胡志刚 操作系统 课件

合集下载

操作系统ppt课件完整版

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)

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》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

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)

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

《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

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

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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Interrupt service routine
PC
PSW CSPS PDP-11

TNZVC

Trap: A software-generated interrupt caused by
an error or a user request
12
Common Functions of Interrupts
9
Computer System Organization

One or more CPUs, device controllers connect through common bus providing access to shared memory
10
Computer-System Operation

26
Real-Time Systems


Hard real-time Secondary storage limited or absent Data stored in memory, or read-only memory (ROM) Soft real-time Limited utility in industrial control of robotics Useful in multimedia, virtual realiຫໍສະໝຸດ y,etc

System call Device-status table
15
Two I/O Methods
Synchronous
Asynchronous
16
Device-Status Table
17
Direct Memory Access Structure



Used for high-speed I/O devices able to transmit information at close to memory speeds Device controller transfers blocks of data from buffer storage directly to main memory without CPU intervention Only one interrupt is generated per block, rather than the one interrupt per byte
18
Mainframe Systems

Batch OS Multiprogrammed OS Time-sharing OS
19
Batch OS


Batching Programmers submitted jobs in a job control languages (shell…) Operators batched together jobs with similar needs and ran them as a group Drawbacks Fast CPU and slow I/O devices Not interactive
国家精品课程
Principles of Operating System
操作系统原理
胡志刚
中南大学软件学院
1
Textbook & References

Silberschatz.Operating System Concepts(V7) 北京:高等教育出版社, 2007,3 汤小丹.现代操作系统. 北京:电子工业出版社, 2009,9 胡志刚.计算机操作系统. 长沙:中南大学出版社,2005,8
Current
Interrupt service routine


disabled
13
Interrupt Handling

OS preserves the state of the CPU Determines which type of interrupt has occurred:

24
Time-sharing OS
Job1 User1
CPU Job2
Mem Jobn Usern User2

Memory sharing + time sharing multiprogramming + interaction
25
Real-Time Systems

Used in a dedicated application scientific experiments medical imaging systems industrial control systems some display systems Well-defined fixed-time constraints Real-Time systems may be either hard or soft real-time

through the interrupt vector, transfers control to interrupt service routine Save the address of the interrupted instruction
Incoming interrupts are
BP RP
3
Types of Operating Systems

Real-time Operating System


Multi/Single-user Operating Systems
Multi/Single-tasking Operating Systems
Distributed Operating System


2
What is an Operating System

A manager: One program running at all times.

CPU/Memory/File/I/O Devices Management Operating system goals convenient to use. Use the computer in an efficient manner.
3 Years, 2000 Persons 25 functional Teams
Time-Sharing
Mobile Operating System
4
4 Components of a Computer System
5
Computer VS Person

Operating System?
Job Monitor I/O
Job A Job B Scheduling Type I/O Disk I/O
23
Advantages of Multiprogramming
(1) Improve CPU utilization (2) Improve memory and I/O devices utilization (3) Increase system throughput Characteristics of Multiprogrammed Systems: Multiprogramming UnOrdered Scheduling
Monitor 40`s
Simple Batch 50`s
6
Modern OS (DOS/Windows/Unix)
Why should study?

Help you understand important and hard OS concepts The Concepts/Architectures/Algorithms are very traditional and classical

to distinguish when system is running user code or kernel code Some instructions designated as privileged

7
How to study?
Lectures do not cover everything Not all questions in homework or exams are from lectures Students responsibility Attend lectures Read textbooks Homework, Experiments




I/O devices and CPU execute concurrently Each device controller is in charge of a particular device type Each device controller has a local buffer CPU moves data from/to main memory to/from local buffers I/O is from the device to local buffer of controller Device controller informs CPU that it has finished its operation by causing an interrupt
27
Operating-System Operations
Dual-mode operation allows OS to protect itself
and other system components


User mode and kernel mode Mode bit provided by hardware
相关文档
最新文档