胡志刚操作系统课件

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操作系统ppt课件完整版

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。

操作系统课件(第六章)

① 通道指令单一。通道硬件比较简单，其所能执行的指令主要是与输入输出操作有关的指令。 ② 通道没有自己的内存。通道所执行的通道程序是放在计算机内存中的，也就是说通道与CPU共享系统的内存。
通道按信息交换方式可分为以下三种类型 ① 字节多路通道 ② 数组选择通道 ③ 数组多路通道
通道指令和通道程序

6.2 I/O控制方式
程序直接查询控制方式 6.2.2 中断方式 6.2.3 DMA方式 6.2.4 通道方式
6.2.1 I/O控制方式发展过程中贯穿着这样的宗旨，
即尽量减少主机对外设的干预，把主机从繁杂的I/O控制中解脱出来，以便有更多的时间进行输出处理。
6.2.1 程序直接查询控制方式

（2）中速设备

（3）高速设备

2．按信息交换的单位分类（1）块设备

块设备用于存储信息。由于信息的存取是以数据块为单位，故称块设备，它属于有结构设备。块设备的基本特征是可寻址，可随机地读/写任意一块；块设备的另一特征是其输入/输出（I/O）采用DMA方式。典型的块设备是磁盘，每个盘块的大小为512B～4KB。字符设备用于数据传输的基本单位是字符，它属于无结构设备。其基本特征是不可寻址，即不能指定输入时的源地址及输出时的目标地址。此外，字符设备在 I/O时常采用中断驱动方式。字符设备的种类较多，如交互式终端、打印机等。
在一个盘面上的读写磁一个盘面上的读写磁头的轨迹称磁道在头的轨迹称磁道在磁头位置下的所有磁磁头位置下的所有磁道组成地圆柱体称柱道组成地圆柱体称柱面一个磁道又可被面一个磁道又可被划分成一个或多个物划分成一个或多个物文件的信息通常不是记录在同一盘面的各文件的信息通常不是记录在同一盘面的各个磁道上而是记录在同一柱面的不同磁个磁道上而是记录在同一柱面的不同磁道上这样可使移动臂的移动次数减少道上这样可使移动臂的移动次数减少缩短存取信息的时间

《操作系统》教案》课件

《操作系统》教案（第一至第五章）一、教案概述本教案主要针对《操作系统》课程的五个章节进行详细的教学设计，包括教学目标、教学内容、教学方法、教学步骤和教学评价等方面。

通过本教案的学习，学生将掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术。

二、教学目标1. 了解操作系统的概念、发展和分类。

2. 掌握操作系统的主要功能和架构。

3. 理解进程管理、内存管理、文件管理和设备管理的基本原理。

4. 学习操作系统的设计方法和实现技术。

三、教学内容第一章：操作系统概述1. 操作系统的概念和发展历程2. 操作系统的目标和功能3. 操作系统的分类和特点第二章：操作系统架构1. 操作系统的主要组件2. 操作系统的层次结构3. 操作系统的接口和API第三章：进程管理1. 进程的概念和特性2. 进程的状态和转换3. 进程调度算法4. 进程同步与互斥5. 死锁与饥饿问题第四章：内存管理1. 内存分配与回收策略2. 内存分页和分段3. 虚拟内存技术4. 页面置换算法5. 内存保护机制第五章：文件管理1. 文件和目录的概念2. 文件系统的组织结构3. 文件存储分配策略4. 文件访问控制5. 磁盘空间管理和文件备份策略四、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。

