完整性。进程管理进程概念进程是程序执行的实例。它是操作系统分配资源的最小单位。一个进程包含程序代码、数据和状态信息。进程状态进程可以处于多种状态，例如就绪、运行、阻塞和终止。操作系统通过进程控制块(PCB)来管理进程的状态信息。并发与同步多个进程同时运行并发允许多个进程在一段时间内共享系统资源。协调进程之间的交互同步机制确保对共享资源的访问是互斥的，并防止竞争条件发生。互斥与同步互斥是指一次只允许一个进程访问共享资源。同步确保了进程按照预定的顺序访问资