操作系统小论文北京大学计算机系00348308吕
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浅谈操作系统(操作系统论文) 浅谈操作系统(操作系统论文)1:引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究意义2:操作系统的定义与发展2.1 操作系统的定义2.2 操作系统的发展历程2.3 操作系统的分类3:操作系统的基本功能3.1 进程管理3.1.1 进程的创建与销毁3.1.2 进程调度3.2 内存管理3.2.1 内存分配与回收3.2.2 虚拟内存管理3.3 文件系统3.3.1 文件的创建与删除 3.3.2 文件的读写与修改 3.4 设备管理3.4.1 设备的分配与释放 3.4.2 设备的驱动与控制4:操作系统的关键技术4.1 进程间通信4.2 同步与互斥4.3 死锁的预防与避免 4.4 中断与异常处理4.5 虚拟化技术4.6 分布式操作系统5:操作系统的应用领域5.1 桌面操作系统5.2 服务器操作系统5.3 嵌入式操作系统5.4 移动操作系统5.5 实时操作系统6:操作系统的优缺点分析6.1 优点6.2 缺点6.3 改进方向7:操作系统与其他相关技术的关系 7.1 编程语言7.2 数据库管理系统7.3 网络通信技术7.4 人机交互技术8:操作系统的未来发展趋势8.1 云操作系统8.2 大数据与的融合8.3 安全与隐私保护8.4 自动化与智能化9:结论附件:1:操作系统原始代码示例2:操作系统相关实验数据3:相关调研问卷回收数据法律名词及注释:1:版权法:保护原创作品的权益,禁止未经授权的复制和使用。
2:商标法:保护商号和商标的专有权,禁止未经授权的商标使用和侵权行为。
3:隐私保护法:保护个人隐私信息的泄露和滥用。
操作系统论文—进程调度算法论文题目:进程调度算法学生姓名:院系:专业:学号:指导教师:摘要无论是在批处理系统还是分时系统中,用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。
另外,系统进程也同样需要使用处理机。
这就要求进程调度程序按一定的策略,动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程,以使之执行。
关键字:C语言,数据结构目录第一章引言 (3)1.1课题简介 (3)1.2进程调度方式 (3)第二章设计简介 (4)2.1设计简介 (4)第三章详细设计 (4)3.1进程调度算法的数据结构 (4)3.2银行家算法设计的主要步骤 (4)第四章算法的结果及代码分析 (6)4.1代码分析 (6)4.1.1输出结果 (6)总结 (8)参考资料 (8)实验代码 (9)第一章引言1.1课题简介作为进程调度的准备,进程管理模块必须进程调度将系统中各进程的执行情况和状态特征记录在各进程的PCB表中。
并且,根据各进程的状态特征和资源需求等、进程管理模块还将各进程的PCB表排成相应的队列并进行动态队列转接。
进程调度模块通过PCB变化来掌握系统中存在的所有进程的执行情况和状态特征,并在适当的时机从就绪队列中选择出一个进程占据处理机。
进程的三种基本状态:1.等待态:等待某个事件的完成;2.就绪态:等待系统分配处理器以便运行;3.运行态:占有处理器正在运行。
运行态→等待态往往是由于等待外设,等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。
等待态→就绪态则是等待的条件已满足,只需分配到处理器后就能运行。
运行态→就绪态不是由于自身原因,而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器,这时候就变成就绪态。
例如时间片用完,或有更高优先级的进程来抢占处理器等。
就绪态→运行态系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器,此时就变成了运行态。
1.2进程调度方式1、非剥夺方式分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去,直到进程完成或发生进程调度。
《操作系统》课程小论文【浅谈Windows XP 操作系统的安全性】学生姓名:***学号: ************专业班级: 11计科一班任课教师:***山东女子学院信息技术学院2013年12 月26 日【浅谈Windows XP 操作系统的安全性】摘要随着互联网的出现与迅速发展,以及金融、政务、商务等重要信息网络与之互连,互联网这个全球性的信息网络已经在政治、经济等方面起着越来越重要的作用。
以此同时,这些重要的信息网络系统面临入侵攻击的威胁,而操作系统和应用服务程序的漏洞正是攻击者实施攻击的基础。
操作系统是直接与计算机硬件打交道的基础软件,是计算机资源的直接管理者,操作系统的安全性是其他应用软件安全性的根基,缺乏这个安全的根基,构筑在其上的应用系统以及安全保障系统,如PKI、机密性保护措施的安全性将得不到根本保障。
在网络环境中,网络安全依赖于各主机系统的安全可信,没有操作系统的安全,就谈不上主机系统和网络系统的安全性,因此操作系统的安全是整个计算机系统安全的基础。
