操作系统原理课件ppt-精
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操作系统原理第三章ppt课件
多道程序系统中程序执行环境的变化
程序内保持 Ii→Ci→Pi 程序逻辑顺序性。
I1
I2
I3
存在Ii→Ii+1；Ci→Ci+1; Pi→Pi+1; 表明系统资源竞
C1
C2
C3
争带来顺序性前驱关系。
P1
P2
P3
不同程序之间 Ii+2、Ci+1 和Pi ，没有前
驱关系，说明可以并发执行，这是系统的并
清华大学出版社
3.1 多道程序设计
下一 步
1/8Δt = 0.125道程序/Δt
A吞,吐B,率C分,D别为为程： 序1/8，=忽0.略12外5 设； 假2/9定=40个.2程22序 都Δ44道道/t1提需时1程高运=间序了0行情，.近3况2在633个比期倍单。 间显然有不6个仅使Δt内时存
A
0 Δt 1
32进程的概念321前驱图和程序执行清华大学出版社对于图34对于任意程序存在着iicipi这样的前驱关系因而对一个用户程序的输入计算和打印这三个操作必须顺序执行但在多道环境下并不存在或并不要求piii1关系即iicj和pkijk之间并不存在前驱关系因而在对一批程序处理时可使它们并发执行
第3章 操作系统概述
发性，提高 (9-5)/9x100%清=华4大4%学。出版社
3.2 进程的概念
3.2.1 前驱图和程序执行
应当说明，抛开典型的I、C、 P关系，一个程序内部语句之
S0：x = a+10； S1：y = b - a； S2：z = x+y-10；
间在并发环境下依然有并发执
S3：print（z）；
行的情况，如4条语句构成的 程序段：
清华大学出版社
操作系统原理教学课件汇总完整版电子教案全书整套课件幻灯片最新
操作系统功能
• 管理应用程序的执行 • 管理CPU • 管理内存 • 管理输入输出设备 • 管理文件和文件系统
操作系统特点
• 共享性 • 并行性
网络操作系统
• 网络操作系统特殊作用 • 网络NETBIOS • 计算机和通信技术结合
学习此课程作用
• 操作系统对提高编程能力 的作用
• 操作系统对排除微机故障 的作用
超线程
• 超线程的概念 • 超线程管理的实现
作业、进程和线程的调度
• 谁来调度 • FIFO和问题 • 按优先级调度 • 时间片轮转调度 • 最短进程调度 • 最短剩余时间优先调度 • 最高响应比优先调度 • 多级反馈队列调度
操作系统运行应用程序原理
• 三个硬件：输入井、内存 和CPU
• 三个软件：作业、进程和 线程
分布式操作系统
• 概念 •特点 • 需要解决问题
概述
操作系统概念
• 启动微机 • 管理微机软硬件资源 • 为用户提供操作界面
1
启动微机
• 标准设备驱动程序装入 • 运行自检程序 • 装入256个中断服务程序 • 启动操作系统软件
管理微机软硬件资源
• 管理全部硬件资源 • 管理全部软件资源
提供操作界面
• DOS操作界面: DOS提示符 • UNIX操作界面: “&”提示符 • WINDOWS操作界面: 桌面
CPU
不可屏蔽
中断
执行中 断
中断服务程 序
中断控制 器
可屏蔽中 断
I/O设备
BIOS中 中断服务 程序
内
存
中断向量 表
服务程序 地址
服务程序 地址
服务程 序
服务程 序
计算机操作系统原理PPT课件
7
三、推动操作系统发展的主要动力
1、不断提高计算机资源利用率 2、方便用户 3、器件的不断更新换代 4、计算机体系结构的不断发展。
8
1.2 操作系统的发展过程
一、无操作系统的计算机系统
1、人工操作方式 （1946 ~ 50年代，电子管时代）
• 【特点】：计算机资源昂贵 ，没有操作系统 • 【工作方式】：
一、并发性(concurrency)
多个事件在同一时间段内发生。操作系统是一 个并发系统，各进程间的并发，系统与应用间的 并发。操作系统要完成这些并发过程的管理。并 行(parallel)是指在同一时刻发生。 – 在多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替
执行（在单处理器情况下） 。 – 程序的静态实体是可执行文件，而动态实体是
– 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率 – 用户独占全机的所有资源；
9
2、脱机输入/输出方式 引入外围机控制数据的提前录入和延后输
出，具体参照P5 图1-2
