操作系统原理培训课件
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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
操作系统原理培训课件
备份与恢复
为了防止数据丢失，应该定期备份重要文件。在发生意外情况时，可以通过备份来恢复数据。常见的备份方式包括全量备份、增量备份和差异备份等。
文件系统的安全与保护
设备管理
05
设备驱动程序的概念与功能
设备驱动程序
是操作系统内核的一部分，用于与硬件设备进行交互，实现设备的输入/输出操作。
功能
详细描述
实现用户界面的技术包括GUI库、控件、事件驱动等。GUI库提供了丰富的图形界面元素和工具，如窗口、按钮、文本框等，方便开发者快速构建图形界面应用程序。控件是GUI库中的基本元素，用于实现各种功能和操作，如按钮、菜单等。事件驱动则是实现交互操作的核心机制，通过事件来响应用户的操作和行为。
用户界面的设计与实现
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，每个节点可以包含文件和子目录。
文件类型
文件系统中的文件类型包括普通文件、目录、链接等，每种类型的文件都有不同的属性和操作方式。
文件属性
文件系统中的每个文件都有一系列属性，如文件名、扩展名、大小、创建时间、访问时间等，这些属性用于描述文件的特征和状态。
操作系统的发展历程
进程管理
02
理解进程的基本概念和状态是掌握进程管理的基础。
进程是程序的一次执行，具有动态性、独立性和制约性。进程的状态包括新建、就绪、运行和阻塞等，这些状态的变化反映了进程的执行流程。
进程的概念与状态
详细描述
总结词
进程的创建和终止是操作系统对资源进行分配和回收的重要手段。
总结词
操作系统原理培训课件
目录
contents
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
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 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
操作系统原理课件 (3)[123页]
![操作系统原理课件 (3)[123页]](https://img.taocdn.com/s3/m/32a0b72bf46527d3240ce0ae.png)
3.2 进程互斥方法
3.2.1 实现进程互斥的硬件方法
通过计算机提供的一些机器指令来实现进程的互斥。 机器指令是指在一个指令周期内执行完成的指令，而专用机器指令的执行则不 会被中断。专用机器指令有3个： 1.开关中断指令： 进程在进入临界区之前先执行“关中断”指令来屏蔽掉所有中断；进程完成临 界区的任务后，再执行“开中断”指令将中断打开。程序结构如下：
coend
3.2 进程互斥方法
2. 测试与设置指令TS（Test and Set）： 要为每个临界资源设置一个整型变量s，可以将它看成一把锁。若
s的值为0（开锁状态），则表示没有进程访问该锁对应的临界资源。 若s的值为1（关锁状态），则表示该锁对应的临界资源已被某个进程 占用。
TS指令的函数描述：
int TS(int s) {
if(s) return 1;
else {
s=1; return 0; } }
应用：
int s=0;
cobegin
process Pi() {
//i=1,2,3,…,n
…
//与临界资源无关的代码
while(TS(s));
//进入区
临界区；
s=0;
//退出区
…
//与临界资源无关的剩余代码
//进入区
Swap(&s,&key);
}while(key);
临界区；
s=0;
//退出区
…
//与临界资源无关的剩余代码
}
coend
3.2 进程互斥方法
3.2.2实现进程互斥的软件方法
1. 两标志进程互斥算法 基本思想：为希望访问临界资源的两个并发进程设置的两个标 志T1和T2来表示某个进程是否在临界区；若Ti（i=1, 2）等于 0则表示进程Pi（i=1, 2）没有在临界区，若Ti（i=1, 2）等 于1则表示进程Pi（i=1, 2）在临界区。每个进程在进入临界区 之前，先判断临界区是否已被另一进程访问，若是则本进程等 待，否则本进程进入临界区。
操作系统ppt课件完整版
2024/1/30
10
进程同步与通信
2024/1/30
进程同步
多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证它们之 间正确的协作关系。进程同步的主要任务是使并发执行的诸 进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行 具有可再现性。
进程通信
进程通信是指进程之间的信息交换。在分布式系统中，进程 通信是实现分布式计算和协同工作的基础。常见的进程通信 方式包括管道（pipe）、消息队列（message queue）、信 号（signal）等。
