计算机操作系统 PPT

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操作系统ppt课件完整版

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分时操作系统
分时操作系统采用时间片轮转的方式处理 多个用户的请求,保证了每个用户都能得 到及时的响应。
网络操作系统
网络操作系统具有强大的网络管理功能, 支持多种网络协议和网络服务,使得计算 机网络更加高效、可靠、安全。
实时操作系统
实时操作系统能够在规定的时间内对外部 输入的信息做出处理,并控制所有实时设 备和实时任务协调一致地工作。
动态分区
根据作业的大小动态地建 立分区,使分区大小正好 适应作业的需要。
分区的分配与回收
采用一定的算法将空闲分 区分配给请求者,当作业 完成后将作业占用的分区 回收。
页式存储管理
01 02
基本思想
将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页,而物理内存划分为同样大 小的页框。程序加载时,可将任意一页放入内存中任意一个页框,实现 离散分配。
中断处理的概念
中断处理是指当设备发出中断请求时,CPU暂 停当前任务并转去处理中断请求的过程。
ABCD
设备驱动程序的功能
包括设备的初始化、设备的打开和关闭、设备的 读写以及设备的状态查询等。
中断处理的流程
包括中断请求的响应、中断服务程序的执行以及 中断返回等步骤。
06
操作系统安全与保护
操作系统安全概述
THANKS
感谢观看
访问控制与安全策略
访问控制机制
操作系统通过用户认证、文件权限、访问控制列表(ACL)等机制 实现访问控制,防止未经授权的访问。
安全策略实施
操作系统应实施强制访问控制(MAC)、自主访问控制(DAC) 等安全策略,确保只有经过授权的用户才能访问敏感资源。
审计与监控
操作系统应具备审计和监控功能,记录用户的操作行为,以便事后分 析和追责。

计算机操作系统课件完整版

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分配算法
首次适应算法、最佳适应 算法、最坏适应算法等, 用于决定如何为进程分配 内存空间。
虚拟内存技术原理及应用
虚拟内存概念
通过硬件和软件的结合 ,将物理内存和外存结 合起来,为用户提供比 实际物理内存大得多的 逻辑内存空间面 置换功能,实现虚拟内 存。
分布式操作系统
这种操作系统能够管理分布在不同地点的 计算机资源,支持分布式计算和协同工作 ,适用于构建和管理分布式系统。
分时操作系统
这种操作系统允许多个用户同时使用计算 机,每个用户都感觉自己独占了整个系统 资源。
网络操作系统
这种操作系统能够管理网络资源,提供网 络服务和支持网络通信,适用于构建和管 理计算机网络。
分布式系统特点和挑战
分布式系统特点
分布式系统由多台计算机组成,每台计算机都拥有独立的处理能 力和存储空间,计算机之间通过网络进行通信和协作。
分布式系统挑战
分布式系统面临着诸多挑战,如数据一致性、并发控制、容错处理 、安全性等。
分布式系统应用
分布式系统广泛应用于云计算、大数据处理、物联网等领域。
典型分布式操作系统案例分析
• 优先级调度策略:优先级调度策略是根据设备请求的优先级进行资源分配。优先级高的请求可以优先获得资源 ,而优先级低的请求则需要等待。这种策略的优点是可以满足紧急或重要请求的需求,但缺点是可能导致低优 先级请求长时间得不到处理。
06
用户界面与交互设计
用户界面基本要素和原则
用户界面基本要素
包括窗口、菜单、图标、按钮等,这些 要素是用户与计算机进行交互的基础。
网络协议栈概述
网络协议栈是一组按照特定层次结构排列的网络协议集合,用于实 现不同计算机系统之间的通信。

《计算机操作系统》PPT课件

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控制器
译码器
内存储器
地址 内容



0100H

0101H 070270H 区


操作控制线路

累加器
运算器
算术、逻辑运算部件
数据
0270H
2021/8/17
指令的执行过程
数 据 区
1
内存储器的访问过程
存储器的访问过程:向[0001]单元写数据
地址总线
地控控制址总制线0:0写0100000000000111011001001111111101010010111110111111000000000000011111111001111110111111111000000001001111111111111111100000000000111111111111111100000000111111111111111100001001001110011010数数据据总1线0000
默认为RAM 的 1.5左右
可调整
最大容量与CPU的寻址能力有关
32位CPU最大可达4GB。
1 2021/8/17
1 2021/8/17
2. 存储器分配
目的:提高存储器的利用率,提高系统速度
➢ 多个进程共享存储器,分配、释放存储器 ➢ 进程需要的存储空间是变化的
进程3
➢ 调进或调出进程 ➢ 移动进程
2021/8/17
12
1 2021/8/17
进程的状态和调度(p138)
进程在整个生命周期内有三种状态:就绪、
执行、挂起状态
单CPU
程序正在执行
执行状态
多CPU
新建 进程被选中 就绪状态