2. 案例分析法：分析实际操作系统案例，加深对原理的理解。

3. 实验法：通过上机实验，巩固理论知识。

4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队合作能力。

五、教学步骤1. 引导：介绍本章主题，激发学生兴趣。

2. 讲解：详细讲解本章的核心概念和原理。

3. 案例分析：分析实际案例，加深学生对原理的理解。

4. 练习与讨论：布置练习题，组织小组讨论。

5. 总结：对本章内容进行归纳和总结。

六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况。

2. 练习题：评估学生对知识的掌握程度。

3. 实验报告：评价学生的实践操作能力。

4. 小组讨论报告：评估学生的团队合作和沟通能力。

七、教学资源1. 教材：选用权威、实用的操作系统教材。

操作系统第一章ppt课件

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
1.1.2 操作系统的含义 • 操作系统是一个系统软件 • 操作系统管理和控制计算机系统的资源、
合理地组织计算机工作流程 • 操作系统给用户提供了一个方便、友好
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
1.2 操作系统的历史
1.2.1 手工操作阶段
• 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，而不用插板，但计算过程则依然如旧。
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
内存扩充（覆盖、交换和虚拟存储）：提高内存利用率、扩大进程的内存空间
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
第一章绪论
设备管理
– 管理目标：方便设备的使用、提高CPU与I/O 设备利用率
• 设备操作：利用设备驱动程序完成对设备的操作 • 设备独立性(device independence)：提供统一的I/O
设备接口，使应用程序独立于物理设备，提高可适应性；在同样的接口和操作下完成不同的内容 • 设备分配与回收：在多用户间共享I/O设备资源缓冲区管理：匹配CPU和外设的速度，提高两者的利用率。主机与外设并行
CPU
寄存器组

操作系统课件：ch1-操作系统概论(Overview)

OS的发展－主要动力
• 推动OS发展的主要动力
– 提高资源的利用率和系统性能：计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算
– 方便用户，提供新的服务：为适应用户的新需求，扩展OS以提供新的服务。
– 器件的发展，硬件升级和新型硬件的出现： CPU的位宽度(指令和数据)，OS都应能适应。
– 纠正错误：任何一个操作系统都有错误，在使用一段时间后发现了错误就需要进行纠错。
X window是一个应用程序，Windows中的GUI工作在内核态(所以速度很快)
原理是概括性的,具体系统中管理对象是实实在在的
CPU进程；磁盘文件；显示器窗口…
操作系统设计的主要思想?
• 软硬件协同解决问题 • 用系统的观点理解操作系统的设计 • 理解分而治之、分层实现在复杂软件系
统实现中的重要作用 • 用工程师的立场来看待操作系统的实现
管理的内容
– 资源的当前状态（数量和使用情况） – 资源的分配、回收和访问操作 – 相应管理策略
操作系统的定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——
它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软、硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。是计算机与用户之间的接口。
1.1 • 什么是操作系统?
1.2 • 本课程的学习方法
1.3 • 操作系统的简史
1.4 • 操作系统引导过程分析
什么是操作系统
• 计算机的核心包括运算器和控制器在内的中央处理单元(CPU)。
应用软件中间件
• 计算机系统是由软硬件组成的多级层次结构，由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成。

《系统操作培训》课件

解答学员在学习过程中遇到的疑难问题，帮助他们消除困惑。
3 学习心得
鼓励学员分享他们的学习心得和感悟，促进交流与互动。
数据保存和恢复
2
入外部数据的方法。
教授数据的保存和恢复操作，保证数据
的安全性和可靠性。
3
数据导入和导出
介绍数据导入和导出的不同方式，以及如何调整数据格式和选项。
功能操作
新建、编辑、删除对象查找和替换数据排序和筛选数据分组和汇总打印和导出数据报表
讲解如何创建、修改和删除系统中的对象，例如文件、文件夹等。
《系统操作培训》PPT课件
欢迎参加《系统操作培训》课程！在这个PPT课件中，我们将深入探讨系统操作的各个方面，并提供丰富的示例和实用技巧。
课程简介
课程目的
为学员提供系统操作的全面培训，帮助他们熟练掌握系统的各项功能。
课程内容
从基础操作到进阶技巧，涵盖系统概述、数据管理、功能操作等方面的知识。
学习目标
演示查找和替换功能的用法，帮助学员快速定位和修改特定数据。
教授数据排序和筛选的方法，以便学员能够按需求查看和分析数据。
介绍数据分组和汇总的步骤和技巧，以便生成简洁、清晰的数据报表和统计结果。
讲解如何打印和导出数据报表，以方便与他人共享和备份数据。
进阶操作
自定义界面
教授如何自定义系统界面，使其更符合个人喜好和工作习惯。
讲解系统登录的步骤和注意事项，确保学员能够顺利登录系统。
快捷键
教授一些常用的快捷键，使学员能够更高效地操作系统。
菜单栏和工具栏
介绍主要的菜单栏和工具栏功能，帮助学员快速定位所需操作。
界面布局
讲解系统界面的布局，包括各个面板和栏目何输入数据，包括手动输入和导