本文首先介绍了操作系统的一般概念和定义,Windows XP系统的安全目标、架构和实现,然后详细介绍了其安全机制并对其进行了分析,进一步介绍了不同使用环境下的配制方法等。
关键词:操作系统;Windows XP;安全性;原理;配置ON THE WINDOWS XP OPERATING SYSTEMSECURITYABSTRACTWith the emergence of the Internet and the rapid development, as well as financial, government, business and other important information network interconnection, the global Internet information network has been in such aspects as politics, economy, plays a more and more important role. At the same time, these important information network system faces the threat of invasion attack, and operating system and application service program vulnerabilities is the foundation of the attacker to carry out attacks. Operating system is the basis of dealing directly with the computer hardware software, is the direct management of computer resources, the security of the operating system is the foundation of other application software security, lack of the foundation of the security, to build on its application system and security system, such as PKI, confidentiality protection measures of security will not guarantee. In the network environment, network security depends on the host system security are to be believed, no operating system security, let alone the host system and the security of network system, so the safety of the operating system is the foundation of the entire computer system security.This paper first introduces the general concept and definition of the operating system, Windows XP system security objectives, architecture and implementation, and then introduces its detailed and analyzes its security mechanism, further introduced the different preparation methods using environment, etc.Key words:the operating system; Windows XP; security; the principle; configuration【概述】1.1 操作系统概述操作系统(英语:Operating System,简称OS)是一管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==操作系统论文篇一:操作系统论文操作系统现状及其未来发展趋势201X210779宋万福摘要:电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。
现在, 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。
在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生,操作系统的历史在某种意义上来说也是计算机的历史。
本文主要研究了当前主流操作系统的现状及其发展趋势。
关键词:操作系统 windows unix linux 现状发展引言:操作系统是控制其他程序运行,管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。