10
二、单道批处理系统
1、单道批处理系统的处理过程 引入监督程序，成批的作业首先在外存排队等待，
由监督程序负责将每一个作业装入内存，处理完 成后，再掉调入下一个作业，直至运行完毕。 2、单道批处理系统的特征 自动性 顺序性 单道性
– 实时信息处理系统：要求计算机能够在容许的延迟时 间内，相应外部的事件请求，完成对该事件的处理， 并控制所有的实时设备和实时任务协调运行。如飞机 订票系统, 期货、股票交易系统等。
17
3、实时系统与分时系统的比较 （1）多路性 （2）独立性 （3）及时性 （4）交互性 （5）高可靠性
18
1.3操作系统的基本特性
– 用户：用户既是程序员、操作员，还是计算机专业人员； – 编程语言：为机器语言； – 输入输出：纸带或卡片； • 【计算机的工作特点】： – 用户独占全机：用户独占计算机所有资源，资源利用率低； – CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工
三、推动操作系统发展的主要动力
1、不断提高计算机资源利用率 2、方便用户 3、器件的不断更新换代 4、计算机体系结构的不断发展。
8
1.2 操作系统的发展过程
一、无操作系统的计算机系统
1、人工操作方式 （1946 ~ 50年代，电子管时代）
• 【特点】：计算机资源昂贵 ，没有操作系统 • 【工作方式】：
一、并发性(concurrency)
多个事件在同一时间段内发生。操作系统是一 个并发系统，各进程间的并发，系统与应用间的 并发。操作系统要完成这些并发过程的管理。并 行(parallel)是指在同一时刻发生。 – 在多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替
执行（在单处理器情况下） 。 – 程序的静态实体是可执行文件，而动态实体是
– 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率 – 用户独占全机的所有资源；
9
2、脱机输入/输出方式 引入外围机控制数据的提前录入和延后输
出，具体参照P5 图1-2
10
二、单道批处理系统
1、单道批处理系统的处理过程 引入监督程序，成批的作业首先在外存排队等待，
由监督程序负责将每一个作业装入内存，处理完 成后，再掉调入下一个作业，直至运行完毕。 2、单道批处理系统的特征 自动性 顺序性 单道性
– 实时信息处理系统：要求计算机能够在容许的延迟时 间内，相应外部的事件请求，完成对该事件的处理， 并控制所有的实时设备和实时任务协调运行。如飞机 订票系统, 期货、股票交易系统等。
17
3、实时系统与分时系统的比较 （1）多路性 （2）独立性 （3）及时性 （4）交互性 （5）高可靠性
18
1.3操作系统的基本特性
– 用户：用户既是程序员、操作员，还是计算机专业人员； – 编程语言：为机器语言； – 输入输出：纸带或卡片； • 【计算机的工作特点】： – 用户独占全机：用户独占计算机所有资源，资源利用率低； – CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工
操作系统原理第四章精品PPT课件
二、设备管理的功能
（1）设备分配。按照设备类型和相应的分配算法决定将
I/O设备分配给哪一要求使用该设备的进程。凡未分配到所需 设备的进程被放入一个等待队列。
（2）设备处理。设备处理程序实现CPU和设备控制器之
间的通信。即当CPU向设备控制器发出I/O指令时，设备处 理程序应启动设备进行I/O操作，并能对设备发来的中断请 求作出及时的响应和处理。
定义：spooling系统是OS中采用的一项可以把独享 设备转变成具有共享特征的虚拟设备的技术，从而 提高设备利用率。
脱机输入输出技术
为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾， 50年代末出现了该技术。
事先将装有用户程序和数据的纸带(卡片)装入纸带输入机， 在一台外围机的控制下把纸带上的数据(程序)输入到磁带上。 当CPU需要这些数据时再从磁带上高速的调入内存。
（2）中速设备：
指传输速率为每秒钟数千个字节至数万个字节的 设备，如针式打印机、激光打印机等。
（3）高速设备：
指传输速率为数兆字节的设备，如磁带机、磁盘 机、光盘机等。
3. 按使用特性分类
（1）存储设备：
是计算机用来保存各种信息的设备，如磁盘、 磁带等。
