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计算机操作系统慕课版课件

计算机操作系统概述进程管理内存管理文件管理设备管理操作系统安全contents目录

01计算机操作系统概述

操作系统是一种系统软件，它是计算机上的一个关键组成部分。操作系统的主要功能包括管理计算机硬件和软件资源，提供用户界面，以及控制和管理计算机系统的各个部分。操作系统的定义与功能功能定义

分类根据不同的标准，操作系统可以分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统等类型。发展操作系统的发展经历了从手工操作到批处理、分时、实时等多个阶段，目前正朝着智能化、网络化、多媒体化等方向发展。操作系统的分类与发展

响应时间指单位时间内系统完成的作业数或处理的数据量。吞吐量资源利用率可靠系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。指从用户提交请求到系统产生响应的时间。指系统资源（如CPU、内存等）的利用程度。操作系统的性能指标

02进程管理

进程定义进程是计算机中的程序关于某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。进程特征动态性、并发性、独立性、异步性、结构特征。进程的概念与特征

进程的状态与转换进程状态就绪状态、执行状态、阻塞状态、创建状态、终止状态。进程转换进程在不同状态之间转换，如就绪到执行、执行到阻塞、阻塞到就绪等。

创建进程、撤销进程、进程阻塞与唤醒、进程挂起与激活。进程控制通过原语对进程进行控制，如创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语等。进程管理进程控制与管理

主要任务是对多个相关进程在执行次序上进行协调，以使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作。进程同步实现进程之间的信息交换，常用的进程通信方式有消息缓冲通信、信箱通信、管道通信等。进程通信进程同步与通信

03内存管理

03内存空间内存中用于存储数据的空间，通常由一系列连续的存储单元组成。01内存计算机中用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据的部件。02内存管理操作系统对内存的分配、保护和回收等操作进行管理，以确保各个进程能够安全、有效地使用内存。内存管理的基本概念

将整个内存划分为一个连续的区域，只能容纳一个作业。单一连续分区将内存划分为若干个大小相等的分区，每个分区只能装入一个作业。固定分区根据作业的大小动态地划分内存分区，提高内存的利用率。可变分区首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法等。分区分配策略分区存储管理

页面将进程的逻辑地址空间划分为一系列大小相等的页。页框将内存物理地址空间划分为与页面大小相等的存储块，称为页框或页帧。页表记录逻辑页号与物理页框号之间的对应关系。地址变换机构将逻辑地址转换为物理地址的机构。页式存储管理

将进程的地址空间划分为若干个段，每个段是一组完整的逻辑信息。段段表地址变换段的共享与保护记录每个段的起始地址和长度等信息。通过段表将逻辑地址转换为线性地址，再通过页表将线性地址转换为物理地址。通过段表实现不同进程之间的段共享，并设置访问权限以实现段的保护。段式存储管理

虚拟内存管理虚拟内存具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。页面置换算法当内存空间不足时，选择哪个页面进行置换的算法，常见的有最佳置换算法、先进先出置换算法、最近最久未使用置换算法等。请求分页系统在分页系统的基础上增加请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。抖动现象如果页面置换算法选择不当或页面分配策略不佳，可能会出现频繁的页面调入调出操作，导致系统效率急剧下降，这种现象称为抖动。

04文件管理

文件与文件系统文件的概念文件是存储在外部介质上的数据集合，是操作系统进行数据管理的基本单位。文件系统的功能实现文件的创建、删除、读写、修改等操作，管理文件的存储空间，提供文件的安全性保护等。文件系统的类型根据不同的分类标准，文件系统可分为多种类型，如磁盘文件系统、网络文件系统、分布式文件系统等。

文件的逻辑结构01从用户角度看到的文件组织形式，包括顺序文件、索引文件、索引顺序文件等。文件的物理结构02文件在存储设备上的存储形式，包括连续存储、链接存储、索引存储等。逻辑结构与物理结构的关系03文件的逻辑结构是用户进行操作的接口，而物理结构则是操作系统管理文件的方式，两者需要相互配合才能实现文件的高效管理。文件的逻辑结构与物理结构

目录的概念目录是文件系统中用于管理文件的一种数据结构，记录了文件的名称、属性、位置等信息。目录结构包括一级目录结构、二级目录结构、多级目录结构等，不同的目录结构适用于不同的应用场景。文件存储文件在存储设备上的存放方式，包括文件的分配方式、存储空间的管理等。目录结构与文件存储

VS多个用户或进程可以同时访问同一个文件，需要保证文件数据的一致性和完整性。文件保护防止未经授权的用户访问文件，