《计算机操作系统》ppt课件

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图2.3 关闭计算机对话框
2.2鼠标的基本操作
鼠标是计算机最常用的输入设备,如图2.6所示。一般情况下,它有一个左 键、一个右键和一个滚轮。在Windows XP中,通过鼠标几乎可以完成所 有的操作。
2.2.2鼠标指针的形状
鼠标指针的形状会随着位置和操作状态不同 而有所差异。常见指针形式如图所示:
windows操作系统的特点?
1、直观、高效的图形用户界面 2、多任务的操作系统
DOS界面 Windows界面
一、启动Windows XP
显示器电源
主机电源
开机的顺序是:先开显示器电源、再打 开主机电源。关机先从开始菜单关闭系 统(及主机)再关显视器。
图2.1 Windows登陆界面
Windows XP桌面
利用桌面上的“Internet Explorer”图标, 可以连接因特网,查找各种有用 的信息。
回收站用于暂时存放被删除的文件 或文件夹信息,双击“回收站”图标, 就可以查看里面的内容,进行删除、 还原或清空 操作。
鼠标形状
鼠标的形状取决于它所在的位置,以及和其 他屏幕元素的相互关系
应用程序窗口和文档窗口
DOS的特点: 纯字符界面,无图标,用键盘命令操作。每输入一个 命令,执行一次运算。
操作系统当代大亨——(视窗操作系统) windows
Windows 1.0 1985年
Windows 2.0
Windows 3.0 1992年
Windows 3.2中文版
1994年
1995年
Windows 98
Windows 7 2009年发布

给大家留2个问题: 1、windows操作系统的具体有哪些版本? 各有怎样的特点? 2、除了DOS和windows操作系统以外, 还有哪些操作系统软件?它们主要用在哪些方 面?各自有怎样的特点?

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目录
• 计算机操作系统概述 • 进程管理与调度 • 内存管理策略 • 文件系统原理及应用 • 设备驱动程序开发实践 • 网络通信原理及实现方法 • 操作系统安全机制设计
01
计算机操作系统概述
定义与作用
定义
计算机操作系统是一种系统软件, 它是计算机上的一个关键组成部分。
作用
合理配置操作系统参数、调整网络 协议栈参数和优化应用程序设计等
方式提高网络通信性能。
07
操作系统安全机制设计
操作系统安全威胁分析
恶意软件攻击
包括病毒、蠕虫、特洛伊木马等,可能破坏系统完整性、 窃取信息或占用系统资源。
非法访问与越权操作
未经授权的用户尝试访问敏感数据或执行关键操作,可能 导致数据泄露或系统损坏。
结构
操作系统通常由内核、外壳、文件系 统、设备驱动程序等组成。
功能
操作系统的主要功能包括进程管理、内 存管理、设备管理、文件管理和用户接 口等。这些功能共同协作,确保计算机 系统的正常运行和高效使用。
02
进程管理与调度
进程概念及属性
进程定义
进程是计算机中的程序关于某数 据集合上的一次运行活动,是系 统进行资源分配和调度的基本单
虚拟内存技术原理及应用
虚拟内存技术原理
利用磁盘空间作为内存的扩展部分,将部分暂时不用的程序和数据存放到磁盘 上,以便腾出内存空间给急需的程序和数据。当需要再次使用这些程序和数据 时,再从磁盘上读入内存。
虚拟内存技术应用
实现进程的隔离和保护,提高内存利用率,支持多道程序设计和分时系统,使 得大型程序能够在小内存中运行。
操作系统的主要功能是管理计算机 硬件和软件资源,为用户提供一个 方便、高效的使用环境。