（2）I/O设备：
是向CPU传输信息或输出CPU加工处理信息的 设备。 例如：键盘，CRT
四、设备管理结构 ：
1. 逻辑I/O： 2. 设备I/O： 3. 调度和控制：
4.4 缓冲技术
① 4.4.1缓冲技术的基本思想：
缓冲技术好比水库
在CPU和外设之间设立缓冲区，用以暂存CPU和外设 之间交换的数据，从而缓和CPU与外设速度不匹配所产生的 矛盾。
凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用缓冲技 术。在操作系统中采用缓冲是为了实现数据的I/O操作，以 缓解CPU与外部设备之间速度不匹配的矛盾，提高资源利用 率。
操作系统原理课件 (4)[116页]
![操作系统原理课件 (4)[116页]](https://img.taocdn.com/s3/m/df2aa261b14e852459fb57a8.png)
第4章 存储管理
存储器是计算机的重要组成部分，用于存储包括程序和数据 在内的各种信息，属于非常重要的系统资源。能否对它进行有效 管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且对整个计算机系统 的性能都有重要的影响。
计算机的存储器分为两类：一类是内部存储器（内存），是 CPU能够直接访问的存储器；另一类是外部存储器（外存），是 CPU不能直接访问的存储器。内部存储器又称主存储器，是计算 机系统的重要资源之一。
4.1 程序的链接和装入
3. 动态重定位
指将装入模块装入内存后，并不立即完成相对地址到绝对 地址的转换，地址的转换工作是在程序运行过程中进行的，即 执行到要访问指令或数据的相对地址时再进行转换。
地址重定位机构需要一个（或多个）基地址寄存器（也称 重定位寄存器，BR）和一个（或多个）程序逻辑地址寄存器 （VR）。指令或数据在内存中的绝对地址与逻辑地址的关系为：
程序装入是指装入程序根据内存当前的实际使用情况，将装入 模块（程序）装入到内存合适的物理位置。
4.1 程序的链接和装入
程序装入分类
静态装入---一次性将全部程序（所有可装入模块）装入内存，并在 程序装入内存时或在程序运行前，一次性完成程序中所有的逻辑地址 （相对地址）到物理地址（绝对地址）的转换工作。
第4章 存储管理
4.1 程序的链接和装入 4.2 存储器及存储管理的基本功能 4.3 分区式存储管理 4.4 分页存储管理 4.5 分段存储管理 4.6 段页式存储管理 4.7 虚拟存储管理
4.1 程序的链接和装入
源程序转变为可执行程序：首先由编译程序把源程序编译成若 干个目标模块，然后由链接程序把所有目标模块和它们需要的库函 数链接在一起，形成一个完整的可装入模块。可装入模块可以通过 装入程序装入内存成为可执行程序，当把CPU分配给它时就可以投入 运行。
存储器是计算机的重要组成部分，用于存储包括程序和数据 在内的各种信息，属于非常重要的系统资源。能否对它进行有效 管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且对整个计算机系统 的性能都有重要的影响。
计算机的存储器分为两类：一类是内部存储器（内存），是 CPU能够直接访问的存储器；另一类是外部存储器（外存），是 CPU不能直接访问的存储器。内部存储器又称主存储器，是计算 机系统的重要资源之一。
4.1 程序的链接和装入
3. 动态重定位
指将装入模块装入内存后，并不立即完成相对地址到绝对 地址的转换，地址的转换工作是在程序运行过程中进行的，即 执行到要访问指令或数据的相对地址时再进行转换。
地址重定位机构需要一个（或多个）基地址寄存器（也称 重定位寄存器，BR）和一个（或多个）程序逻辑地址寄存器 （VR）。指令或数据在内存中的绝对地址与逻辑地址的关系为：
程序装入是指装入程序根据内存当前的实际使用情况，将装入 模块（程序）装入到内存合适的物理位置。
4.1 程序的链接和装入
程序装入分类
静态装入---一次性将全部程序（所有可装入模块）装入内存，并在 程序装入内存时或在程序运行前，一次性完成程序中所有的逻辑地址 （相对地址）到物理地址（绝对地址）的转换工作。
第4章 存储管理
4.1 程序的链接和装入 4.2 存储器及存储管理的基本功能 4.3 分区式存储管理 4.4 分页存储管理 4.5 分段存储管理 4.6 段页式存储管理 4.7 虚拟存储管理
4.1 程序的链接和装入
