【思维导图】源文件-第一章 操作系统简介
合集下载
第一章简介-精选
恢复运行用户程序
Classes of Interrupts中断类型
I/O中断
– signals normal completion of operation or error
Program Exception 程序异常中断
– Overflows溢出 – try to execute illegal instruction执行非法指令
期系统扩展 – used for billing users 向用户收费
操作系统的功能
资源管理器
– 管理计算机系统的硬件资源
虚拟计算机
– 实现计算机的软件方面的功能
Hardware Resource 计算机的硬件资源
Computer System
Memory
Operating System Software
硬件中断和软件中断
硬件中断又可分为硬件故障中断、输入输出 中断和外部中断。
软件中断又可分为程序中断（例如定点操作 数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等）和 访管中断。访管中断是用户程序在运行中请 求操作系统为其提供服务而执行一条“访管 指令”所引起的中断，又称软件中断。在 PDP-11机上访管指令是tarp指令，在×86机上 访管指令是INT指令。访管中断是进程所期待 的，它是自愿性的中断，又称自愿中断，其 它几种中断不是运行进程所期望的，它属于 强迫性中断事件。
Error detection and response错误检测与响应
– internal and external hardware errors内/外硬件错误
• memory error内存错误 • device failure设备错误
– software errors软件错误
Classes of Interrupts中断类型
I/O中断
– signals normal completion of operation or error
Program Exception 程序异常中断
– Overflows溢出 – try to execute illegal instruction执行非法指令
期系统扩展 – used for billing users 向用户收费
操作系统的功能
资源管理器
– 管理计算机系统的硬件资源
虚拟计算机
– 实现计算机的软件方面的功能
Hardware Resource 计算机的硬件资源
Computer System
Memory
Operating System Software
硬件中断和软件中断
硬件中断又可分为硬件故障中断、输入输出 中断和外部中断。
软件中断又可分为程序中断（例如定点操作 数溢出、地址越界、虚存管理中缺页等）和 访管中断。访管中断是用户程序在运行中请 求操作系统为其提供服务而执行一条“访管 指令”所引起的中断，又称软件中断。在 PDP-11机上访管指令是tarp指令，在×86机上 访管指令是INT指令。访管中断是进程所期待 的，它是自愿性的中断，又称自愿中断，其 它几种中断不是运行进程所期望的，它属于 强迫性中断事件。
Error detection and response错误检测与响应
– internal and external hardware errors内/外硬件错误
• memory error内存错误 • device failure设备错误
– software errors软件错误
操作系统知识框架图
操作系统知识框架图
演讲人 2020-10-10
目录
1 基本概念 2 资源管理技术
01 基本概念
基本概念
处理器管理 存储管理 设备管理 文件管理
联网与通信 管理
操作系统定 义及作用
多道程序定 义及特点
现代操作系统 的基本功能
操作系统内 核的定义
02 资源管理技术
资源管理技术
处理器管理
存储管理
分页存储
分段存储
段页存储
虚存
分段 分页
页面置换策略
资源管理技术
设备管理
A
概念题
B
设备管理
I/O控制方式及其主要优 缺点
虚拟设备定义及其实现
设备独立性存在原因及其 实现
概念题
引入缓冲技术原因及其基 本思想
SPOOLing原理
设备管理
轮询方式
中断方式
DMA方式
I/O控制方式
设备管理
缓冲技术
单缓
文件目录
文件目录检录
文件控制块 文件目录 目录文件
目录结构
单层 双层 树状 无环 通用
文件管理
文件逻 辑结构
文件物 理结构
文件组织与数据存储
文件管理
文件系统功能及实现
文件类系
A
统调用
Hale Waihona Puke 文件B共享
文件空
C
间管理
虚拟文
D
件系统
文件性能
E
及可靠性
感谢聆听
02 并发性
03 拥有资 源
04 系统开 销
概念题
A
高级 调度
B
中级 调度
C
低级 调度
处理器调度的类型
演讲人 2020-10-10
目录
1 基本概念 2 资源管理技术
01 基本概念
基本概念
处理器管理 存储管理 设备管理 文件管理
联网与通信 管理
操作系统定 义及作用
多道程序定 义及特点
现代操作系统 的基本功能
操作系统内 核的定义
02 资源管理技术
资源管理技术
处理器管理
存储管理
分页存储
分段存储
段页存储
虚存
分段 分页
页面置换策略
资源管理技术
设备管理
A
概念题
B
设备管理
I/O控制方式及其主要优 缺点
虚拟设备定义及其实现
设备独立性存在原因及其 实现
概念题
引入缓冲技术原因及其基 本思想
SPOOLing原理
设备管理
轮询方式
中断方式
DMA方式
I/O控制方式
设备管理
缓冲技术
单缓
文件目录
文件目录检录
文件控制块 文件目录 目录文件
目录结构
单层 双层 树状 无环 通用
文件管理
文件逻 辑结构
文件物 理结构
文件组织与数据存储
文件管理
文件系统功能及实现
文件类系
A
统调用
Hale Waihona Puke 文件B共享
文件空
C
间管理
虚拟文
D
件系统
文件性能
E
及可靠性
感谢聆听
02 并发性
03 拥有资 源
04 系统开 销
概念题
A
高级 调度
B
中级 调度
C
低级 调度
处理器调度的类型
操作系统思维导图版
1.7. 处理机调度.........................................................................................................13 1.7.1. 调度算法 .....................................................................................................13 1.7.2. 调度时机 .....................................................................................................17 1.7.3. 调度过程 .....................................................................................................18 1.7.4. 调度级别 .....................................................................................................18 1.7.5. 实时调度 .....................................................................................................20