2024/1/30
9
进程调度算法
调度算法的分类
根据调度策略的不同，进程调度算法可分为先来先服务（FCFS）、短作业优先（ SJF）、优先级调度（Priority Scheduling）、时间片轮转（RR）等。
调度算法的选择
在选择调度算法时，需要考虑系统的整体性能、资源利用率、响应时间等因素。 不同的调度算法适用于不同的应用场景和需求。
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。
页表
记录逻辑页与物理页框的对应关系。
2024/1/30
03
优缺点
提高了内存利用率，减少了碎片；但增加了系统开销，可能产生抖动现
象。
15
段式存储管理
基本思想
把程序按内容或过程（函数）关 系分成段，每段有自己的名字。 一个用户作业或进程所包含的段 对应于一个二维线性虚拟空间，
即一个段表。
段表
记录各段在内存中的起始地址和 段的长度。
优缺点
便于实现共享和保护；但容易产 生碎片，浪费内存空间。
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ppt
总结词
进程是程序的一次执行，具有动态性、 独立性和制约性。
VS
详细描述
进程是程序在计算机上的一次执行过程， 它具有动态性，即进程的状态可以在运行 过程中改变；同时，进程具有独立性，即 每个进程都有独立的内存空间和系统资源 ；此外，进程之间存在制约性，即进程的 执行需要遵循一定的顺序和规则。
进程的创建和终止
总结词
进程调度是操作系统根据一定的算法选择下 一个要执行的进程，进程切换是保存和恢复 进程的状态。
详细描述
进程调度是操作系统的一项重要任务，它根 据一定的算法（如先来先服务、最短作业优 先等）选择下一个要执行的进程。当一个进 程正在运行时，如果发生中断或需要切换到 另一个进程，操作系统会保存当前进程的状 态（上下文），恢复下一个要执行的进程的 状态，完成进程切换。
内存管理策略
根据不同的需求和应用场 景，选择合适的内存管理 策略，如页面置换算法等 。
04
文件系统
文件系统的概念和功能
文件系统的概念
文件系统是操作系统中用于管理文件 存储空间和文件访问控制的一种机制 。它提供了一种组织和管理文件的方 式，使得用户可以方便地创建、删除 、修改和查找文件。
文件系统的功能
05
设备管理
设备管理的概念和功能
设备管理概念
设备管理是操作系统中负责管理外部设备（如硬盘、 显示器、键盘等）的子系统。它负责设备的初始化、 分配、使用和释放等任务，确保设备能够高效、安全 地为应用程序提供服务。
设备管理功能
设备管理的主要功能包括设备的分配、设备的启动和 关闭、设备的输入和输出控制、设备的同步和异步操 作以及设备的缓冲管理等。
文件系统主要提供了文件的存储、检 索和管理功能。它还负责文件的权限 控制和安全保护，以确保文件的完整 性和机密性。
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；
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
《系统操作培训》课件
趣和参与度。
加强实践操作
增加实践操作环节，让 学员在实际操作中加深 理解和掌握系统操作技
能。
完善教学资源
丰富教学资源，如课件 、案例、工具等，提高
教学质量和效果。
THANKS.
当遇到数据丢失问题时，用户应尽快备份 当前数据并联系管理员进行恢复。同时， 为了避免此类问题发生，用户应定期备份 数据并掌握正确的操作方法，避免误删除 或修改重要信息。
报表错误问题
总结词
报表错误问题通常是由于数据源不准确、报 表公式设置错误等原因造成。
详细描述
当遇到报表错误问题时，用户应首先检查数 据源和报表公式设置是否正确。如果确认是 数据源问题，应修正数据源；如果是报表公 式设置问题，应对公式进行相应调整。同时 ，为了预防报表错误问题，用户应定期核对 报表数据并进行测试，确保报表的准确性和 可靠性。
优化和协调
系统能够优化资源配置，协调 各方面的关系，实现整体的最
优运行。
系统架构
硬件架构
包括系统的各种物理设备 ，如计算机、网络设备、 传感器等。
软件架构
包括系统的各种软件，如 操作系统、数据库、应用 程序等。
架构设计
系统的架构设计需要考虑 系统的可扩展性、可维护 性、可靠性和安全性等因 素。
系统操作流程
《系统操作培训》ppt 课件
目录
• 系统概述 • 系统操作流程 • 系统安全与维护 • 常见问题与解决方案 • 培训总结与反馈
系统概述
01
系统简介
01
02
03
定义
系统是一个由相互关联、 相互制约的若干组成部分 结合在一起，具有特定功 能的一个整体。
组成
系统通常由输入、处理、 输出和反馈等部分组成。
加强实践操作
增加实践操作环节，让 学员在实际操作中加深 理解和掌握系统操作技
能。
完善教学资源
丰富教学资源，如课件 、案例、工具等，提高
教学质量和效果。
THANKS.