源程序转变为可执行程序：首先由编译程序把源程序编译成若 干个目标模块，然后由链接程序把所有目标模块和它们需要的库函 数链接在一起，形成一个完整的可装入模块。可装入模块可以通过 装入程序装入内存成为可执行程序，当把CPU分配给它时就可以投入 运行。
操作系统课件ppt课件
操作系统是裸机之上的第1层软件，它只在 核心态模式下运行。
通常把经过软件扩充功能后的机器称为 “虚拟机”
1.3 操作系统的发展历程
1.3.1 操作系统的形成
1．手工操作阶段 2．早期批处理阶段
●早期联机批处理 ●早期脱机批处理
3．多道批处理系统
多道批处理系统
●多道程序设计：
在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制 下交替地执行。这些作业共享CPU和系统中的 其他资源。
1．作业 是用户定义的、由计算机完成的工作单位。
它通常包括一组计算机程序、文件和对操 作系统的控制语句。 作业步 由作业控制语句明确标识的计算机程序的 执行过程
2．工作流程
多道批处理系统中的作业流程
批处理系统
3.特点
●多道：系统在内存中存放多个作业，并且在外 存上还保存大量的后备作业。 ●成批：系统按批次调度作业，而在系统运行过程 中不允许用户和机器之间发生交互作用。 批处理系统的主要优点：
1．进程概念的引入
多道程序并发执行所引发的一系列新情况
2．进程概念
●进程最根本的属性是动态性和并发性 进程定义：程序在并发环境中的执行过程 进程和程序的区别
（1）动态性 （2）并发性 （3）非对应性 （4）异步性
进程概念
3．进程的基本特征 （1）动态性
（2）并发性 （3）调度性
2.2 进程的状态和组成
进程通信
2.1 进程概念
2.1.1 多道程序设计
1．顺序程序活动的特点
●顺序性 ●封闭性 ●可再现性
2．多道程序设计
■程序并发执行
●提高系统资源利用率 ●增加作业吞吐量
多道程序设计
3．程序并发执行的特征
① 失去封闭性 ② 程序与计算不再一一对应 ③ 并发程序在执行期间相互制约
通常把经过软件扩充功能后的机器称为 “虚拟机”
1.3 操作系统的发展历程
1.3.1 操作系统的形成
1．手工操作阶段 2．早期批处理阶段
●早期联机批处理 ●早期脱机批处理
3．多道批处理系统
多道批处理系统
●多道程序设计：
在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制 下交替地执行。这些作业共享CPU和系统中的 其他资源。
1．作业 是用户定义的、由计算机完成的工作单位。
它通常包括一组计算机程序、文件和对操 作系统的控制语句。 作业步 由作业控制语句明确标识的计算机程序的 执行过程
2．工作流程
多道批处理系统中的作业流程
批处理系统
3.特点
●多道：系统在内存中存放多个作业，并且在外 存上还保存大量的后备作业。 ●成批：系统按批次调度作业，而在系统运行过程 中不允许用户和机器之间发生交互作用。 批处理系统的主要优点：
1．进程概念的引入
多道程序并发执行所引发的一系列新情况
2．进程概念
●进程最根本的属性是动态性和并发性 进程定义：程序在并发环境中的执行过程 进程和程序的区别
（1）动态性 （2）并发性 （3）非对应性 （4）异步性
进程概念
3．进程的基本特征 （1）动态性
（2）并发性 （3）调度性
2.2 进程的状态和组成
进程通信
2.1 进程概念
2.1.1 多道程序设计
1．顺序程序活动的特点
●顺序性 ●封闭性 ●可再现性
2．多道程序设计
■程序并发执行
●提高系统资源利用率 ●增加作业吞吐量
多道程序设计
3．程序并发执行的特征
① 失去封闭性 ② 程序与计算不再一一对应 ③ 并发程序在执行期间相互制约
操作系统原理 PPT
须就是顺序得,这种程序执行得方式就称为程序得顺序执行。 例如:
程序顺序执行得特点
1 顺序性
处理机严格按照程序所规定得顺序执行,即每个操 作必须在下一个操作开始之前结束。
2 封闭性
程序一旦开始执行,其计算结果不受外界得影响, 当程序得初始条件给定之后,其后得状态只能由程 序本身确定,即只有本程序才能改变它。
在运行。(在系统中,总只有一个进程处于此 状态)
就绪状态:已经准备就绪,一旦得到CPU,就立
即可以运行。(有多个进程处于此状态)
封锁状态:正在等待某个事件得发生(如等待
I/O得完成),而暂停执行,这时,即使给它CPU 时间,它也无法执行。
运行
？
就绪
挂起
？
进程得状态变化
PCB
基本内容得确定?