操作系统(英语;Operating System,简称OS)是一管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。
操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等,使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。
操作系统是一个庞大的管理控制程序,大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。
目前的操作系统种类繁多,很难用单一标准统一分类。
根据应用领域来划分,可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统。
一操作系统发展现状自20世纪中期电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。
现在, 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。
Linux操作系统1. 引言Linux操作系统是一种开源的、免费的操作系统,具有稳定性、高性能和安全性等优点,因此在计算机领域得到广泛应用。
本文将着重介绍Linux操作系统的历史、特点、架构以及在实际应用中的优势。
2. 历史2.1 Unix操作系统的起源Linux操作系统起源于Unix操作系统,Unix操作系统由Ken Thompson和Dennis Ritchie在20世纪70年代初开发。
Unix操作系统成为了多用户、多任务操作系统的鼻祖,为后来的操作系统提供了参考和灵感。
2.2 Linux的开发与诞生Linux操作系统的开发始于1991年,当时Linus Torvalds在芬兰赫尔辛基大学上学时开始对自己的个人计算机编写一个操作系统内核。
他将自己的操作系统命名为Linux,并在全球范围内开放源代码,吸引了大量开发者对其进行改进和贡献。
2.3 Linux的发展与应用随着Linux的不断发展,越来越多的人开始使用和推崇Linux操作系统。
Linux操作系统广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等领域,在互联网时代的推动下,Linux形成了一个强大的生态系统。
3. 特点Linux操作系统具有以下主要特点:3.1 开源和免费Linux操作系统是开源的,用户可以自由获取、使用和修改其源代码。
这使得用户能够根据自己的需求对系统进行定制和优化,同时也使得Linux操作系统成为了一种免费的选择。
3.2 稳定性与可靠性由于开源特性和全球开发者的共同努力,Linux操作系统具有出色的稳定性和可靠性。
相比其他操作系统,Linux在长时间运行和高负载情况下表现更好,稳定性得到了业界的广泛认可。
3.3 高度可定制化Linux操作系统提供了丰富的命令行工具和配置选项,使得用户可以根据自己的需要对系统进行高度定制。
这种可定制性使得Linux操作系统适用于各种不同的场景和应用。
3.4 安全性由于开放源代码和许多安全性功能的内置,Linux操作系统被认为是相对较安全的操作系统之一。
操作系统论文操作系统论文一、引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法二、操作系统概述2.1 定义与作用2.2 基本组成2.2.1 内核2.2.2 文件系统2.2.3 设备驱动程序2.2.4 用户界面2.3 发展历史2.3.1 批处理操作系统2.3.2 分时操作系统2.3.3 多任务操作系统2.3.4 分布式操作系统三、操作系统的功能与特性3.1 并发与并行3.1.1 进程与线程3.1.2 进程调度3.2 内存管理3.2.1 内存分配3.2.2 内存保护3.3 文件系统管理3.3.1 文件操作3.3.2 文件权限控制 3.4 设备管理3.4.1 设备驱动程序3.4.2 中断处理机制四、操作系统的分类4.1 批处理操作系统4.2 实时操作系统4.3 分时操作系统4.4 分布式操作系统4.5 嵌入式操作系统五、常见操作系统的比较5.1 Windows操作系统 5.1.1 发展历程 5.1.2 特性与优点 5.1.3 缺点与局限 5.2 Linux操作系统5.2.1 发展历程 5.2.2 特性与优点 5.2.3 缺点与局限 5.3 macOS操作系统5.3.1 发展历程 5.3.2 特性与优点 5.3.3 缺点与局限六、操作系统的安全性6.1 认证与授权6.1.1 用户认证6.1.2 资源授权6.2 安全威胁与防范6.2.1 与恶意软件6.2.2 网络攻击与防护七、操作系统的性能优化7.1 响应时间优化7.2 系统资源利用率优化7.3 系统吞吐量优化八、未来发展方向8.1 云计算与操作系统8.2 物联网与操作系统8.3 与操作系统附件:本文档的附件包括相关数据和统计图表。
法律名词及注释:1、著作权法:指对于某一具有独创性的学术、科技成果或者文学、艺术、自然科学和社会科学的其他作品,享有经济权和非经济权的权利人2、专利法:指对于新型技术发明、设计、传输通信、生物医学、药物制剂等方面的发明或创造,享有一定权利并受到法律保护的制度3、商标法:指对于某个商品、服务的名称、符号、标志或者设计的独有权利。