当遇到数据丢失问题时，用户应尽快备份 当前数据并联系管理员进行恢复。同时， 为了避免此类问题发生，用户应定期备份 数据并掌握正确的操作方法，避免误删除 或修改重要信息。
报表错误问题
总结词
报表错误问题通常是由于数据源不准确、报 表公式设置错误等原因造成。
详细描述
当遇到报表错误问题时，用户应首先检查数 据源和报表公式设置是否正确。如果确认是 数据源问题，应修正数据源；如果是报表公 式设置问题，应对公式进行相应调整。同时 ，为了预防报表错误问题，用户应定期核对 报表数据并进行测试，确保报表的准确性和 可靠性。
优化和协调
系统能够优化资源配置，协调 各方面的关系，实现整体的最
优运行。
系统架构
硬件架构
包括系统的各种物理设备 ，如计算机、网络设备、 传感器等。
软件架构
包括系统的各种软件，如 操作系统、数据库、应用 程序等。
架构设计
系统的架构设计需要考虑 系统的可扩展性、可维护 性、可靠性和安全性等因 素。
系统操作流程
《系统操作培训》ppt 课件
目录
• 系统概述 • 系统操作流程 • 系统安全与维护 • 常见问题与解决方案 • 培训总结与反馈
系统概述
01
系统简介
01
02
03
定义
系统是一个由相互关联、 相互制约的若干组成部分 结合在一起，具有特定功 能的一个整体。
组成
系统通常由输入、处理、 输出和反馈等部分组成。
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。
操作系统概念培训PPT课件
为了便于使用计算机系统，操作系统提供了统一的逻 辑信息存储观点。操作系统对存储设备的物理属性进 行了抽象，定义了逻辑存储单元即文件。操作系统将 文件映射到物理媒介上，并通过对这些存储设备访问 这些文件。
文件是由其创建者定义的一组相关信息的集合。
通常，文件表示程序（源程序和目标程序）和数据
OS负责以下有关文件管理的活动：
用户空间与内核空间的通信代价较高
பைடு நூலகம்
。
28
Mac OS X 结构
。
29
Windows NT客户－服务器结构
操作系统分成若干层，每层建立在较低层之上。 最底层（层0）是硬件，最高层（层N）是用户 接口
分层法的主要优点是模块化。选择了分层，这 样每层只能利用较低层的功能（或操作）和服 务。
分层法的主要困难涉及到对层的仔细认真的定 义
分层法与其他方法相比其效率稍差。
。
25
一种操作系统层次结构图
。
26
操作系统概念
第三章：操作系统结构
。
1
本章主要内容
本章将从用户角度、程序员角度和操作系统设计人员 角度来分别研究操作系统的三个方面。
1. 系统组成 2. 操作系统服务 3. 系统调用 4. 系统程序 5. 系统结构 6. 虚拟机 7. 系统设计与实现 8. 系统生成
。
2
3.1 系统组成
进程管理 内存管理 文件管理 输入/输出系统管理 二级存储管理 联网 保护系统 命令解释系统
OS/2层次结构
。
27
微内核系统结构
这种方法将所有非基本部分从内核中移走，并将它们 当做系统级程序和用户级程序来实现，用这种方法来 构建操作系统
用户模块之间采用消息传递的方式进行通信 优点
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
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微电子与计算技术的创新与成长继续按指数率发展
预测计算机的计 算速度和存储密 度的“摩尔定律” 在2016年前仍然 有效。
普适计算是21世 纪的计算模式。
Applied Operating System Concepts
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
Applied Operating System Concepts
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普适计算
虚拟网络时代： 每个人排队等候同一台计算机的处理
普适计算时代： 计算机程序已嵌入各个设备，主动为每个人服务
1.10
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参考教材
1.Applied Operating System Concept
Abrahan Silberschatz,etc
2.计算机操作系统 汤子瀛等
西安电子科技大学出版社
3.操作系统教程
陆丽娜 齐勇等 西安交通大学大学出版社
微电子与计算技术的创新与成长继续按指数率发展
Applied Operating System Concepts
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计算在哪里起作用？
进行复杂计算 数据存储 交互式生产
年
Applied Operating System Concepts
Applied Operating System Concepts
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普适计算
普适计算：任何时间、任何地点、 任何设备、任何数据
在普适计算时代，任何一个在信息高速公路上行进的人 都可以通过无线连接装置在计算机（多媒体设备）上定 位，让计算机准确给予你帮助信息。同时可让人们在任 何时间、任何地点、以任意方式利用身边所有可获取的 信息。
4.Modern Operating System
Andrew S.Tanenbaum
5.现代操作系统
陈向群等译
机械工业出版社
6.计算机操作系统教程 张尧学 史美林
清华大学出版社
Applied Operating System Concepts
Applie文d档仅O供参p考，e不r能a作为t科in学依g据，S请勿y模s仿；te如有m不当之C处，o请n联系c网e站或p本t人s删(除A。 OSC)
新的计算模式的新应用
Applied Operating System Concepts
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What is an Operating System?
