《操作系统实验》课件.pptVIP

*****************课程大纲进程管理进程概念、状态转换、调度算法、同步机制、死锁处理。内存管理内存分配策略、虚拟内存管理、页面替换算法。文件系统文件基本操作、目录管理、磁盘管理。设备管理设备驱动程序、中断处理机制。实验一:进程管理本实验将带领您深入了解进程管理的核心概念和技术，并通过实际操作，加深您对操作系统的理解。进程基本概念11.程序程序是指令和数据的集合，静态的，描述了要完成的任务。22.进程进程是正在运行的程序的一个实例，动态的，具有生命周期，是系统资源分配的基本单位。33.进程控制块(PCB)PCB包含进程状态、资源信息、程序计数器等，是操作系统管理进程的关键数据结构。进程状态转换1新建创建进程时，进程处于新建状态，尚未分配系统资源，没有准备好运行。2就绪进程已分配系统资源，等待CPU时间片，随时可以运行。3运行进程正在执行，占用CPU时间片，进行运算和操作。4阻塞进程因等待I/O操作、资源访问等原因暂停运行，处于阻塞状态。5终止进程执行完毕或因错误异常而结束，不再运行。进程调度算法先到先服务算法(FCFS)按照进程到达系统的时间顺序进行调度，简单易懂，但可能导致短进程等待时间过长。最短作业优先算法(SJF)根据进程执行时间进行调度，最短的进程优先执行，可以有效缩短平均等待时间。优先级调度算法每个进程都有一个优先级，优先级高的进程优先执行，适合对实时性要求较高的任务。时间片轮转算法为每个进程分配一个时间片，进程轮流执行，时间片用完后重新排队，适合多用户交互式系统。进程同步互斥锁互斥锁是进程同步中常用的机制，它保证同一时间只有一个进程可以访问共享资源。信号量信号量是一种更灵活的同步机制，它允许多个进程访问共享资源，但会限制访问次数。事件事件是一种通知机制，它可以用来等待其他进程完成某些操作，从而实现进程间的协作。管程管程是一种高级同步机制，它将共享资源和操作封装在一起，简化了进程同步的编程。死锁预防与避免死锁预防通过限制资源分配策略，例如银行家算法，避免系统进入死锁状态。死锁避免在资源分配过程中，通过判断分配后的状态是否可能导致死锁，来避免死锁的发生。死锁检测通过定期检测系统状态，识别并解除已经发生的死锁，恢复系统正常运行。死锁恢复通过回滚、抢占资源、终止进程等方法来解除死锁，恢复系统正常运行。实验二:内存管理内存管理是操作系统的重要组成部分，负责分配和管理计算机系统中的内存资源。内存管理的目标是高效地利用内存，满足不同程序对内存的需求，并防止程序之间相互干扰。内存分配策略首次适应算法从内存的起始位置开始寻找足够大的空闲区域，如果找到，则分配给进程。该方法简单易实现，但会导致内存碎片化。最佳适应算法从所有空闲区域中选择最小的、但能满足进程大小的区域，分配给进程，以减少内存碎片化。但其有哪些信誉好的足球投注网站时间较长。最差适应算法从所有空闲区域中选择最大的区域分配给进程。该算法能减少内存碎片化，但可能导致较大的空间浪费。伙伴系统将内存空间分成大小相等的块，如果一个块不能满足分配要求，则将其分成大小相等的两个块，直到找到合适的块。虚拟内存管理虚拟地址空间虚拟内存允许进程使用比物理内存更大的地址空间。进程可以访问超出物理内存限制的地址，这些地址被映射到磁盘上的交换空间。页面置换算法当页面需要加载到内存时，但内存已满，操作系统必须选择一个页面从内存中移除。页面置换算法决定哪一个页面应该被移除。页面替换算法先进先出最早进入内存的页面被先替换出去，简单易实现，但容易出现抖动现象。最近最少使用最近最少使用的页面被替换，能更好地利用内存，但需要记录页面访问时间，实现复杂。最佳置换将未来最长时间不会被访问的页面替换出去，效率最高，但无法在实际系统中实现。实验三:文件系统文件系统是操作系统中重要的组成部分。它管理着磁盘上存储的数据，并为用户提供访问这些数据的接口。文件基本操作文件创建创建新文件时，需要指定文件名和文件类型，操作系统将为文件分配存储空间。文件打开打开文件需要提供文件名，操作系统会找到文件并将其打开，以便应用程序读写文件内容。文件读写应用程序可以通过系统提供的接口读取或写入文件内容，操作系统负责管理文件数据在内存和磁盘之间的传输。文件关闭关闭文件后，操作系统会释放文件占用的资源，确保文件数据完整性，防止数据丢失。文件目录管理11.树形结构文件目录采用树形结构，组织文件和文件夹。22.路径管理使用绝对路径或相对路径访问文件和文件夹。33.文件操作提供创建