重庆大学操作系统PPT3

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计算机操作系统第三版全部课件

计算机操作系统第三版全部课件

2.4.2 Windows的命令控制界面
Windows的命令控制界面分为 两个部分: 窗口交互:通过键盘和鼠标在 图形上操作。 命令解释器:通过cmd.exe为 用户服务。
2.4.2 Windows的命令控制界面
图2.6相互调用批处理示例
2.5 系统调用
系统调用分为6类: 1 设备管理 2 文件管理 3 进程控制 4 进程通信 5 存储管理 6 线程管理
1.4.2 分时操作系统(On-line)
HAL
Time Sharing OS
终端
终端
…...
终端
界面1:交互式命令语言(eg. shell, command) 界面2:图形用户界面(GUI)
1.4.2 分时操作系统
• 特点:
– 多路性:一个主机与多个终端相连; – 交互性:以对话的方式为用户服务; – 独占性:每个终端用户仿佛拥有一台虚拟机。
1.1.3 操作系统定义
操作系统是位于硬件层(HAL)之 上,所有其它软件层之下的一个系统 软件,是管理和控制系统中各种软硬 件资源,方便用户使用计算机系统的 程序集合。
Operating supervisor monitoring program
1.2 操作系统的历史
• 操作系统的产生
– 手工操作阶段 – 成批处理阶段 – 执行系统阶段
– 提高处理能力; – 扩展应用领域。
Foreground/Background System
• 常见模式:
– 分时(前台)+批处理(后台) – 实时(前台)+批处理(后台)
1.4.5 单用户操作系统
• 同一时刻仅有一个用户使用的系统 • 应用领域:
– 台式机,笔记本,…….

操作系统 全书课件完整版ppt全套教学教程最全电子教案电子讲义(最新)

操作系统 全书课件完整版ppt全套教学教程最全电子教案电子讲义(最新)
返回
即上一条指令的执行结束是下一条指 令执行开始的充分必要条件,程序总 是严格按照给定的指令序列顺序执行 的。即使要改变执行顺序,也是通过 程序本身的指令(如转移指令、循环 指令等)来实现的。
返回
程序一旦开始运行,就必然独占所有 的系统资源,其执行结果由给定的初 始条件决定,而不会受到外界因素的 影响。
2
4 Getdata
3 取数据失败
2
1
1
(a)
(b)
(c)
在某些情况下,程序的并发执行会使得程序顺序执 行时本应具有的封闭性和可再现性遭到破坏,造成 程序运行的结果出现错误。
返回
第三章 作业管理
第三章 作业管理
1、作业与作业步 2、用户界面 3、交互式作业与批处理作业 4、作业调度 5、作业的实例
系统为了保证操作系统的安全及程序运行的正常,系统通常 设置二种机器状态:管态和目态 当操作系统程序运行时,机器处于管态; 当用户程序运行时,机器处于目态。 它们是可以改变的。因此,用户想在自己的程序中调用操作 系统的子功能,就必须改变机器的状态。此时就必须要用到 一种特殊的调用方式:访管方式。为了实现这种调用,系统 提供一条自愿进管指令(访管指令),当CPU执行到这条指令 时就发生中断,称为自愿进管中断(访管中断),它表示正 在运行的程序对操作系统提出某种要求。此时就可以改变机 器的状态,即由目态转为管态。为了使控制能跳到用户当前 所需要的那个例行子程序去,就需要指令提供一个地址码, 用这个地址码表示系统调用的功能号。它也是操作系统提供 的例行子程序的编号。然后在访管指令中输入相应的号码, 以完成用户当前所需要的服务。因此,一个带有一定功能号 的访管指令就定义了一条系统调用命令。它不由硬件来直接 提供,而是由软件来实现的,也可说是由操作系统中的某段 程序来实现的。亦可称为广义指令或系统宏指令。