•操作系统原理、实现技术 •虚拟计算机：用户使用计算机的工作平台 。 •现代操作系统
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What is an Operating System?
为什么要有操作系统 计算机硬件（裸机）难于使用。
Applied Operating System Concepts
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"Applied Operating System Concepts" A. Silberschatz, P. Galvin, and G. Gagne. John Wiley & Sons, Inc., 2000. "Modern operating systems" Tanenbaum
1 What is an Operating System? 2 Processes 3-3.6 Memory Management 4 Files Systems 5-5.2 Input/Output 6 Deadlock 7 Case Study: UNIX (This is an alternative.) "Operating Systems, Design and Implementation" Tanenbaum Applied Opera(tinTg ShysitsemiCsonacneptsalternative.)
介绍
作者：Abrraham Silberschatz Peter Galvin Greg Gagne
2000年第一版
Applied Operating System Concepts
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耶鲁大学的 OS考试参考书
One of the following three books would be sufficiБайду номын сангаасnt to prepare for the Operating Systems component of the exam.
Applied Operating System Concepts
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1: Introduction 引论
What is an operating system? 什么是操作系统？ Simple Batch Systems 简单批处理系统 Multiprogramming Batched Systems 多道程序批处理系统 Time-Sharing Systems 分时系统 Personal-Computer Systems 个人计算机系统 Real -Time Systems 实时系统 Embedded SystemS 嵌入式系统 Parallel Systems 并行系统 Distributed Systems 分布式系统
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计算模式的发展趋势
大型主机时代
很多人共享一台计算机
PC 时代
一人一台计算机
Internet – 广泛的分布计算时代
过渡
普适计算时代
每人拥有很多计算机
Internet 和 Web 不仅仅是到下一代计算的过渡，更是计算和 服务使用方式的彻底转变。
预测计算机的计 算速度和存储密 度的“摩尔定律” 在2016年前仍然 有效。
普适计算是21世 纪的计算模式。
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普适计算
虚拟网络时代： 每个人排队等候同一台计算机的处理
普适计算时代： 计算机程序已嵌入各个设备，主动为每个人服务
1.10
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参考教材
1.Applied Operating System Concept
Abrahan Silberschatz,etc
2.计算机操作系统 汤子瀛等
西安电子科技大学出版社
3.操作系统教程
陆丽娜 齐勇等 西安交通大学大学出版社
微电子与计算技术的创新与成长继续按指数率发展
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计算在哪里起作用？
进行复杂计算 数据存储 交互式生产
年
Applied Operating System Concepts
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普适计算
普适计算：任何时间、任何地点、 任何设备、任何数据
在普适计算时代，任何一个在信息高速公路上行进的人 都可以通过无线连接装置在计算机（多媒体设备）上定 位，让计算机准确给予你帮助信息。同时可让人们在任 何时间、任何地点、以任意方式利用身边所有可获取的 信息。
4.Modern Operating System
Andrew S.Tanenbaum
5.现代操作系统
陈向群等译
机械工业出版社
6.计算机操作系统教程 张尧学 史美林
清华大学出版社
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新的计算模式的新应用
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•操作系统原理、实现技术 •虚拟计算机：用户使用计算机的工作平台 。 •现代操作系统
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为什么要有操作系统 计算机硬件（裸机）难于使用。
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"Applied Operating System Concepts" A. Silberschatz, P. Galvin, and G. Gagne. John Wiley & Sons, Inc., 2000. "Modern operating systems" Tanenbaum
1 What is an Operating System? 2 Processes 3-3.6 Memory Management 4 Files Systems 5-5.2 Input/Output 6 Deadlock 7 Case Study: UNIX (This is an alternative.) "Operating Systems, Design and Implementation" Tanenbaum Applied Opera(tinTg ShysitsemiCsonacneptsalternative.)
介绍
作者：Abrraham Silberschatz Peter Galvin Greg Gagne
2000年第一版
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耶鲁大学的 OS考试参考书
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1: Introduction 引论
What is an operating system? 什么是操作系统？ Simple Batch Systems 简单批处理系统 Multiprogramming Batched Systems 多道程序批处理系统 Time-Sharing Systems 分时系统 Personal-Computer Systems 个人计算机系统 Real -Time Systems 实时系统 Embedded SystemS 嵌入式系统 Parallel Systems 并行系统 Distributed Systems 分布式系统
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计算模式的发展趋势
大型主机时代
很多人共享一台计算机
PC 时代
一人一台计算机
Internet – 广泛的分布计算时代
过渡
普适计算时代
每人拥有很多计算机
Internet 和 Web 不仅仅是到下一代计算的过渡，更是计算和 服务使用方式的彻底转变。