计算机导论-论文-计算机操作系统《计算机操作系统:从幕后到台前的奇妙之旅》在我们日常使用电脑或者手机的过程中,你有没有想过,是什么在背后默默工作,让我们能够轻松地打开软件、浏览网页、听音乐、玩游戏?其实,这都离不开一个关键的角色——计算机操作系统。
还记得我第一次接触计算机的时候,那是一台老旧的台式机,运行速度慢得像蜗牛。
当我满怀期待地按下电源键,等待了好久好久,才终于看到那个陌生又神秘的界面。
我小心翼翼地移动鼠标,点击着各种图标,却经常因为不熟悉而弄得手忙脚乱。
当时的我,根本不知道这背后有一个强大的操作系统在支撑着这一切。
计算机操作系统就像是一个超级管家,它管理着计算机的硬件和软件资源,让它们能够和谐共处,高效地为我们服务。
它负责处理内存分配,决定哪些程序可以使用多少内存,就像是在一个拥挤的房间里合理安排每个人的床位,确保大家都能有地方休息。
它还管理着 CPU的调度,决定哪个程序可以先运行,哪个需要等待,就像在一个繁忙的厨房中,安排厨师们依次烹饪不同的菜肴,保证整个流程有条不紊。
操作系统中的文件系统也非常重要。
想象一下,你的电脑里存储着各种各样的文件,有照片、文档、音乐、视频等等,如果没有一个良好的文件系统来组织和管理它们,那简直就是一场灾难。
就好比一个杂乱无章的图书馆,你想要找一本书,却根本无从下手。
而操作系统的文件系统就像是一位优秀的图书管理员,将每一本书都准确地分类、编号、存放,让你能够轻松找到你需要的东西。
说到这里,不得不提一下 Windows 操作系统。
相信很多人都对它非常熟悉。
Windows 以其直观的图形界面和易用性,赢得了广大用户的喜爱。
还记得在学校的计算机课上,老师教我们如何使用 Windows 系统来完成各种任务,从简单的文件操作到复杂的软件安装。
那时候,每次成功完成一个操作,都让我感到无比兴奋。
而在服务器领域,Linux 操作系统则是当之无愧的霸主。
它以其稳定性和安全性,被广泛应用于各种大型服务器和数据中心。
操作系统毕业论文操作系统毕业论文近年来,随着信息技术的飞速发展,操作系统作为计算机科学领域的核心技术之一,也逐渐引起了人们的关注。
作为一名即将毕业的学生,我选择了操作系统作为我的毕业论文主题。
本文将从操作系统的概念、发展历程、重要性以及未来发展方向等方面进行探讨。
首先,我们来了解一下操作系统的概念。
操作系统是计算机系统中的一个软件,它负责管理和控制计算机硬件资源,为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全和可靠的工作环境。
操作系统通常包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和用户接口等模块,通过这些模块的协调与管理,保证计算机系统的正常运行。
接下来,我们回顾一下操作系统的发展历程。
早期的计算机并没有操作系统,用户需要通过编程语言直接操作硬件,这给用户带来了很大的困扰。
随着计算机技术的不断进步,人们意识到需要一个软件来管理和控制计算机硬件资源,于是操作系统应运而生。
最早的操作系统是批处理操作系统,它允许用户一次性提交多个作业,由操作系统按照一定的算法进行调度执行。
随后,分时操作系统和实时操作系统相继出现,使得计算机能够同时为多个用户提供服务,并满足对实时性要求较高的应用场景。
操作系统在现代计算机系统中的重要性不言而喻。
首先,操作系统可以提供良好的用户体验。
通过友好的用户接口和高效的任务调度算法,操作系统可以使用户的操作更加简单、快捷、方便。
其次,操作系统可以有效管理计算机硬件资源。
通过合理的内存管理、进程管理和文件管理等机制,操作系统可以充分利用计算机硬件资源,提高计算机系统的性能。
此外,操作系统还可以保证计算机系统的安全性和可靠性,通过访问控制和错误处理等机制,防止恶意程序和硬件故障对系统造成损害。
未来,操作系统的发展方向仍然具有广阔的前景。
首先,随着人工智能和大数据技术的快速发展,操作系统需要更好地支持这些新兴技术的应用。
例如,操作系统可以通过智能调度算法来优化机器学习任务的执行效率,提高计算资源的利用率。
计算机操作系统论文计算机操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序,是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机的各种活动,使得计算机能够高效、稳定地运行,并为用户提供一个方便、友好的操作环境。
一个典型的计算机操作系统具有多个重要的功能。
首先是进程管理,它负责创建、调度和终止进程,确保多个程序能够并发运行,充分利用计算机的资源。
通过合理的进程调度算法,操作系统可以决定哪个进程在何时获得 CPU 时间,以提高系统的整体性能和响应能力。
内存管理是另一个关键功能。
操作系统需要有效地分配和回收内存空间,以满足不同程序的需求。
它要确保各个程序之间的内存隔离,防止一个程序的错误访问影响到其他程序的正常运行。
同时,还需要实现虚拟内存技术,让计算机能够运行比实际物理内存更大的程序。
