華中科技大學電信系操作系統(tǒng)課件-cha

華中科技大學電信系操作系統(tǒng)課件-cha目錄CONTENCT操作系統(tǒng)概述進程管理內存管理文件系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)01操作系統(tǒng)概述定義功能操作系統(tǒng)的定義與功能操作系統(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開發(fā)環(huán)境。操作系統(tǒng)的主要功能包括資源管理、系統(tǒng)監(jiān)控、用戶界面、進程管理、內存管理、文件系統(tǒng)管理等。早期操作系統(tǒng)發(fā)展歷程現(xiàn)代操作系統(tǒng)隨著計算機技術的發(fā)展，早期計算機系統(tǒng)需要一種管理硬件資源的軟件，于是出現(xiàn)了批處理系統(tǒng)。隨著計算機應用的普及和技術的進步，操作系統(tǒng)經歷了從批處理系統(tǒng)到分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等發(fā)展歷程?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)更加注重安全性、可靠性和易用性，同時支持多任務、多用戶和多媒體應用。操作系統(tǒng)的歷史與發(fā)展80%80%100%操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)可以分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)可以分為桌面操作系統(tǒng)、服務器操作系統(tǒng)、移動設備操作系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)可以分為開源操作系統(tǒng)和閉源操作系統(tǒng)。根據(jù)功能根據(jù)應用領域根據(jù)源代碼02進程管理進程的定義與狀態(tài)進程程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本單位。進程狀態(tài)新建、可運行、阻塞、就緒等狀態(tài)，描述進程在執(zhí)行過程中的不同階段。通過系統(tǒng)調用創(chuàng)建新進程，包括拷貝父進程的地址空間、加載新程序等步驟。進程創(chuàng)建當進程完成或異常結束時，系統(tǒng)回收資源并釋放相關狀態(tài)。進程終止進程的創(chuàng)建與終止進程同步通過信號量、條件變量等機制，協(xié)調不同進程間的執(zhí)行順序。進程通信通過管道、消息隊列、共享內存等方式，實現(xiàn)進程間的信息交換。進程的同步與通信根據(jù)進程的重要程度或緊迫程度，為進程分配不同的優(yōu)先級。優(yōu)先級根據(jù)優(yōu)先級和其他調度策略，決定哪個進程在何時運行以及運行多久。調度進程的優(yōu)先級與調度03內存管理VS在操作系統(tǒng)中，內存的分配通常由系統(tǒng)根據(jù)需要動態(tài)完成。分配的方式包括連續(xù)內存分配和分頁內存分配。連續(xù)內存分配將內存分為多個分區(qū)，每個進程分配一個分區(qū)；分頁內存分配將內存分為多個固定大小的頁面，每個進程分配多個頁面。內存的回收當進程完成任務或終止時，系統(tǒng)需要回收其占用的內存?；厥盏姆绞桨ㄊ謩踊厥蘸妥詣踊厥铡Ｊ謩踊厥招枰绦騿T顯式釋放內存；自動回收則由系統(tǒng)自動完成。內存的分配內存的分配與回收內存分區(qū)是一種將內存分為多個獨立區(qū)域的方法。每個區(qū)域可以獨立分配給一個進程，以實現(xiàn)多任務處理。常見的分區(qū)方式包括固定分區(qū)和可變分區(qū)。固定分區(qū)將內存分為固定數(shù)量的分區(qū)，每個分區(qū)的大小固定；可變分區(qū)則允許根據(jù)需要動態(tài)調整分區(qū)的大小。分頁是一種將內存分為多個固定大小頁面的方法。每個頁面可以獨立分配給一個進程。頁面大小通常為物理塊大小的整數(shù)倍。常見的分頁方式包括實存分頁和虛存分頁。實存分頁將內存分為固定數(shù)量的頁面，每個頁面大小相同；虛存分頁則允許根據(jù)需要動態(tài)調整頁面數(shù)量和大小。內存的分區(qū)內存的分頁內存的分區(qū)與分頁內存的交換交換是一種將不活躍的進程從內存中移除，將其保存在磁盤上，以便為其他進程騰出空間的技術。交換通常在物理存儲器空間不足時進行。要點一要點二內存的覆蓋覆蓋是一種將程序代碼和數(shù)據(jù)存儲在內存不同區(qū)域的方法。通過覆蓋技術，操作系統(tǒng)可以將程序的不同部分存儲在不同的區(qū)域，以便更好地利用內存空間。內存的交換與覆蓋內存的保護內存保護是一種防止非法訪問和錯誤操作的技術。通過設置保護標志或使用段式保護機制，操作系統(tǒng)可以限制對不同區(qū)域的訪問權限，以防止數(shù)據(jù)損壞或程序錯誤。內存的共享在多任務系統(tǒng)中，多個進程可能需要訪問同一數(shù)據(jù)或資源。為了實現(xiàn)資源共享，操作系統(tǒng)需要提供一種機制來控制對共享資源的訪問。常見的控制方式包括互斥訪問、信號量控制和文件鎖等。通過這些機制，操作系統(tǒng)可以確保多個進程安全地共享內存中的資源。內存的保護與共享04文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的定義與結構文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件存儲和檢索的軟件架構，它提供了一種組織和管理數(shù)據(jù)的方式。文件系統(tǒng)定義文件系統(tǒng)通常采用樹形結構，根目錄是最高層次的目錄，其他目錄作為根目錄的子目錄，文件和目錄被組織成一個層次結構。文件系統(tǒng)結構文件存儲文件系統(tǒng)負責將文件存儲在磁盤或其他存儲介質上，并記錄文件的元數(shù)據(jù)，如文件名、文件大小、創(chuàng)建時間等。文件檢索文件系統(tǒng)提供了檢索文件的方法，用戶可以通過文件名、關鍵字或其他條件來查找和訪問文件。文件的存儲與檢索通過設置不同的訪問權限，文件系統(tǒng)可以實現(xiàn)文件的共享，不同的用戶可以以不同的方式訪問共享文件。文件共享文件系統(tǒng)提供了加密、權限控制等安全機制，以確保文件的機密性和完整性，防止未經授權的訪問和修改。文件安全文件的共享與安全文件備份定期對重要文件進行備份是防止數(shù)據(jù)丟失的有效方法，文件系統(tǒng)提供了備份工具和策略，以幫助用戶進行備份操作。文件恢復當文件因意外刪除或損壞時，文件系統(tǒng)提供了恢復機制，允許用戶從備份中恢復文件，以最大程度地減少損失。文件的備份與恢復05輸入輸出系統(tǒng)分類特性輸入輸出設備的分類與特性輸入設備、輸出設備、存儲設備速度、精度、可靠性、兼容性輸入輸出設備的驅動程序驅動程序的作用管理設備、提供接口、轉換數(shù)據(jù)格式驅動程序的分類硬件抽象層、設備驅動程序、用戶級驅動程序分配資源、管理資源、回收資源