1.3. 线程.....................................................................................................................10 1.3.1. 引入 .............................................................................................................10 1.3.2. 概念 .............................................................................................................10 1.3.3. 实现 .............................................................................................................11
1.3. 线程.....................................................................................................................10 1.3.1. 引入 .............................................................................................................10 1.3.2. 概念 .............................................................................................................10 1.3.3. 实现 .............................................................................................................11
第1章操作系统概述精品PPT课件
2）方便用户：用户上机、调试程序，分散计 算时的事务处理和非专业用户。
3）硬件的发展：CPU的位宽度（指令和数 据）、快速外存、新硬件、新技术的出现等。
4）计算机体系结构的不断发展。
1·2 OS的发展史—手工
& 1、手工操作 （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】：
设置操作系统的目的就是提高计算机系统 的效率，增强系统的处理能力，充分发挥系统 的利用率，方便用户使用。
1·2 操作系统的发展过程
操作系统发展的主要动力是用户的需求，并 随着计算机硬件技术、软件技术的发展而不断 发展完善。
1）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
课程简介
课程名称：操作系统（ Operating System ）
教 材：《计算机操作系统》刘福岩等 《计算机操作系统》
教学方式：授课（ 48）+上机实习（16） 考试类别：考试 参考教材：
1、现代操作系统，陈向群等译，机械工业出版社 2、操作系统设计与实现，王鹏等译，电子工业出版社 3、计算机操作系统教程
管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计 算机的工作流程 & 方便性（用户的观点）
提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系 统的类型和数量差别 & 可扩充性与开放性（开放的观点）：
硬件类型和规模、操作系统本身的功能和管 理策略、多个系统间的资源共享和互操作。
2.操作系统的定义
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源，合理的组织计算机工作流程以及 方便用户使用的程序和数据的集合。
1·1 什么是操作系统
1.1.1 冯.诺依曼结构的计算机
3）硬件的发展：CPU的位宽度（指令和数 据）、快速外存、新硬件、新技术的出现等。
4）计算机体系结构的不断发展。
1·2 OS的发展史—手工
& 1、手工操作 （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】：
设置操作系统的目的就是提高计算机系统 的效率，增强系统的处理能力，充分发挥系统 的利用率，方便用户使用。
1·2 操作系统的发展过程
操作系统发展的主要动力是用户的需求，并 随着计算机硬件技术、软件技术的发展而不断 发展完善。
1）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
课程简介
课程名称：操作系统（ Operating System ）
教 材：《计算机操作系统》刘福岩等 《计算机操作系统》
教学方式：授课（ 48）+上机实习（16） 考试类别：考试 参考教材：
1、现代操作系统，陈向群等译，机械工业出版社 2、操作系统设计与实现，王鹏等译，电子工业出版社 3、计算机操作系统教程
管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计 算机的工作流程 & 方便性（用户的观点）
提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系 统的类型和数量差别 & 可扩充性与开放性（开放的观点）：
硬件类型和规模、操作系统本身的功能和管 理策略、多个系统间的资源共享和互操作。
2.操作系统的定义
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源，合理的组织计算机工作流程以及 方便用户使用的程序和数据的集合。
1·1 什么是操作系统
1.1.1 冯.诺依曼结构的计算机
第一章简介-精选
中） 分时系统….