操作系统课件第一章第二小节操作系统形成和发展

第一章操作系统概论
多道程序设计的效果(2) 采用多道程序设计提高了系统效率，即增长了单位时间的算题量，但对每道程序来说，却延长了计算时间。多道程序设计技术提高资源利用率和系统吞吐率是以牺牲用户的响应时间为代价的。
第一章操作系统概论
多道程序设计与操作系统形成
2多道程序设计的道数问题
Personal Java是SUN公司开发的用于家庭、办公室和移动信息电
器创建连网应用的Java应用环境，适宜更新换代快的信息电器的应
用开发。
第一章操作系统概论
多道程序设计与操作系统形成
操作系统资源管理水平和操作自动化程度进一步提高，表现在:
1 实现了计算机操作过程自动化。 2 资源管理水平有了提高。 3 提供虚存管理功能。 4 支持分时操作。 5 文件管理功能有改进。 6 多道程序设计趋于完善。
第一章操作系统概论
1.2.4 操作系统的发展与分类三种基本的操作系统类型： 1 批处理操作系统 2 分时操作系统 3 实时操作系统
CPU利用率=1-(0.8)9=87%，
第二个1MB主存可增加五道程序，能提高47%的CPU利用率。
第一章操作系统概论
多道程序设计与操作系统形成多道程序设计的优点与缺点提高了CPU的利用率提高了主存和I/O设备的利用率改进了系统的吞吐率
充分发挥了系统的并行性
其主要缺点是: 作业周转时间延长
性高、性能卓越、界面友好，广泛地应用在通信、军事、航空、航
天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，在美国的F-16、FA-
18战斗机、B-2隐形轰炸机、爱国者导弹，和火星探测器(97年4月
在火星表面登陆)上使用。
第一章操作系统概论

操作系统原理教程(胡元义)-第1章

由图1-1的描述可以看出，程序的运行涉及四个方面：① 程序设计语言；② 编译程序；③ 操作系统；④ 硬件指令系统(计算机硬件系统)。而操作系统在程序的执行过程中具有关键作用。
第1章引论
2. 操作系统的定义计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，硬件系统是计算机赖以工作的实体，软件系统则保证了计算机系统的硬件部分按用户指定的要求协调地工作。计算机硬件系统由中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、内存储器、外存储器和各种输入输出设备组成，它提供了基本的计算机资源。只有硬件的计算机称为裸机。计算机硬件由软件来控制。按与硬件相关的密切程度，通常将计算机的软件分为系统软件和应用软件两类。用户直接使用的软件通常为应用软件，而应用软件一般需借助系统软件来指挥计算机的硬件完成其功能。
第1章引论
第1章引论
1.1 操作系统的概念 1.2 操作系统的逻辑结构和运行模型 1.3 操作系统的形成与发展 1.4 主要操作系统的类型 1.5 操作系统安全性概述 1.6 操作系统运行基础
第1章引论
1.1 操作系统的概念 1.1.1 什么是操作系统 1. 引子
计算机程序是如何运行的呢？首先，需要先进行编程，而编写程序是需要以计算机程序设计语言作为基础的。对大多数编写程序的人来说，使用的编程语言称为高级程序设计语言，如C、C++、Java等。但由于计算机并不认识用高级语言编写的程序，所以对编写好的程序还需要将它编译成计算机能够识别的机器语言程序，而这需要编译程序或汇编程序的帮助才能完成。其次，编译好的机器语言程序需要加载(调入内存并将程序中的逻作系统在计算机系统中的地位
第1章引论图1-1 由程序到结果的演变