操作系统概述PPT课件精选全文

操作系统概述PPT课件精选全文
1.1 操作系统概念
1.1.1 操作系统地位 1.1.2 操作系统作用 1.1.3 操作系统定义
1
1.1.1 操作系统地位
硬件抽象层(HAL)之上 所有其它软件层之下
应用软件层
其它系统软件层 OS
硬件(HAL)
注意, 上图所示的层次关系具有穿透性:高层软件可调用 所有低于所在层次的软件,并可与硬件直接打交道。
—— API、GUI (Graphic User Interface) 4
1.1.3 操作系统定义
操作系统是位于硬件层(HAL)之上、所有 其它软件层之下的一个系统软件,是管 理系统中各种软硬件资源、方便用户使 用计算机系统的程序集合。
5
1.2 操作系统的历史
1.2.1 操作系统的产生
– 手工操作阶段 – 成批处理阶段 – 执行系统阶段
1.2.2 操作系统的完善
– 多道批处理系统 – 分时系统 – 实时处理系统 – 通用操作系统
1.2.3操作系统的发展
– 网络操作系统 – 分布式操作系统 – 多处理机操作系统 – 单用户操作系统 – 面向对象操作系统 – 嵌入式操作系统 – 智能卡操作系统
6
1.2.1 操作系统的产生
一、手工操作阶段 (20世纪40道批处理操作系统(batch processing system) 分时操作系统(time-sharing system) 实时操作系统(real-time system) 通用操作系统(multi-purpose system) 单用户操作系统(single user system) 网络操作系统(network operating system) 分布式操作系统(distributed operating system) 多处理机操作系统(multi-processor system) 嵌入式操作系统(embedded operating system) 智能卡操作系统(smart-card operating system)

《操作系统》ppt课件

《操作系统》ppt课件

进程转换
就绪→执行、执行→就绪、 执行→阻塞、阻塞→就绪。
进程控制
创建进程、终止进程、进 程阻塞与唤醒、进程切换。
进程控制块PCB
PCB概念
进程控制块是系统为了管理进程而设 置的一个专门的数据结构,用它来记 录进程的外部特征,描述进程的运动 变化过程。
PCB内容
PCB作用
使一个在多道程序环境下不能独立运 行的程序(含数据),成为一个能独 立运行的基本单位,一个能与其他进 程并发执行的进程。
02
强制访问控制
系统对用户和文件实行强制性的 访问控制,如军事领域的多级安 全保护。
03
基于角色的访问控 制
根据用户在系统中的角色来分配 访问权限,实现企业中的权限管 理。
加密技术在操作系统中应用
文件加密
对重要文件进行加密存储,防止未经授权的用户 访问。
磁盘加密
对整个磁盘或磁盘分区进行加密,保护磁盘数据 的安全性。
设备驱动程序设计
设备驱动程序的功能
实现与硬件设备的通信和控制,向上层软件提供统一的接口。
设备驱动程序的组成
包括设备服务例程、中断处理程序和设备管理策略等。
设备驱动程序的编写
需要了解硬件设备的特性和接口规范,采用适当的编程语言和开发工具进行编写。
设备驱动程序的调试与测试
通过调试和测试确保设备驱动程序的正确性和稳定性。
磁盘调度算法比较
先来先服务(FCFS)
按照请求到达的先后顺序进行服务,简单但效率不高。
最短寻道时间优先(SSTF)
优先选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务,可减少磁头移动距 离,但可能导致某些请求长时间等待。
扫描算法(SCAN)
磁头从一端向另一端移动,途中满足遇到的请求,到达另一端后返回, 途中再次满足遇到的请求,如此往复。