1.无操作系统
这时的计算机操作是由程序员采用人工 操作方式直接使用计算机硬件系统。
– 计算速度慢（几千次每秒），没有操作系 统甚至没有任何软件
– 用户独占计算机，完全手工操作 – 纸带（卡片） 输入机 计算机打印输
Virtual Computer 虚拟计算机
一个裸机在每加上一层软件后，就变成了一 个功能更强的机器，我们把这种“功能更强 的机器”称之为“虚拟机”
如果是多用户的操作系统，那么经过扩充后， 一个实际的处理器就可以扩充成多个虚拟机， 使得每一个用户都拥有一个处理机
用户 进程
VC1
用户 进程
VC2
…..
包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器
Instruction Cycle with Interrupts! 中断的指令周期
CPU checks for interrupts after each instruction
If no interrupts, then fetch the next instruction for the current program
I/O pgm branches(分支) to user pgm
User code gets executed during I/O operation (eg: printing): no waiting 程序继续执行
User pgm gets interrupted (x) when I/O operation is done and branches to interrupt handler to examine status of I/O module I/O操作结束时产生中断,中断当前 程序运行转入中断处理程序检测I/O 状态
1.无操作系统
这时的计算机操作是由程序员采用人工 操作方式直接使用计算机硬件系统。
– 计算速度慢（几千次每秒），没有操作系 统甚至没有任何软件
– 用户独占计算机，完全手工操作 – 纸带（卡片） 输入机 计算机打印输
Virtual Computer 虚拟计算机
一个裸机在每加上一层软件后，就变成了一 个功能更强的机器，我们把这种“功能更强 的机器”称之为“虚拟机”
如果是多用户的操作系统，那么经过扩充后， 一个实际的处理器就可以扩充成多个虚拟机， 使得每一个用户都拥有一个处理机
用户 进程
VC1
用户 进程
VC2
…..
包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器
Instruction Cycle with Interrupts! 中断的指令周期
CPU checks for interrupts after each instruction
If no interrupts, then fetch the next instruction for the current program
I/O pgm branches(分支) to user pgm
User code gets executed during I/O operation (eg: printing): no waiting 程序继续执行
User pgm gets interrupted (x) when I/O operation is done and branches to interrupt handler to examine status of I/O module I/O操作结束时产生中断,中断当前 程序运行转入中断处理程序检测I/O 状态
计算机操作系统引论思维导图
时分复用技术 空分复用技术
4.异步a n r i
无结构操作系统
模块化 S
传统操作系统结构
分层式结构 S 客户/服务器模式
面对对象的程序设计
微内核o 结构
5. S结构设计
进程控制
进程互斥方式 进程同步方式(协同)
进程同步 进程通信
1.处理机管理功能
作业调度 进程调度
调度
静态分配 动态分配
内存分配
内存保护 地址映射
2.存储器管理功能
内存扩充
缓冲管理设备处理程序又称源自备驱动程序设备分配 设备处理
3.设备管理功能
文件存储空间的管理
目录管理 文件的读写管理和保护
4.文件管理功能
用户接口 程序接口
5.操作系统与用户之间的接口
系统安全
网络的功能和服务 支持多媒体
6.现代操作系统的新功能
4.操作系统的主要功能
一.操作系统引论
1.操作系统的目标和功能 2.操作系统的发展过程
目标 作用
实时系统
集群系统–超算~云计算
微机操作系统的发展
3.操作系统的基本特征
1.并发c n
n
区别并行和并发 引入进程
并发是进程宏观一起运行，微观上交替运行，而 并行是指同时运行
1.互斥共享方式
2.共享 h n
2.同时访问方式
并发和共享是多用户(多任务) S的两个最基本的 特征。它们又是互为存在的条件
3.虚拟 u
方便性
有效性
提高系统资源利用率 提高系统吞吐量
可扩充性
开放性
S作为用户与计算机硬件系统之间的接口
S实现了对计算机资源的抽象
命令方式 系统调用方式 图标–窗口方式