操作系统-第十四课

设备的共享与保护
设备的共享与保护
是指多个用户进程可以共享同一个设备， 但操作系统需要保证每个进程只能访问自 己的数据，而不能访问其他进程的数据。
设备的保护方式
互斥访问、分时共享和中断共享。
设备的共享方式
同时共享和循环共享。
设备的共享与保护的优点
可以提高设备的利用率和系统的性能， 同时可以减少设备的数量和成本。
06
设备管理
设备驱动程序
设备驱动程序
是操作系统与硬件设备之间的接口，用于实 现设备的控制和数据传输。
设备驱动程序的分类
字符设备驱动程序和块设备驱动程序。
设备驱动程序的主要功能
初始化设备、配置设备、控制设备、数据传 输等。
设备驱动程序的设计与实现
需要考虑设备的特性和操作系统的要求，以 确保设备的正确和高效使用。
内存共享
多个程序可以共享同一段内存空间，以提高内存利用率。共 享内存允许多个程序之间直接通信和数据交换，从而提高程 序的并发执行效率。
内存保护
为了防止不同程序之间的相互干扰和破坏，操作系统需要对 内存空间进行保护。通过设置不同的访问权限和保护机制， 可以确保每个程序只能访问其被授权访问的内存区域，从而 保证系统的稳定性和安全性。
04
内存管理
内存的分配与回收
内存分配
操作系统负责将内存空间分配给各个程序，通常采用连续分配和分页分配两种方式。连续分配方式将内存分为多 个区域，每个程序占用一个或多个连续的内存区域；分页分配方式则将内存分为多个固定大小的页，每个程序占 用若干个页。
内存回收
当程序完成或需要释放其占用的内存空间时，操作系统负责回收这些内存。回收后的内存可以用于其他程序的分 配，或者暂时保留以便后续使用。
的资源。
关闭文件
读写文件是通过系统调用或相关函数来完成的。这些 操作允许用户读取或写入文件的内容。
文件的共享与保护
文件的共享
通过文件系统的访问控制机制，可以控 制不同用户对文件的访问权限，从而实 现文件的共享。不同的用户可以有不同 的访问权限，如只读、写入、删除等。
VS
文件的保护
文件系统的保护机制可以防止未经授权的 用户访问或修改文件。这些机制包括用户 身份验证、访问控制列表（ACL）等，以 确保文件的完整性和安全性。
在文件系统中创建新文件通常需要指定文件名和路径， 然后使用系统调用或相关函数来创建文件。
输入 打标开文题件
在文件被使用之前，需要先打开文件。打开文件是通 过系统调用或相关函数来完成的，这些调用或函数会 返回一个文件描述符，用于后续的文件操作。
创建文件
读写文件
完成文件操作后，需要关闭文件。关闭文件是通过系 统调用或相关函数来完成的，它会释放与该文件关联
THANKS
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05
文件系统
文件系统的定义与结构
文件系统定义
文件系统是操作系统中用于管理文件 和目录的软件和数据结构。它提供了 对文件和目录的存储、检索、删除等 操作的管理。
文件系统结构
文件系统通常采用树形结构，根目录 是最高层次的目录，其他目录作为根 目录的子节点依次展开。每个目录可 以包含文件和子目录。
文件的创建、打开、读写与关闭
设备的分配与回收
设备的分配与回收
是指操作系统对外部设备的分配和回 收的管理过程。
设备的分配
根据用户的需求和设备的状态，操作 系统将设备分配给用户进程使用。
设备的回收
当用户进程不再需要使用设备时，操 作系统将设备回收，以便其他进程可 以使用。
设备的分配与回收的原则
应确保设备的合理使用和公平性，同 时要避免资源的浪费和冲突。
进程的状态
总结词：状态转换
详细描述：进程在执行过程中会经历三种状态，分别是运行态、阻塞态和就绪态。运行态是进程正在 使用CPU的状态，阻塞态是进程等待某个条件成立才能继续执行的状态，就绪态是进程已经准备好可 以运行的状态。
进程的创建与终止
总结词
创建与终止方式
详细描述
进程可以通过系统调用或创建新进程的方式创建。当进程完成其任务或出现异 常时，系统会将其终止。进程的创建与终止涉及到进程控制块、资源回收等问 题。
内存的交换与覆盖
内存交换
当内存空间不足时，操作系统需要将 部分程序暂时移出内存，将其存储到 磁盘上，以便为其他程序腾出足够的 内存空间。这个过程称为内存交换。
内存覆盖