2024年度《计算机操作系统》教学课件合集pptx

2024年度《计算机操作系统》教学课件合集pptx

2024/3/23
16
文件组织结构设计
01
逻辑结构
文件的逻辑结构是用户可见的结构,包括流式文件和记录式文件两种基
本形式。
02
物理结构
文件的物理结构是操作系统在磁盘上存储文件的方式,包括连续分配、
链接分配和索引分配三种基本形式。
2024/3/23
03
逻辑结构与物理结构的关系
文件的逻辑结构是用户可见和使用的结构,而物理结构是操作系统管理
错误处理
当用户在执行多任务时遇到错误或冲突,系统应提供有效的错误处理 机制,如错误提示、撤销操作等,帮助用户及时解决问题。
26
07
安全性与保护机制
2024/3/23
27
操作系统安全性要求
01
保密性
确保用户数据和系统信息不被未经 授权的人员获取。
可用性
确保系统和数据在需要时可用,不 因恶意攻击或错误而中断。
2024/3/23
03
内存管理
11
内存空间分配方式
03
连续分配方式
非连续分配方式
分配算法
单一连续分配、固定分区分配、动态分区 分配
基本分页存储管理、基本分段存储管理、 段页式存储管理
首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应 算法
2024/3/23
12
虚拟内存技术原理
1 2
虚拟内存的基本概念
程序员用到的内存空间为虚拟内存,实际用到的 内存空间为物理内存
动态分配策略
根据设备的请求和系统的状态,动态地分配设备给需要的进程或任 务。这种策略可以提高设备的利用率和系统的灵活性。
分配算法
常用的设备分配算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF )、优先级调度等。

计算机操作系统PPT课件

计算机操作系统PPT课件
时钟页面置换算法(Clock)
将内存页面组织成环形链表,通过指针循环扫描选择可置换的页面, 实现简单且性能适中。
内存保护机制设计
01
界限寄存器保护
为每个进程分配一个界限寄存器,规定其访问的内存范围,防止进程越
界访问其他进程的内存空间。
02 03
基址寄存器和限长寄存器保护
将进程的逻辑地址空间映射到物理地址空间上,通过基址寄存器和限长 寄存器实现内存保护。基址寄存器存放进程在内存中的起始地址,限长 寄存器存放进程的长度。
拒绝服务攻击
通过大量请求拥塞网络或耗尽系统资源,使合法用户无法 正常使用服务。
身份认证和访问控制策略
1 2
身份认证机制
通过用户名、密码、生物特征等方式验证用户身 份,确保只有合法用户能访问系统。
访问控制列表(ACL)
定义不同用户或用户组对系统资源的访问权限, 实现细粒度的权限控制。
3
角色基于访问控制(RBAC)
文件共享与保护机制
文件共享
多个用户或程序可以同时访问同一个文件,操作系统需要提供文件共享机制。
文件保护
为了防止文件被未经授权的用户或程序访问和修改,操作系统需要提供文件保护机制,如 访问控制列表(ACL)等。
并发控制
当多个用户或程序同时访问同一个文件时,操作系统需要进行并发控制,以确保数据的一 致性和完整性。
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。

