計算機操作系統(tǒng)(湯小丹)課件目錄CONTENTS操作系統(tǒng)概述進程管理內存管理文件系統(tǒng)設備管理用戶接口01CHAPTER操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的定義與功能總結詞操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件，負責管理和控制計算機硬件和軟件資源，為用戶提供便利的操作界面和環(huán)境。操作系統(tǒng)的功能包括進程管理、內存管理、文件管理和設備管理等。詳細描述操作系統(tǒng)的定義與功能總結詞操作系統(tǒng)的基本特征詳細描述操作系統(tǒng)的基本特征包括并發(fā)性、共享性、虛擬性和穩(wěn)定性。并發(fā)性是指操作系統(tǒng)能夠同時處理多個任務；共享性是指系統(tǒng)資源可以被多個進程共享；虛擬性是指操作系統(tǒng)通過技術手段將物理實體呈現(xiàn)給用戶；穩(wěn)定性是指操作系統(tǒng)具有健壯性和可靠性，能夠保證系統(tǒng)的正常運行。操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)的分類總結詞根據(jù)不同的分類標準，操作系統(tǒng)可以分為多種類型。根據(jù)使用環(huán)境，可以分為桌面操作系統(tǒng)、服務器操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)；根據(jù)用戶界面，可以分為命令行界面操作系統(tǒng)和圖形用戶界面操作系統(tǒng)；根據(jù)源代碼開放程度，可以分為開源操作系統(tǒng)和閉源操作系統(tǒng)。詳細描述02CHAPTER進程管理進程的概念與狀態(tài)總結詞描述進程的基本概念和狀態(tài)轉換詳細描述進程是程序的一次執(zhí)行，具有動態(tài)性、獨立性和制約性。進程的狀態(tài)有新建、就緒、運行和阻塞四種狀態(tài)，它們之間可以進行轉換。VS描述進程的創(chuàng)建和終止過程詳細描述進程可以通過系統(tǒng)調用或進程創(chuàng)建原語創(chuàng)建，創(chuàng)建進程時需要為其分配資源，如內存空間、文件、設備等。進程的終止可以通過正常結束或異常結束兩種方式實現(xiàn)。總結詞進程的創(chuàng)建與終止總結詞描述進程間的同步和通信機制詳細描述進程同步是為了協(xié)調進程間的執(zhí)行順序，防止發(fā)生與時間有關的錯誤。進程間可以通過信號量、消息隊列、共享內存等方式進行通信。進程的同步與通信描述進程調度的算法和死鎖的處理方法進程調度算法有先來先服務、最短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先級調度等。死鎖是指兩個或多個進程在無限等待對方釋放資源的情況，可以通過預防、檢測和解除死鎖的方法進行處理?？偨Y詞詳細描述進程調度與死鎖03CHAPTER內存管理內存的分配根據(jù)進程的需求，為其分配所需的內存空間。常見的分配方式有連續(xù)分配和分頁分配。內存的回收當進程完成或被終止時，需要將其占用的內存空間回收，以便重新分配給其他進程使用。內存的分配與回收將暫時不用的進程從內存中移到外存，將需要運行的進程從外存調入內存，以充分利用內存資源。內存交換將程序中不常使用的部分存放在磁盤上，僅將常用的部分裝入內存，以減少內存的占用。內存覆蓋內存的交換與覆蓋內存保護通過設置不同的訪問權限，防止進程之間的相互干擾和破壞。例如，只讀、讀寫、執(zhí)行等權限。要點一要點二內存共享多個進程可以共享同一塊內存區(qū)域，實現(xiàn)信息交換和資源共享，提高內存利用率。內存的保護與共享虛擬內存概念通過技術手段將物理內存劃分為多個邏輯分區(qū)，每個分區(qū)都有自己的地址空間，使得每個進程都感覺自己獨占整個內存。虛擬內存實現(xiàn)通過將部分磁盤空間映射到內存中，實現(xiàn)虛擬內存的擴展。當物理內存不足時，操作系統(tǒng)會將部分數(shù)據(jù)暫時移到磁盤上，從而釋放出物理內存空間供其他進程使用。虛擬內存的概念與實現(xiàn)04CHAPTER文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)定義文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲和檢索的軟件模塊，它提供了一種組織和管理數(shù)據(jù)的方式。文件系統(tǒng)功能文件系統(tǒng)主要負責文件的存儲、檢索、刪除、備份等操作，同時還負責文件的權限控制和安全保護。文件系統(tǒng)的定義與功能邏輯結構是指文件在用戶眼中的組織形式，通常由文件類型、文件名、文件屬性等組成。邏輯結構物理結構是指文件在磁盤上的存儲方式，包括文件的存儲位置、大小、占用空間等。物理結構文件的邏輯結構與物理結構存儲方式文件可以通過順序存儲和隨機存儲兩種方式進行存儲，順序存儲按照一定順序將文件數(shù)據(jù)依次寫入磁盤，而隨機存儲則可以將文件數(shù)據(jù)任意寫入磁盤。檢索方式文件的檢索可以通過關鍵字、屬性、時間等多種方式進行，檢索效率取決于文件系統(tǒng)的設計。文件的存儲與檢索文件的保護與共享文件可以通過權限控制、加密等方式進行保護，以防止未經授權的訪問和修改。保護方式文件可以通過共享文件夾、網絡傳輸?shù)确绞綄崿F(xiàn)共享，方便不同用戶之間進行數(shù)據(jù)交換和協(xié)作。共享方式05CHAPTER設備管理設備的分類與特點分類輸入設備、輸出設備、外存儲器、輔助存儲器等。特點不同類型的設備具有不同的性能指標和功能特點，操作系統(tǒng)需要根據(jù)設備的特點進行管理和調度。驅動程序的作用：控制設備的操作，實現(xiàn)設備與主機的通信。驅動程序的分類：字符設備驅動程序和塊設備驅動程序。驅動程序的加載方式：靜態(tài)加載和動態(tài)加載。設備的驅動程序03設備的分配與回收需要考慮的問題設備的利用率、系統(tǒng)的吞吐量、響應時間等。01設備的分配策略獨占分配、共享分配和虛擬分配。02設備的回收策略立即回收和延遲回收。設備的分配與回收設備的I/O控制方式程序控制方式通過程序直接控制設備的操作。中斷控制方式通過中斷處理程序來控制設備的操作。通道控制方式通過通道來控制設備的操作。DMA（DirectMemoryAc…通過DMA控制器來控制設備的操作，實現(xiàn)主機和設備之間的直接數(shù)據(jù)交換。06CHAPTER用戶接口用戶接口是計算機操作系統(tǒng)提供給用戶與系統(tǒng)交互的界面，它允許用戶輸入命令、數(shù)據(jù)和執(zhí)行操作，同時顯示系統(tǒng)輸出的結果。用戶接口的主要功能是提供方便、高效和友好的人機交互方式，使用戶能夠輕松地使用計算機系統(tǒng)資源，完成各種任務。用戶接口的定義與功能功能定義VS系統(tǒng)調用接口是操作系統(tǒng)提供給應用程序的編程接口，它允許應用程序請求操作系統(tǒng)提供服務，如文件操作、進程控制等。功能系統(tǒng)調用接口的主要功能是提供應用程序與操作系統(tǒng)內核之間的通信機制，使應用程序能夠利用操作系統(tǒng)的資源和服務，實現(xiàn)更高級的功能。定義系統(tǒng)調用接口圖形用戶接口(GUI)是一種用戶接口形式，它使用