进程得组成
在操作系统中引入多道程序设计技 术以后微观上串行 (4)调度性
分时系统
分时技术就是把处理机得时间分成很短得时间片, 这些时间片轮流地分配给各个联机得各作业使用。 如果某作业在分配给它得时间片用完时仍未完成, 则该作业就暂时中断,等待下一轮运行,并把处理机 得控制权让给另一个作业使用。这样在一个相对较 短得时间间隔内,每个用户作业都能得到快速响应, 以实现人机交互。
分时系统与多道批处理系统相比,具有完全 不同得特征,由上所述可以归纳成以下几点:
(1)多路性 (2)独立性 (3)及时性 (4)交互性
什么就是操作系统 操作系统得性质
操作系统就是控制与管理 计算机系统内各种硬件与软件 资源、有效地组织多道程序运 行得系统软件(或程序集合),就 是用户与计算机之间得接口。
程序并发执行得特点
程序与计算不再一一对应示例
程序A
程序B
程序顺序执行得特点
1 顺序性
处理机严格按照程序所规定得顺序执行,即每个操 作必须在下一个操作开始之前结束。
2 封闭性
程序一旦开始执行,其计算结果不受外界得影响, 当程序得初始条件给定之后,其后得状态只能由程 序本身确定,即只有本程序才能改变它。
在运行。(在系统中,总只有一个进程处于此 状态)
就绪状态:已经准备就绪,一旦得到CPU,就立
即可以运行。(有多个进程处于此状态)
封锁状态:正在等待某个事件得发生(如等待
I/O得完成),而暂停执行,这时,即使给它CPU 时间,它也无法执行。
运行
？
就绪
挂起
？
进程得状态变化
PCB
基本内容得确定?
进程得组成
在操作系统中引入多道程序设计技 术以后微观上串行 (4)调度性
分时系统
分时技术就是把处理机得时间分成很短得时间片, 这些时间片轮流地分配给各个联机得各作业使用。 如果某作业在分配给它得时间片用完时仍未完成, 则该作业就暂时中断,等待下一轮运行,并把处理机 得控制权让给另一个作业使用。这样在一个相对较 短得时间间隔内,每个用户作业都能得到快速响应, 以实现人机交互。
分时系统与多道批处理系统相比,具有完全 不同得特征,由上所述可以归纳成以下几点:
(1)多路性 (2)独立性 (3)及时性 (4)交互性
什么就是操作系统 操作系统得性质
操作系统就是控制与管理 计算机系统内各种硬件与软件 资源、有效地组织多道程序运 行得系统软件(或程序集合),就 是用户与计算机之间得接口。
程序并发执行得特点
程序与计算不再一一对应示例
程序A
程序B
2024版全套课件《操作系统原理教程(第二版)
全套课件《操作系统原理教程(第二版)contents •操作系统概述•进程管理•内存管理•文件管理•设备管理•现代操作系统新技术目录01操作系统概述定义操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程以及方便用户使用的程序的集合。
功能提供用户与计算机硬件系统之间的接口；管理系统资源；提供软件的开发与运行环境。
早期操作系统实时操作系统网络操作系统和分布式操作系统个人计算机操作系统分时操作系统批处理操作系统手工操作方式、脱机输入/输出方式。
单道批处理系统、多道批处理系统。
具有交互性、多用户同时使用一台计算机、用户感觉独占计算机。
实时性、高可靠性。
网络资源共享、分布式处理。
单用户多任务、图形用户界面。
个人计算机操作系统分时操作系统按时间片轮转方式，将CPU 分配给多个终端用户。
网络操作系统控制和协调网络中计算机的运行，提供网络通信、资源管理、网络服务、网络管理、互操作等功能。
分布式操作系统统一管理和调度网络中的资源，实现资源的共享和协同工作，为用户提供透明、一致的使用界面。
自动、顺序、成批地处理作业。
批处理操作系统实时操作系统对随机发生的外部事件做出及时响应并对其进行处理。
提供丰富的应用程序接口和图形用户界面，支持多任务处理和多媒体功能。
02进程管理进程的概念与状态进程的定义进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位，它是程序的执行过程，具有动态性、并发性、独立性、异步性和结构性等基本特征。
进程的状态进程在其生命周期内会经历多种状态，如创建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和终止状态等。
这些状态之间会根据特定的条件进行转换。
进程控制块PCBPCB的定义进程控制块PCB是操作系统中用于描述进程状态和特性的数据结构，它是进程存在的唯一标识。
PCB的内容PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控制信息等内容。