为了提高内存利用率，操作系统可以 采用覆盖技术，将一个程序中不同部 分分别装入内存的不同区域，以便同 时装入更多的程序。
内存的共享与保护
图形用户界面
图形用户界面（GUI）是一种通过图形元素（如窗口、图标和菜单）来与计算机交 互的方式。用户通过点击、拖动和选择图形元素来执行任务。
GUI具有直观、易于使用和用户友好的特点。它大大降低了计算机使用的门槛，使 得普通用户也能轻松地使用计算机。
常见的GUI包括Windows、Mac OS和Linux的桌面环境。在这些环境中，用户可以 打开应用程序、浏览文件和设置等，通过图形界面来完成各种任务。
通过本课程的学习，学生应能够解决常见 的操作系统相关问题，提高解决实际问题 的能力。
02
操作系统概述
操作系统的定义
操作系统定义
操作系统是管理计算机硬件与软 件资源的系统软件，是计算机系
统的内核与基石。
操作系统作用
操作系统的作用是有效地控制和 管理计算机系统中的各种软硬件 资源，合理地组织计算机工作流 程，方便用户使用，并为用户提
操作系统-第十四课
目录
• 引言 • 操作系统概述 • 进程管理 • 内存管理 • 文件系统 • 设备管理 • 用户界面
01
引言
课程介绍
操作系统概述
介绍操作系统的定义、功能和重 要性，以及操作系统的历史和发 展趋势。
课程大纲
概述本课程的内容和学习目标， 包括操作系统原理、进程管理、 内存管理、文件系统和设备驱动 程序等。
多媒体用户界面
多媒体用户界面（Multimedia User Interface）是一种结合了 文本、图形、音频和视频等多种媒体形式来与计算机交互的方 式。这种界面形式广泛应用于数字电视、游戏机和多媒体演示 等领域。
Multimedia UI具有丰富的表现力和沉浸感，能够提供更加 生动和引人入胜的交互体验。它可以根据不同的应用场景和 用户需求，使用各种媒体元素来呈现信息和控制操作，使用 户更加自然和直观地与计算机进行交互。
实时操作系统
实时操作系统能够实时地响应外部事件或信号，并能在规 定时间内完成相应处理，如RTOS。
网络操作系统
网络操作系统能够支持网络中多台计算机之间的通信和资 源共享，如Windows Server。
03
进程管理
进程的定义
总结词：基本概念
详细描述：进程是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。它 包括程序计数器、堆栈、动态内存等部分。
课程目标
掌握
通过本课程的学习，学生应掌握操作系统 的基本原理和概念，包括进程、内存、文 件和设备等的管理方式和原理。
学生应了解操作系统的设计和实现过程， 包括系统架构、模块之间的关系和实现细 节等。
掌握常见的操作系统实践技能
提高解决实际问题的能力
学生应掌握常见的操作系统实践技能，如 系统配置、进程管理、内存优化和文件系 统管理等。
供良好的界面。
操作系统发展历程
操作系统的发展历程可以追溯到 上世纪五十年代，随着计算机技 术的不断发展，操作系统经历了 从简单到复杂、从低级到高级的
演变过程。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责管理和调度计算机系统中的各种软硬件资源，包括处理 器、内存、存储设备、输入输出设备等。
程序执行
操作系统负责管理和控制程序的执行，包括程序的启动、运行、暂停 和终止等。
用户界面
操作系统提供用户界面，方便用户与计算机系统的交互，包括命令行 界面和图形用户界面等。
系统安全
操作系统提供系统安全机制，保护计算机系统免受恶意攻击和非法访 问。
操作系统的分类
单用户操作系统
单用户操作系统只能同时支持一个用户执行程序，如 DOS。
多用户操作系统
多用户操作系统可以同时支持多个用户执行程序，如 UNIX和Linux。
07
用户界面
命令行界面
命令行界面（CLI）是一种通过文本命令来与计算机交互的方式。用户在 命令行界面中输入特定的命令，操作系统解析并执行这些命令，从而完 成各种任务。
CLI具有高效、灵活和可定制性强的特点。用户可以通过编写脚本或自动 化工具来执行一系列命令，提高工作效率。
CLI对于系统管理员和专业用户来说非常有用，因为他们需要执行复杂的 命令和任务。但对于普通用户来说，CLI可能较为复杂和难以使用。