计算机操作系统课件完整版

计算机操作系统课件完整版

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。

2024版年度《计算机操作系统》ppt课件完整版

2024版年度《计算机操作系统》ppt课件完整版
22
段式存储管理
2024/2/2
段式存储管理的概念
将作业的地址空间划分为若干个段,每个段定义了一组逻辑信息, 以段为单位进行内存分配。
段式存储管理的地址映射
通过段表将逻辑地址转换为物理地址。
段式存储管理的优缺点
优点是符合程序的逻辑结构,有利于信息共享和保护,缺点是内存 利用率不高,可能产生外部碎片。
作业同步与通信
作业管理界面
协调多个作业之间的运行顺序,实现资源共 享和协同工作。
提供友好的作业管理界面,方便用户进行作 业操作和管理。
2024/2/2
12
03
进程与线程
2024/2/2
13
进程的概念与特征
进程是程序的一次执 行过程,是系统进行 资源分配和调度的基 本单位。
进程由程序、数据和 进程控制块(PCB) 三部分组成。
根据进程需求分配设备资源,如打印机、磁 盘等。
设备独立性
屏蔽不同设备之间的差异,提供统一的设备 接口。
2024/2/2
设备驱动
提供设备控制程序,驱动设备执行操作。
缓冲管理
对输入输出数据进行缓冲,提高设备使用效 率。
10
文件管理
文件存储空间管理
分配和管理文件存储空间,支持文件 的创建、删除等操作。
目录管理
32
设备分配与回收
设备分配原则
先进先出、优先级高者优先等。
设备分配算法
包括静态分配和动态分配,其中 动态分配又包括先来先服务、最
短寻道时间优先等算法。
设备回收
当设备不再被使用时,需要将其 回收以供其他进程使用。
2024/2/2
33
缓冲技术
缓冲的引入原因
解决CPU与外设之间速度不匹配的问题,提高 CPU的利用率。
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– Multiple programs to be executed at the same time
• Concurrent execution
Process
What is Process
• A program in execution • An instance of a program running on a computer • The entity that can be assigned to and executed on a processor • A unit of activity characterized by the execution of a sequence of instructions, a current state, and an associated set of system resources
User Processes in Virtual Memory (structure of process images)
Elements of a Process Control Block
• Process Identification
– Identifiers • Identifier of this process • Identifier of the process that created this process (parent process) • User identifier
PROCESS CONTROL
Modes of Execution
• User mode
– Less-privileged mode – User programs typically execute in this mode


A Five-State
Parent request / termination
Parent request / termination
A Five-State Model
A Five-State Model
A Five-State Model
A Five-State Model
Process Control Structures
• Process image is the collection of program, Data, stack, and attributes (process control block)
The Role of the Process Control Block
• I/O Tables
– I/O device is available or assigned – Status of I/O operation – Location in main memory being used as the source or destination of the I/O transfer
Process Trace
Process Trace
Process Trace
Two-State Process Model
• Process may be in one of two states
– Running – Not-running
Two-State Process Model


Process Control Information

– – – – –
The Role of the Process Control Block
• Each process control block contains all of the information about a process that is needed by the OS. • One can say that the set of process control blocks defines the state of the OS.

Processor State Information
– – User-Visible Registers Control and Status Registers • Program counter • Condition codes • Status information Stack Pointers
Chapter 3 Process Description and Control
The way of program execution
• Serial execution
– Multiple programs to be executed sequentially, one by one
• Parallel execution
Process States
Process Trace
• The instruction sequence of process to be executed---- Process Trace • We can characterize behavior of the processor by showing how the traces of the various processes are interleaved.
Process Termination
A Five-State Model
A Five-State Model
• New: A process that has just been created but
• •
has not yet been admitted to the pool of executable processes by the OS. Ready: A process that is prepared to execute when given the opportunity. Running: The process that is currently being executed. Blocked: A process that cannot execute until some event occurs. Exit: A process that has been released from the pool of executable processes by the OS.
Operating System Control Structures
• Memory Tables
– Allocation of main memory to processes – Allocation of secondary memory to processes – Protection attributes for access to shared memory regions – Information needed to manage virtual memory
• Information about the current status of each process and resource • Tables are constructed for each entity the operating system manages
Operating System Control Structures
Process Creation
When one process spawns another, the former is referred to as the parent process, and the spawned process is referred to as the child process.
A Five-State Model
• Priority Queue
– If the dispatching of processes is dictated by a priority scheme, then it would be convenient to have a number of Ready queues, one for each priority level. The OS could then readily determine which is the highest-priority ready process that has been waiting the longest.
Suspended Processes
Process Description
Process Description
• What information does the OS need to control processes and manage resources for them?
Operating System Control Structures
Process Control Block
• Identifier: A unique identifier • State: Process state, such as running • Priority • Program counter: The address of the next instruction • Memory pointers: pointers to the program code and data • Context data: data in registers • I/O status information: I/O requests, I/O devices, file list, and so on. • Accounting information
Suspended Processes
• Processor is faster than I/O, so all processes could be waiting for I/O • Some of processes are swapped out of main memory to free up more memory
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