其中，进程标识符用于唯一标识一个进程；处理机状态记录了进程在执行时的寄存器信息；进程调度信息用于支持操作系统的进程调度功能；进程控制信息则包含了进程的状态、优先级和资源需求等信息。
操作系统原理课件
次只有一道程序，因此各个程序是按次序执 行的，即执行完一个以后，再执行下一个。 （2）封闭性：独占全部资源，计算机的状态只 由于该程序的控制逻辑所决定 （3）可再现性：结果的再现性，初始条件相同 则结果相同。
4
第三章 进 程 管 理
程序的并发执行及其特征
1. 程序的并发执行
I1
I2
I3
I4
C1
C2
① 进程状态，指明进程的当前状态， 作为进程调度和对 换时的依据；
② 进程优先级，用于描述进程使用处理机的优先级别的一 个整数， 优先级高的进程应优先获得处理机；
③ 进程调度所需的其它信息，它们与所采用的进程调度算 法有关，比如，进程已等待CPU的时间总和、 进程已执 行的时间总和等；
26
第三章 进 程 管 理
PCB随进程的创建而填写，随进程的撤消而释放； 系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感 知进程存在的唯一标志 进程与PCB是一一对应的 PCB结构常驻内存；系统将所有PCB组织成若干个队 列，存放在操作系统中专门开辟的PCB区内。
27
第三章 进 程 管 理
2. 进程控制块中的信息
2.共享正文段 用高级语言编写的程序一般是可重入的“纯代
码”，也即是它可以被多个进程并发地执行的。 共享正文段不限于包括程序，还可包括不可修改
的常数。 用户用C语言所编的程序经编译后产生的代码也
是作为共享正文段装入内存的
18
第三章 进 程 管 理
3.数据区 进程执行时用到的数据，如C程序中的外部变量
2
第三章 进 程 管 理
程序 1. 程序：是一个在时间上严格有序的指令集合。 2. 程序规定了完成某一任务时，计算机所需做
的各种操作，以及这些操作的执行时间。 3. 程序的顺序执行：具有独立功能的程序独占
4
第三章 进 程 管 理
程序的并发执行及其特征
1. 程序的并发执行
I1
I2
I3
I4
C1
C2
① 进程状态，指明进程的当前状态， 作为进程调度和对 换时的依据；
② 进程优先级，用于描述进程使用处理机的优先级别的一 个整数， 优先级高的进程应优先获得处理机；
③ 进程调度所需的其它信息，它们与所采用的进程调度算 法有关，比如，进程已等待CPU的时间总和、 进程已执 行的时间总和等；
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第三章 进 程 管 理
PCB随进程的创建而填写，随进程的撤消而释放； 系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感 知进程存在的唯一标志 进程与PCB是一一对应的 PCB结构常驻内存；系统将所有PCB组织成若干个队 列，存放在操作系统中专门开辟的PCB区内。
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第三章 进 程 管 理
2. 进程控制块中的信息
2.共享正文段 用高级语言编写的程序一般是可重入的“纯代
码”，也即是它可以被多个进程并发地执行的。 共享正文段不限于包括程序，还可包括不可修改
的常数。 用户用C语言所编的程序经编译后产生的代码也
是作为共享正文段装入内存的
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第三章 进 程 管 理
3.数据区 进程执行时用到的数据，如C程序中的外部变量
2
第三章 进 程 管 理
程序 1. 程序：是一个在时间上严格有序的指令集合。 2. 程序规定了完成某一任务时，计算机所需做
的各种操作，以及这些操作的执行时间。 3. 程序的顺序执行：具有独立功能的程序独占
操作系统原理ppt课件
单缓冲、双缓冲、循环缓冲、缓冲 池等。
03
02
缓冲区的作用
缓解CPU与外设之间速度不匹配的 矛盾，提高数据传输效率。
缓冲区的管理策略
缓冲区分配、缓冲区回收、缓冲区 满和空的处理等。
04
06
现代操作系统技术
微内核操作系统
微内核架构
微内核仅包含最基本的 功能，如进程调度、内 存管理和进程间通信等 ，其他服务以用户态进 程形式存在。
操作系统的分类与发展
分类
根据使用环境和应用需求，操作系统 可分为批处理系统、分时系统、实时 系统、网络操作系统等。
发展
随着计算机技术的飞速发展，操作系 统也在不断演进，从早期的简单批处 理系统发展到现代的多用户、多任务 、多媒体操作系统。
操作系统的基本特征