计算机操作系统ppt课件

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contents •计算机操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理•用户界面与交互性支持•网络操作系统简介目录01计算机操作系统概述定义与功能定义管理计算机资源提供用户界面组织计算机工作流程发展历程及分类发展历程分类操作系统与硬件/软件关系与硬件关系与软件关系02进程管理进程概念及状态转换进程定义01进程状态02进程控制块(PCB)03先来先服务(FCFS )优先级调度时间片轮转(RR )短作业优先(SJF )进程调度算法进程同步与通信机制信号量机制消息传递机制管道通信共享内存机制03内存管理内存空间分配方式连续分配方式非连续分配方式允许一个程序分散地装入到不相邻的内存分区中,包括基本分页存储管理、基本分段存储管理和段页式存储管理。

虚拟内存技术原理及应用虚拟内存技术原理虚拟内存技术应用内存保护机制界限寄存器保护访问控制列表硬件保护键04文件系统文件概念及类型划分文件概念文件是计算机中存储数据的基本单位,通常是一组相关数据的集合,可以包含文本、图像、音频、视频等多种形式的数据。

类型划分根据文件的性质和用途,可以将其划分为不同类型,如文本文件、二进制文件、图像文件、音频文件、视频文件等。

文件组织结构文件逻辑结构文件的逻辑结构是指用户从逻辑上看到的文件组织形式,包括流式文件和记录式文件两种。

流式文件以字节为单位进行组织,而记录式文件则以记录为单位进行组织。

文件物理结构文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法,包括连续文件、串联文件和索引文件三种。

连续文件将文件信息按顺序连续存放在磁盘上;串联文件将文件信息分散存放在磁盘上,通过指针链接;索引文件则通过建立索引表的方式来管理和访问文件。

文件的访问权限是指用户对文件的读、写和执行等操作的许可权。

操作系统通常提供了一套机制来控制不同用户对文件的访问权限,以保障系统的安全性和数据的保密性。

访问权限常见的文件访问权限控制方法包括自主访问控制(DAC )、强制访问控制(MAC )和基于角色的访问控制(RBAC )。

《计算机操作系统》ppt课件完整版

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线程的实现方式
1 2
用户级线程 在用户空间中实现的线程,内核对其无感知,线 程管理和调度由用户程序自己完成。
内核级线程 在内核空间中实现的线程,内核负责线程的创建、 撤销和调度等操作,线程管理开销较大。
3
混合实现方式 结合用户级线程和内核级线程的特点,将部分线 程管理功能交给用户程序完成,以提高效率。
进程的状态与转换
进程的基本状态包括就绪、执行和阻塞三种。
进程状态转换的典型情况包括:运行到就绪、就绪到运行、运行到阻塞、阻塞到就 绪等。
进程状态转换由操作系统内核中的进程调度程序完成。
进程控制与管理
进程控制包括进程的创建、撤销、阻塞和唤醒等操作。
进程管理包括进程同步、进程通信、进程调度和进程死锁 等问题。
优点
提高了系统的并发性和响应速度,充分利用了多核处理器 的优势。
缺点
线程间的同步和通信可能增加编程的复杂度和出错概率。
对象管理技术
对象管理概念
对象管理是指操作系统 采用面向对象的思想来 管理系统的资源,如文 件、设备、进程等。
优点
提高了系统的模块化程 度,便于扩展和维护; 增强了系统的安全性, 通过封装和访问控制保 护对象。
THANKS
感谢观看
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统概念
嵌入式操作系统是用于嵌入式系统的专用操作系统, 负责管理和控制嵌入式设备的硬件和软件资源。
优点
嵌入式操作系统具有实时性、可靠性和可定制性等特 点,适用于各种嵌入式应用场景。
缺点
嵌入式操作系统的资源受限,如处理器速度、内存大 小和存储容量等,需要针对特定应用进行优化。
享内存等。
调度与分配
按照一定策略对进程进 行调度,分配处理机资

第2章计算机操作系统PPT课件

第2章计算机操作系统PPT课件

9/17/2024
大学计算机基础
用户接口
用户接口有两种类型: (1)命令接口和图形用户界面 用户 通过交互方式对计算机进行操作。 (2)程序接口 程序接口又称应用程 序接口(Application Programming Interface,API),为编程人员提供, 应用程序通过API可以调用操作系统 提供的功能。
操作系统
计算机硬件
整个计算机系统的层次结构
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.2 操作系统的作用和功能
1. 操作系统的作用
(1) 用户和计算机硬件之间的接口 (2) 硬件功能的扩充 为用户提供了 一台功能显著增强,使用更加方便, 安全可靠性更好,效率明显提高的机 器,称为虚拟计算机(Virtual Machine)。 (3) 资源管理器
9/17/2024
大学计算机基础
4.Linux Linux是一套免费使用和自由传播的、
与Unix完全兼容的类Unix操作系统。 Linux最初是由芬兰赫而辛基大学计算
机系的学生Linus Torvalds开发的一个操 作系统内核程序,Linux以其高效性和灵 活性著称,它能够在PC机上实现Unix操作 系统的功能。
9/17/2024
大学计算机基础
实时操作系统
实时操作系统是指系统能及时(或即时)响应外 部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理, 并控制所有实时任务协调一致地运行。
根据具体应用领域不同,实时操作系统分两类: (1) 实时控制系统 (2) 实时信息处理系统
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.4 典型操作系统简介
9/17/2024
大学计算机基础
图中进程WINWORD.EXE有4个线程, 进程explore.exe有16个线程。