数据结构课件胡学钢

建立模型构造求解算法选择存储结构型
测试
编写程序
思考：你认为数据结构课程会涉及到上述哪些步骤呢？
数据结构课程在问题求解过程中的作用： • 与建立模型的关系
• 与算法设计的关系 • 与选择存储结构的关系 • 与编程之间的关系
1.1.2 学习数据结构的意义
在计算机科学中，数据结构不仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。目前在我国，《数据结构》不仅是计算机专业的核心课程之一，而且是一些非计算机专业的主要选修课程之一。瑞士计算机科学家沃斯（N.Wirth）曾以“算法 + 数据结构＝程序”作为他的一本著作的名称。可见，程序设计的实质是对实际问题选择一种好的数据结构，并设计一个好的算法。因此，若仅仅掌握几种计算机语言和程序设计方法，而缺乏数据结构知识，则难以应付众多复杂的课题，且不能有效地利用计算机。返回
• 算法设计的要求：
正确性：算法是否正确,是否符合具体问题的需求。可读性：有利于人机交流，机器执行。健壮性：对错误能适当的做出反应或进行处理。效率与低存储量的要求。
1.3 算法描述及分析
1.3.2 算法分析
衡量算法的主要性能指标包括时间性能、空间性能等，其中时间性能是指运行算法所需的时间的度量，而空间性能则是指运行算法所需要的辅助空间的规模。度量运行时间的方法：事后统计，事前分析估算（常用后一种）。
数据结构的物理结构数据结构运算的实现
1.2 基本术语
数据的逻辑结构与存储结构密切相关。一个算法的设计取数据数据元素字段(域) 决于选定的逻辑结构，而算法的实现依赖于采用的存储结构。在选择了数据结构的存储结构之后，就

单片机胡汉才班第四章课件

3.2.5 变址寻址
执行MOVC A,@A+DPTR”后操作数地址：基地址+偏移量执行MOVC A,@A+DPTR 后结果：（：（A 结果：（A）=88H 寻址空间： ROM
【例】（A）＝0FH 例）＝0FH （DPTR）=2400H DPTR）
变址寻址还用于跳转指令，如JMP @A+DPTR
MOV
【例】若（R1）=50H,（50H）=18H，执行指令 MOV 40H，@R1 后,（40H）=18H
第3章 MCS-51单片机指令系统和汇编语言程序示例
以@Ri为目的
MOV
A @Ri ，direct # data
；（ Ri ）← A ）（；（ Ri ）← direct ）（；（ Ri ）← data
要看以哪个操作数作为参照系。要看以哪个操作数作为参照系。作为参照系操作数分为源操作数和目的操作数。对于源操作数“#40H” 操作数分为源操作数和目的操作数。对于源操作数“#40H” 源操作数源操作数来说，是“立即数寻址”方式，但对目的操作数“A”来来说，立即数寻址”方式，但对目的操作数“ 目的操作数说，是属于“寄存器寻址”方式。是属于“寄存器寻址”方式。源操作数，一般而言，寻址方式指的是源操作数一般而言，寻址方式指的是源操作数，所以此例为立即数寻址方式。址方式。对指令系统7种寻址方式总结概括见总结，对指令系统7种寻址方式总结，概括见表3-1。
第3章 MCS-51单片机指令系统和汇编语言程序示例
以Rn为目的
A Rn ，direct # data ； Rn ← A）（； Rn ← direct ）（； Rn ← data
MOV

微机原理及应用教学课件作者胡钢第六章

在统一编址方式下，CPU是对存储器访问还是对I/O端口进行访问是通过地址总线的最高位状态（1或0）以及读、写控制信号决定的。实际上，不论对哪个空间进行访问，CPU 均一视同仁地把它看成一个存储单元，是读出，还是写入由读、写控制信号决定，至于是访问哪个空间（I/O空间还是存储器单元），只要程序员编程时予以注意（给出合适地址）即可。
第六章输入/输出
第一节输入/输出的编址方式第二节 CPU与外设之间的数据传送第三节中断第四节 8086/8088的中断方式第五节中断控制器8259A
第一节输入/输出的编址方式
由I/O接口的典型结构可知，每一个I/O接口电路中都包含有一组寄存器，主机和外设进行数据传送时，各类信息（数据信息、控制信息和状态信息）在进入接口电路以后分别进入不同的寄存器，通常把接口电路中CPU可以访问的每一个寄存器或控制电路称为一个I/O端口。为便于CPU的访问，每一个I/O端口都被赋予一个地址，称为I/O端口地址。
二、独立编址
所谓I/O端口独立编址(I/O Mapped)，也称为I/O隔离编址或I/O指令寻址方式，即I/O端口地址区域和存储器地址区域，分别各自独立编址。访问I/O端口使用专门的I/O指令，而访问内存则使用MOV、ADD等指令。CPU在寻址内存和外设时，使用不同的控制信号来区分当前是对内存操作还是对I/O操作。在单CPU模式时，当前的操作是由I/O信号的电平来区别的。对于8088CPU系统，当I/O为低电平时，表示当前执行的是存储器操作，地址总线上地址是某个存储单元地址；当I/O为高电平时，表示当前执行的是I/O操作，地址总线上地址是某个I/O端口的地址。在多CPU模式时，若访问存储器，则使MEMW或MEMR信号有效；而访问I/O 端口时，则使或信号有效。