并发性
共享性
操作系统可以同时处理多个任务或事件。
I/O控制方式
程序直接控制方式
CPU直接控制外设，进行数据 的输入输出操作。
中断控制方式
外设准备就绪后，向CPU发出 中断请求，CPU响应中断后进 行数据传输。
DMA控制方式
在外设和内存之间开辟直接的 数据交换通道，减少CPU的干 预。
通道控制方式
CPU通过通道来控制外设，实 现更高效的数据传输。
请求分段存储管理
在段式存储管理的基础上，增加请求调段和段置换功能。
请求分页存储管理
在页式存储管理的基础上，增加请求调页和页面置换功能 。
虚拟存储的优缺点
扩大内存容量、提高内存利用率、方便用户编程等；但需 要额外的软硬件支持、可能增加系统开销等。
04
文件管理
文件与文件系统
文件的概念
文件是存储在外部介质上的数据集合，是操作系统进行管理和操作 的基本单位。
03
02
缓冲区的作用
缓解CPU与外设之间速度不匹配的 矛盾，提高数据传输效率。
缓冲区的管理策略
缓冲区分配、缓冲区回收、缓冲区 满和空的处理等。
04
06
现代操作系统技术
微内核操作系统
微内核架构
微内核仅包含最基本的 功能，如进程调度、内 存管理和进程间通信等 ，其他服务以用户态进 程形式存在。
操作系统的分类与发展
分类
根据使用环境和应用需求，操作系统 可分为批处理系统、分时系统、实时 系统、网络操作系统等。
发展
随着计算机技术的飞速发展，操作系 统也在不断演进，从早期的简单批处 理系统发展到现代的多用户、多任务 、多媒体操作系统。
操作系统的基本特征
并发性
共享性
操作系统可以同时处理多个任务或事件。
I/O控制方式
程序直接控制方式
CPU直接控制外设，进行数据 的输入输出操作。
中断控制方式
外设准备就绪后，向CPU发出 中断请求，CPU响应中断后进 行数据传输。
DMA控制方式
在外设和内存之间开辟直接的 数据交换通道，减少CPU的干 预。
通道控制方式
CPU通过通道来控制外设，实 现更高效的数据传输。
请求分段存储管理
在段式存储管理的基础上，增加请求调段和段置换功能。
请求分页存储管理
在页式存储管理的基础上，增加请求调页和页面置换功能 。
虚拟存储的优缺点
扩大内存容量、提高内存利用率、方便用户编程等；但需 要额外的软硬件支持、可能增加系统开销等。
04
文件管理
文件与文件系统
文件的概念
文件是存储在外部介质上的数据集合，是操作系统进行管理和操作 的基本单位。
Windows操作系统原理讲座精品PPT课件
交互式分时处理
•一台计算机，多个便宜终端 - 所有用户可与系统立即交互 - 调试比较方便
•磁盘便宜，故可在线存放程序和数据 - 1 张穿孔卡片 = 100个字节 - 1 MB = 10K卡片 - OS/360 有若干英尺长度的卡片
•新问题 - 易于使用，提高人的生产力 - 合理的响应时间 - 引入文件系统，使用户可存取数据
操作系统特征
共享：
操作系统与多个用户的程序 共同使用计算机上的资源
操作系统特征
随机性：
操作系统必须随时对以不可预测的 次序发生的事件进行响应
考虑周密、设计适当
1.4 操作系统的发展
操作系统发展是随着计算机硬件 技术的发展而发展的 目标：充分利用硬件
1.4.1 概述
操作系统历史划分为4个阶段
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 0 阶段 硬件非常昂贵，没有操作系统
增加：存储保护，重定位 利用率高（多个作业） 有必要采用并发程序设计技术 操作系统成为研究焦点：需要处理复杂
性
•首次面对重大失败：
- MULTICS 于 1963 年开始， 直至 1969 年才发布
- IBM 的 OS/360 发布时， 带着已知的 1000 个错误
•早期计算机：单控制方式
- CPU负责计算，也负责传输
控制台
一个用户
• 一次完成一个功能（计算，I/O，用 户思考/反应）
• 程序通过卡片装入 • 用户在控制台前调试程序
•工作效率非常低
•每一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，需要 大量人力和物力
第 1 阶段 硬件昂贵，人力便宜
简单批处理：装入程序、运行、打印 结果、撤出、再重复 •用户把程序（卡片或磁带）交给负责
•一台计算机，多个便宜终端 - 所有用户可与系统立即交互 - 调试比较方便
•磁盘便宜，故可在线存放程序和数据 - 1 张穿孔卡片 = 100个字节 - 1 MB = 10K卡片 - OS/360 有若干英尺长度的卡片
•新问题 - 易于使用，提高人的生产力 - 合理的响应时间 - 引入文件系统，使用户可存取数据
操作系统特征