操作系统-完整版PPT课件

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B、双击“标题栏”
C、单击“任务栏”上相应的“任务按钮”
D、选择“控制”按钮弹出菜单中的“”最 大化
选项
2、在Windows中,可以“关闭”窗
口的操作是A(BCD

A、双击“控制”按钮
B、按ALT+F4
C、选择文件“下拉菜单的”关闭“ 选项
D、选择“控制”按钮弹出菜单中“ 关闭”选项
3、属于多用户多任务的操作系统的是 ( BCD )
操作中,要先按住键盘上的( A )键 ,再依次单击各选择对象。
A.CTRL B.ALT
C.SHIFT D.TAB
6、在Windows98中,有些菜单的选项
中的右端有一个向右的箭头,则表示 该菜单项代表( A )
A.将弹出下一级子菜单 B.当前不能选取执行 C.已被选中 D.将弹出一个对话框
7、应用程序窗口最大化以后,标
A.该命令正在使用
B.当前不能选取执行
C.执行该命令时出错
D.该命令已正确执行
3、按组合键( B )可以打开“开始 ”菜单。
A. Ctrl+O C. Ctrl+空格键
B. Ctrl+Ese D. Ctrl+Tab
4、运行windows98桌面上已经有某应用 程序的图标,可以( B )
A.左键单击该图标 B.左键双击该图标 C.右键单击该图标 D.右键双击该图标 5、在选定多个非连续文件或文件夹的
题栏右边分别是( B )三个 按钮 A.最小化、最大化和大小 B.最小化、还原和关闭 C.最小化、关闭和移动 D.最小化、最大化和恢复
8、下列叙述中,正确的是( D )
A、“开始”菜单只能用鼠标单击“开始” 按钮才能打开
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第1章 操作系统引论
1.0 引言
教材
计算机操作系统 汤子赢
参考教材
操作系统设计与实现 王鹏等译
电子工业出版社
现代操作系统
陈向群等译 机械工业出版社
操作系统教程
王素华
人民邮电出版社
计算机操作系统教程 张尧学,史美林 清华大学出版社
操作系统教程
孟庆昌 西安电子科技大学出版社
操作系统课程的特点:
实践性强(从实践总结出原理)
涉及面广(并行程序,性能问题,结构问 题,程序方法论,软件工程,等等)
错综复杂:纵横交叉 注意学习方式的变化
教师只指出要点 要通过自学、研读参考书掌握内容
善于发现问题、提出问题 要努力寻求问题的答案
操作系统检查字符串的位置是否正确 操作系统找到字符串被送往的设备, 该设备是一个 伪终端, 由一个进程控制 操作系统将字符串送给该进程
专业—微观层面
计算机领域
• 设计操作系统 或者 修改现有的系统
存在人们意识不到的大量“操作系统” 嵌入式系统(Embedded OS)
• 加深对使用的OS的理解,有利于深入编程
用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道
• 编程时借鉴操作系统的设计思想和算法
操作系统中的许多概念和技巧可推广 到其他领域
硬件非常昂贵, 人工操作, 没有操作系统
1. 人工操作方式:
控制台
一个用户
• 一次完成一个功能
(计算,I/O,用户操作三者串行)
• 程序通过穿孔机或卡片装入
• 用户在控制台前调试程序
50年代早期
出现了穿孔卡片 程序写在卡片上然后读入计算机
缺点:
(1) 上机用户独占计算机的全部资源, 资源利 用率低, 工作效率非常低。 (2) CPU 等待人工操作。 (3) 每个用户都要自行编写涉及到硬件的源 代码。工作量大, 难度高, 易出错。 出现两个矛盾:
单道批处理过程
2. 单道批处理系统的特征
• 自动性:磁带上一批作业能自动逐个依次运行
• 顺序性:作业顺序进入内存,执行与完成的顺序 和调入的顺序完全相同。
• 单道性:内存中仅有一道程序,只有该程序完成 或发生异常时,才调入后继程序进入内存运行。 一个用户独占全部资源CPU负责计算,也负责
传输, CPU与外设速度不匹配 CPU与I/O串行资源利用率仍然很低。
人机矛盾—人低速与机器高速 CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾。
2. 脱机I/O方式
习题 p25 4
为了解决这两个矛盾,50 年代末出现了 脱机I/O方式, I/O设备由外围机控制。减少了
CPU的空闲时间,提高了 I/O 速度
输入设备
外围机
磁盘
主机
外围机
输出设备
1.2.2 批处理
为了提高资源利用率和系统吞吐量
一. 单道批处理系统
用户把程序(卡片)交给系统管理员,他把一批 作业以脱机方式输入到磁带上,常驻监督程序 (Moniter)对这批作业一个接一个连续处理。
1. 单道批处理系统处理过程:
重复进行
装入程序、运行、打印结果、撤出
开始
是 有作业? 否
终止
运行 目标程序
把作业的源 程序转换为
目标程序
是 有错吗? 否 装配 目标程序
该进程告诉窗口系统它要显示字符串
窗口系统确定这是一个合法的操作,然后将字符 串转换成像素
窗口系统将像素写入存储映像区
视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显 示器(重画屏幕), 显示器发射电子束
用户在屏幕上看到 hello world
二. 为什么学习操作系统?
综合—宏观层面
技术、经济、政治、…
3.单道批处理系统的典型代表
•FMS(FORTRAN Monitor System,FORTRAN监控系统)
•IBMSYS(IBM为7094机配备的操作系统)
这些操作系统由监控程序,特权指令,存储保护和简单 的批处理构成

