上海交通大學操作系統(tǒng)課件大全

上海交通大學操作系統(tǒng)課件大全歡迎來到上海交通大學操作系統(tǒng)課件大全，本課件將帶您深入了解操作系統(tǒng)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢。課件目錄基礎(chǔ)概念什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的特點操作系統(tǒng)的基本功能核心管理進程管理線程管理內(nèi)存管理文件管理輸入輸出輸入輸出管理設(shè)備驅(qū)動程序緩沖區(qū)管理設(shè)備分類中斷處理機制安全與發(fā)展操作系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程未來操作系統(tǒng)的趨勢什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最重要的軟件之一，它是管理計算機硬件資源和軟件資源的軟件，為用戶提供一個友好的操作環(huán)境。操作系統(tǒng)的特點并發(fā)性多個程序可以同時運行，共享計算機資源。共享性多個用戶或程序可以共享計算機的硬件和軟件資源。虛擬性為每個用戶或程序提供獨立的虛擬機，隱藏底層硬件的復雜性。異步性多個程序或用戶之間相互獨立，以非預知的速度執(zhí)行。操作系統(tǒng)的基本功能進程管理創(chuàng)建、終止、調(diào)度和同步進程。內(nèi)存管理分配、回收和保護內(nèi)存空間。文件管理創(chuàng)建、刪除、訪問和管理文件和目錄。輸入輸出管理控制和管理計算機的輸入輸出設(shè)備。進程管理進程創(chuàng)建為新進程分配資源，并初始化進程控制塊。進程終止回收進程占用的資源，并釋放進程控制塊。進程調(diào)度選擇一個進程運行，并分配處理器時間片。進程同步協(xié)調(diào)多個進程之間的活動，避免數(shù)據(jù)沖突。進程的概念進程是程序的一次執(zhí)行過程，它是一個動態(tài)的概念，包含程序代碼、數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。一個程序可以對應多個進程。進程的狀態(tài)1運行進程正在占用處理器，執(zhí)行程序代碼。2就緒進程已經(jīng)準備好運行，等待處理器分配。3阻塞進程正在等待某個事件發(fā)生，無法執(zhí)行。進程切換保存當前進程狀態(tài)將進程的寄存器、內(nèi)存狀態(tài)等信息保存到進程控制塊中。加載下一個進程狀態(tài)從進程控制塊中加載下一個進程的狀態(tài)信息，并恢復其寄存器和內(nèi)存狀態(tài)。啟動下一個進程將處理器控制權(quán)交給下一個進程，使其開始執(zhí)行。線程管理1線程概念2線程創(chuàng)建與終止3線程同步與通信4線程調(diào)度線程的概念線程是進程中的一個執(zhí)行單元，它共享進程的資源，但擁有自己的執(zhí)行上下文。線程可以獨立運行，提高程序效率。線程與進程的關(guān)系1進程一個進程可以包含多個線程。2線程線程是進程的執(zhí)行單元，共享進程資源。3資源共享線程之間共享進程的內(nèi)存空間和打開的文件。內(nèi)存管理1內(nèi)存分配為進程或線程分配內(nèi)存空間。2內(nèi)存回收釋放進程或線程不再使用的內(nèi)存空間。3內(nèi)存保護防止進程或線程訪問其他進程的內(nèi)存空間。內(nèi)存分配策略連續(xù)分配為每個進程分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。分頁分配將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁面，進程可以分散在多個頁面中。分段分配將內(nèi)存空間劃分為可變大小的段，每個段對應一個邏輯地址空間。虛擬內(nèi)存技術(shù)虛擬內(nèi)存技術(shù)將程序代碼和數(shù)據(jù)存儲在磁盤上，只有在需要使用時才加載到內(nèi)存中，擴展了可用內(nèi)存空間。文件管理文件管理負責對計算機系統(tǒng)中的文件進行組織、存儲、訪問和管理，為用戶提供一個統(tǒng)一的文件訪問接口。文件系統(tǒng)概述文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于組織和管理文件的一套機制，它包括文件目錄、文件屬性和文件操作等。文件的基本操作目錄管理目錄管理負責維護文件目錄的結(jié)構(gòu)，提供對文件的查找和訪問功能，并保證文件的唯一性和安全。輸入輸出管理輸入輸出管理負責控制和管理計算機的輸入輸出設(shè)備，包括鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等，為用戶提供一個統(tǒng)一的輸入輸出接口。設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的橋梁，它負責控制和管理特定類型的設(shè)備，將硬件操作抽象為軟件接口。緩沖區(qū)管理緩沖區(qū)管理負責在內(nèi)存中分配和管理緩沖區(qū)，用于暫存數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和處理速度。設(shè)備分類輸入設(shè)備鍵盤、鼠標、掃描儀等輸出設(shè)備顯示器、打印機、揚聲器等存儲設(shè)備硬盤、內(nèi)存、光盤等中斷處理機制1中斷發(fā)生當設(shè)備發(fā)出中斷請求時，CPU會暫停當前正在執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而處理中斷請求。2中斷處理操作系統(tǒng)會根據(jù)中斷類型，調(diào)用相應的處理程序進行處理。3恢復執(zhí)行中斷處理完成后，CPU會恢復執(zhí)行被中斷的任務(wù)。操作系統(tǒng)安全操作系統(tǒng)安全是保障計算機系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié)，它包括訪問控制、加密算法、病毒防護等多個方面。訪問控制機制訪問控制機制是操作系統(tǒng)安全的重要組成部分，它通過限制用戶或進程對系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限，來保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和完整性。加密算法加密算法是一種將明文轉(zhuǎn)換為密文的技術(shù)，它通過使用密鑰來保護數(shù)據(jù)的機密性，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。病毒防護病毒防護是操作系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié)，它包括病毒檢測、病毒清除和病毒預防等多個方面，旨在保護計算機系統(tǒng)免受病毒的攻擊。操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程操作系統(tǒng)經(jīng)歷了從批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和移動操作系統(tǒng)的演變，不斷發(fā)展壯