[工学]计算机操作系统课件.pptVIP

**********************计算机操作系统本课件将介绍计算机操作系统的基础知识和原理，帮助您深入理解操作系统的核心功能和工作机制。操作系统概述操作系统是计算机系统中最核心的软件。它管理着计算机系统的所有资源。为用户提供一个友好的界面，方便用户使用计算机。操作系统的功能管理计算机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，以确保它们能够被有效地使用。提供用户界面操作系统提供了一个用户界面，例如命令行界面或图形用户界面，让用户可以与计算机进行交互并执行操作。支持多用户和多任务操作系统允许多个用户同时使用计算机，并允许运行多个程序，从而提高了计算机的利用率。保护系统安全操作系统提供安全机制，例如用户身份验证和访问控制，以保护计算机系统免受未经授权的访问和攻击。进程管理创建创建新的进程，分配资源，包括内存、文件和设备。调度决定哪个进程应该在CPU上运行，并分配CPU时间片。同步协调多个进程之间的访问和交互，防止数据竞争和死锁。通信提供进程之间交换数据的机制，以便它们可以协同工作。进程状态和进程调度运行进程正在使用CPU，执行指令。就绪进程已经准备好执行，但等待CPU资源。阻塞进程正在等待某一事件，如I/O操作完成。创建进程正在创建过程中，分配资源。终止进程已完成执行，释放资源。线程和多线程技术1轻量级进程线程是比进程更小的执行单元，共享同一个地址空间，减少了资源开销。2并发执行多线程允许程序在同一时间执行多个任务，提高了系统利用率。3提升响应速度通过多线程，用户界面能够保持响应，即使某个任务在后台运行。进程同步与互斥同步同步是指多个进程在协同工作时，需要相互配合，按预定的顺序执行，以保证数据的正确性。互斥互斥是指多个进程不能同时访问同一个共享资源，以避免数据冲突。进程通信机制共享内存多个进程可以访问同一块内存区域，实现数据共享。消息传递进程间通过发送和接收消息进行通信，适用于不同平台间的数据传输。管道通过管道将数据从一个进程传递到另一个进程，实现数据流的定向传递。内存管理内存分配操作系统负责分配和管理内存资源给进程和程序。内存保护操作系统确保进程之间不会互相干扰，防止一个进程访问另一个进程的内存。内存回收操作系统回收不再使用的内存空间，以便为新的进程分配。虚拟内存技术扩充内存容量虚拟内存技术允许使用比物理内存更大的地址空间，通过将部分数据存储在磁盘上，扩展了可用内存的大小。多任务执行虚拟内存允许多个进程同时运行，即使总的内存需求超过了物理内存的限制。内存保护虚拟内存技术提供了内存保护机制，防止程序访问未经授权的内存区域。文件系统管理组织和管理文件文件系统提供一个结构化的方法来存储和访问计算机中的文件。层次结构文件系统通常采用树状结构，将文件组织成目录和子目录。命名和访问每个文件都有一个唯一的名称，并使用路径来标识其在文件系统中的位置。安全和权限文件系统提供机制来保护文件，并控制用户对文件的访问权限。文件组织结构目录结构层次化组织文件，方便管理和访问。文件类型不同的文件类型，如文本、图片、视频等。文件链接使用链接方式，实现文件之间的关联。文件存储管理磁盘空间分配操作系统分配磁盘空间给文件，可以使用连续分配、链接分配、索引分配等方法。文件目录结构操作系统使用文件目录结构来组织和管理文件，常用的结构包括单级目录、树型目录和图状目录。文件保护操作系统需要提供文件保护机制来保证文件的完整性和安全性，常见的措施包括访问控制、权限控制和备份恢复。文件访问控制用户访问权限设置密码和身份验证安全策略实施设备管理键盘输入设备，用于向计算机输入字符和其他命令。鼠标输入设备，用于控制光标和其他图形界面元素。显示器输出设备，用于显示计算机的输出结果，例如文本、图像和视频。打印机输出设备，用于将计算机的输出结果打印到纸张上。设备驱动程序1硬件接口设备驱动程序充当操作系统与硬件设备之间的桥梁，负责管理硬件设备的访问和控制。2资源管理它们控制设备的分配和使用，确保不同程序对设备的访问是安全和有序的。3错误处理设备驱动程序负责处理设备发生的错误，并通知操作系统采取相应的措施。输入/输出系统设备驱动程序驱动程序是连接操作系统和硬件设备的软件组件。它们提供了一种标准接口，允许操作系统控制设备并访问其功能。中断处理当设备完成操作或遇到错误时，它会向CPU发送中断信号。中断处理程序会识别中断源并执行相应的操作。I/O缓冲区管理