卡片




IBM 1401
磁带机
早期批处理系统
打 印 机
IBM 7094
习题:p25 1, 2
课后思考题 1. 谈谈你对操作系统的初步认识 2. 你对学习操作系统课程有什么样的希望和 要求?你打算这样来学习这门课?
1.2 操作系统的发展过程
操作系统是随着计算机硬件技术、 软件技术的发展而发展的。
目标:充分地利用资源 更好的提供服务
1.2.1 无操作系统的操作方式
真空管计算机时代
• 选择购买操作系统 • 我们并不总使用微软Windows
四、操作系统的性能指标
1. 系统的RSA 可靠性(Reliability):用平均无故障时间(MTBF)度量 可维修性(Serviceability):用平均故障修复时间度量 可用性 (Availability):正常工作的概率
2. 系统吞吐量: 单位时间完成的作业数 3. 系统响应时间: 从输入到回应所需时间 4. 资源利用率:资源(CPU,内存,I/O设备)实际使用比例 5. 可维护性: 改错、改变功能、扩充功能 6. 可移植性: 将OS移植到另以机型所需工作量 7. 方便用户: 用户界面友好,使用灵活方
采用缓冲, DMA, 中断处理 • 多道程序共享资源,提高CPU、内存和I/O设备的 利用率。增加系统吞吐量。
单道:
用户程序 监督程序
I/O请求 启动I/O
I/O请求 I/O完成
I/O操作
t
多道:
程序A A:I/O请求 A:I/O
IBM 1401
输入磁带
输出磁带
Operating System
基本控制卡片 是现代作业控制语言和命令解释器的先驱
•在IBM 7094机上, 若当前作业因等待I/O而暂停, CUP只能踏步直至该I/O完成。 对于CPU操作密集的科学计算问题, 浪费时间少。 对于商业数据处理, I/O等待时间常占80-90%。 • 解决办法 多道程序设计技术(multiprogramming) 将内存分几个部分, 每部分放不同的作业。 当一个作业等待I/O时,另一个作业可以使用CPU。 注意:在主存中同时驻留多个作业需要进行保护,
以避免信息被窃取或攻击。
二. 多道批处理系统
1.多道程序设计
• 在磁盘上多个作业等待运行排成“后备队列”。
•多道程序 – 内存中同时有多个作业。 -选择(调度)若干作业装入内存(存储管理)。 -运行的作业遇到I/ O请求时, 切换(调度)至内
存中的另一个作业并运行之。 • 增加: 存储管理重定位保护,并发程序设计技术。
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