共享：
操作系统与多个用户的程序 共同使用计算机上的资源
操作系统特征
随机性：
操作系统必须随时对以不可预测的 次序发生的事件进行响应
考虑周密、设计适当
1.4 操作系统的发展
操作系统发展是随着计算机硬件 技术的发展而发展的 目标：充分利用硬件
1.4.1 概述
操作系统历史划分为4个阶段
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 0 阶段 硬件非常昂贵，没有操作系统
增加：存储保护，重定位 利用率高（多个作业） 有必要采用并发程序设计技术 操作系统成为研究焦点：需要处理复杂
性
•首次面对重大失败：
- MULTICS 于 1963 年开始， 直至 1969 年才发布
- IBM 的 OS/360 发布时， 带着已知的 1000 个错误
•早期计算机：单控制方式
- CPU负责计算，也负责传输
控制台
一个用户
• 一次完成一个功能（计算，I/O，用 户思考/反应）
• 程序通过卡片装入 • 用户在控制台前调试程序
•工作效率非常低
•每一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，需要 大量人力和物力
第 1 阶段 硬件昂贵，人力便宜
简单批处理：装入程序、运行、打印 结果、撤出、再重复 •用户把程序（卡片或磁带）交给负责
windows操作系统原理ppt
对象头部属性
对象名（Object name） 对象目录（directory in which object live） 安全描述字（access security descriptor） 配额使用价格（resource quota charges） 打开把柄记数（open handle counter） 打开把柄数据库（open handle database） 永久/临时（permanent／temporary） 核心/用户模式（kernel/user mode） 访问记数（reference counts） 对象类型指针（type object pointer）
11.3 操作系统体系结构
操作系统组成成分
– 主动成分：进程，线程 – 被动成分：模块，对象
基于共享变量的体系结构 基于消息通讯的体系结构 微内核结构
成分间的关系
1. 主动-主动 主动 消 息 主动 主动 主动
公共变量 2. 主动-被动 主动 主动 主动
被动
被动
被动
成分间的关系
被动-被动 主动 主动 主动
4. 分层原则 (1) 与界面有关的放在高层 (2) 与硬件有关的放在低层 (3) 并发控制放较低层 (4) 其它放在中层
分层实例 6层 5层 4层 3层 2层 1层 0层 SPOOLing系统 作业调度 终端命令
系统调用（OS API） 进程(线程)管理 虚拟存储 内存管理
中断处理 短程调度
高级通讯 文件管理 设备管理
第十一章 操作系统设计
操作系统设计目标 操作系统基本内核 操作系统体系结构
– 基于公共变量的结构 – 基于消息传递的结构 – 微内核结构
操作系统设计方法
– 模块接口法 – 核扩充法 – 层次化方法 – 面向对象方法
操作系统原理演示课件.ppt
1、进程同步的概念
进程运行中的两种制约关系 由于竞争资源形成的间接制约关系； 由于相互合作造成的直接制约关系；
进程同步指多个相关进程在执行次序上的协 调
2、临界资源与临界区
临界资源(critical source)
在一段时间内只允许有限个进程访问的资源 ，如 打印机等I/O设备，缓冲区等
其中：缓冲区是临界资源，而访问缓冲区的代码 是临界区
3、信号量机制
引例：生产者－消费者问题 分析：首先需要定义产品的类型，缓冲区的
长度，读写指针，资源变量counter。 Int n; Int in,out; Structure item; Item buffer[n]; Int counter;
3、信号量机制
Void procedure(){
while(true){
生产一个产品放入 nextp；
wait(mutex);
while(counter==n){no-op;}
buffer[in]=nextp;
in++;
counter++;
single(mutex);}
}
3、信号量机制
3、信号量机制
Void procedure(){
while(true){
生产一个产品放入 nextp；
while(counter==n){no-op;}
buffer[in]=nextp;
in++;
counter++;}
}
3、信号量机制
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