文件系统管理也是操作系统的重要职责。
它负责组织和存储计算机中的文件和数据,提供文件的创建、删除、读取和写入等操作。
文件系统需要考虑数据的存储效率、数据的安全性和可靠性,以及文件的快速检索和访问。
设备管理则负责控制和协调计算机与外部设备的通信。
包括设备的驱动程序、设备的分配和释放,以及输入输出操作的控制。
操作系统需要能够处理各种不同类型的设备,并为用户提供统一的设备访问接口。
在众多操作系统中,Windows 操作系统是最为广泛使用的个人计算机操作系统之一。
它具有图形化的用户界面,易于操作和学习。
Windows 不断更新和改进,从早期的 Windows 95 到现在的 Windows10 和 Windows 11,在性能、安全性和功能上都有了显著的提升。
其强大的兼容性使得各种软件和硬件都能够在 Windows 平台上运行。
Linux 操作系统则以其开源、稳定和安全的特点在服务器领域占据重要地位。
许多大型网站和企业级应用都运行在 Linux 服务器上。
由于其开源的特性,开发者可以根据自己的需求对 Linux 进行定制和优化,从而满足各种特殊的应用场景。
TLB方方面面
00348308 吕品
一、TLB是什么:
TLB:Translation Lookaside Buffer. 根据功能可以译为快表,直译可以翻译为旁路转换缓冲,也可以把它理解成页表缓冲。
里面存放的是一些页表文件(虚拟地址到物理地址的转换表)。
当处理器要在主内存寻址时,不是直接在内存的物理地址里查找的,而是通过一组虚拟地址转换到主内存的物理地址,TLB就是负责将虚拟内存地址翻译成实际的物理内存地址,而CPU寻址时会优先在TLB中进行寻址。
处理器的性能就和寻址的命中率有很大的关系。
二、为什么要引入TLB:
映射机制必须使一个程序能断言某个地址在其自己的进程空间或地址空间内,并且能够高效的将其转换为真实的物理地址以访问内存。
一个方法是使用一个含有整个空间内所有页的入口(entry)的表(即页表),每个入口包含这个页的正确物理地址。
这很明显是个相当大的数据结构,因而不得不存放于主存之中。
由于CPU首先接到的是由程序传来的虚拟内存地址,所以CPU必须先到物理内存中取页表,然后对应程序传来的虚拟页面号,在表里找到对应的物理页面号,最后才能访问实际的物理内存地址,也就是说整个过程中CPU必须访问两次物理内存(实际上访问的次数更多)。
因此,为了减少CPU访问物理内存的次数,引入TLB。
三、TLB、Cache、内存的关系
TLB和CPU里的一级、二级缓存之间不存在本质的区别,只不过前者缓存页表数据,而后两个缓存实际数据。
他们和内存区域的对应关系图如下
CPU 内存
四、TLB内部组成及相关概念:
TLB中条目与cache条目相似,标志部分包含虚拟地址,数据部分包含物理页号,保护地段,有效位,通常还有使用位和重写位。
1.TLB种类细分:
TLB在X86体系的CPU里的实际应用最早是从Intel的486CPU开始的,在X86体系的CPU里边,一般都设有如下4组TLB:
第一组:缓存一般页表(4K字节页面)的指令页表缓存(Instruction-TLB);
第二组:缓存一般页表(4K字节页面)的数据页表缓存(Data-TLB);
第三组:缓存大尺寸页表(2M/4M字节页面)的指令页表缓存(Instruction-TLB);第四组:缓存大尺寸页表(2M/4M字节页面)的数据页表缓存(Instruction-TLB);
2.TLB命中和TLB失败:
图中可见,当CPU执行机构收到应用程序发来的虚拟地址后,首先到TLB中查找相应的页表数据,如果TLB中正好存放着所需的页表,则称为TLB命中(TLB Hit),接下来CPU再依次看TLB中页表所对应的物理内存地址中的数据是不是已经在一级、二级缓存里了,若没有则到内存中取相应地址所存放的数据。
如果TLB中没有所需的页表,则称为TLB失败(TLB Miss),接下来就必须访问物理内存中存放的页表,同时更新TLB的页表数据。
3.TLB条目数(页表条目数):
既然说TLB是内存里存放的页表的缓存,那么它里边存放的数据实际上和内存页表区的数据是一致的,在内存的页表区里,每一条记录虚拟页面和物理页框对应关系的记录称之为一个页表条目(Entry),同样地,在TLB里边也缓存了同样大小的页表条目(Entry)。
由于页表条目的大小总是固定不变的,所以TLB的容量越大,则它所能存放的页表条目数越多(类似于增大CPU一级、二级缓存容量的作用),这就意味
着缓存命中率的增加,这样,就能大大减少CPU直接访问内存的次数,实现了性能提升。
4.TLB的联合方式:
TLB内部存储空间被划分为大小相同的块(即TLB页表条目),这些块的大小=内存的页表区里页表条目的大小,如下图:
所以,就可以在TLB页表条目和内存页表条目间建立一定的相互对应关系。
当CPU 需要页表数据时,它必须迅速做出如下的2个判断:一个是所需要的页表是否已缓存在TLB内部(即判断TLB命中或是失败),另一个是所需要的页表在TLB内的哪个条目内。
为了尽量减少CPU做出这些判断所需的时间,就必须在TLB页表条目和内存页表条目之间的对应方式上动点脑筋,下面是几种常见的对应关系。