操作系统第01讲操作系统的基本概念PPT课件

操作系统作用1：自顶向下的观点
机器语言：提供最原始的操作指令
内存和CPU寄存器之间的数据拷贝指令；算术运算指令；根据比较结果执行指定地址的跳转指令
硬件操作方式差异很大，直接用机器语言操作硬件非常繁琐。
解决方法：对底层硬件能好的操作接口
应用程序：my.c
count=read(file, buffer, nbytes) ➢file:文件标识符，指向要读取的文件； ➢buffer：内存地址，指向数据缓冲区； ➢nbytes：要读取的字节数 ➢count：返回读取到的字节数
库文件:stdlib.o ssize_t read(file, buffer, nbytes) { …… //传递系统调用的编号 INT //中断指令 }
为什么系统调用不做成库函数形式？
某些原始操作系统就是一个函数库，供应用程序直接调用
IC卡操作系统
问题：绕过操作系统，自己编写代码直接对硬件操作
严重的安全隐患：一个应用程序出现错误，可能导致整个计算机系统崩溃
只能由OS系统对硬件操作，不允许应用程序直接操作硬件
有哪些操作系统？
手机操作系统：Google的Android、苹果IPhone、操IPa作d的系IO统S操在作系信统；微
软的Winows Phone；Nokia的Symbian；
息社会中无处
PC操作系统：微软的Dos、WinXP、Win7；苹果的Mac不OS;在
服务器操作系统：IBM AIX、HP-UX、Solaris等UNIX系统；开源的Linux 系统；微软的windows 2003；
教材
Modern Operating Systems（英文第三版）Andrew S. Tanenbaum
Linux内核的设计与开发(中文第二版） Robert Lover

操作系统简明教程PPT第1章

17
1.2.4 新型操作系统
1．微机操作系统
MS-DOS、Windows、OS/2、UNIX、Linux 单用户单任务、单用户多任务、多用户多任务
2．多处理机操作系统
从硬件结构上分：紧密耦合型和松散耦合型多处理机系统所配置的操作系统分：对称式和非对称式（又称为主–从式）的
18
3．网络操作系统
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4．分布式操作系统分布式处理系统是指由多个分散的处理单元经互连网络的连接而形成的，且可以实现分布处理的系统。
处理单元自治性协调实现资源管理态地分配任务能并行地运行分布式程序。
操作系统分布性并行性任务在本地计算机上运行多任务在多处理单元中并行执行透明性操作透明，但需指明物理位置操作透明，而且物理位置透明共享性一般只能共享服务器上的资源各站点资源可供全系统共享
用户接口
处理机管理
存储器管理
设备管理
文件管理
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1．处理机管理的功能
进程管理和作业管理
1) 进程控制
2) 进程同步 3) 进程通信
最重要内容！第2章
4) 调度
作业调度——作业具有使用CPU的权力进程调度——真正获得CPU
23
2．存储器管理的功能
1) 内存分配
4
定义：操作系统是为了方便用户和提高计算机的利用率，对计算机资源进行组织和管理的程序集合。
用户 ——广义的概念，包括一般用户和软件开发人员等；资源——包括处理器、存储器、输入/输出设备等硬件资源和程序与数据等软件资源。
5
1.1.2 操作系统在计算机系统中的作用 1.对外职能——用户与计算机之间的接口