操作系统概述——清华大学计算机基础精品PPT课件

contents •计算机操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理•用户界面与交互性支持•网络操作系统简介目录01计算机操作系统概述定义与功能定义管理计算机资源提供用户界面组织计算机工作流程发展历程及分类发展历程分类操作系统与硬件/软件关系与硬件关系与软件关系02进程管理进程概念及状态转换进程定义01进程状态02进程控制块（PCB）03先来先服务（FCFS ）优先级调度时间片轮转（RR ）短作业优先（SJF ）进程调度算法进程同步与通信机制信号量机制消息传递机制管道通信共享内存机制03内存管理内存空间分配方式连续分配方式非连续分配方式允许一个程序分散地装入到不相邻的内存分区中，包括基本分页存储管理、基本分段存储管理和段页式存储管理。

虚拟内存技术原理及应用虚拟内存技术原理虚拟内存技术应用内存保护机制界限寄存器保护访问控制列表硬件保护键04文件系统文件概念及类型划分文件概念文件是计算机中存储数据的基本单位，通常是一组相关数据的集合，可以包含文本、图像、音频、视频等多种形式的数据。

类型划分根据文件的性质和用途，可以将其划分为不同类型，如文本文件、二进制文件、图像文件、音频文件、视频文件等。

文件组织结构文件逻辑结构文件的逻辑结构是指用户从逻辑上看到的文件组织形式，包括流式文件和记录式文件两种。

流式文件以字节为单位进行组织，而记录式文件则以记录为单位进行组织。

文件物理结构文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法，包括连续文件、串联文件和索引文件三种。

连续文件将文件信息按顺序连续存放在磁盘上；串联文件将文件信息分散存放在磁盘上，通过指针链接；索引文件则通过建立索引表的方式来管理和访问文件。

文件的访问权限是指用户对文件的读、写和执行等操作的许可权。

操作系统通常提供了一套机制来控制不同用户对文件的访问权限，以保障系统的安全性和数据的保密性。

访问权限常见的文件访问权限控制方法包括自主访问控制（DAC ）、强制访问控制（MAC ）和基于角色的访问控制（RBAC ）。

《计算机操作系统》课件一、引言计算机操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源，为用户提供高效、便捷的服务。

本课件旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和功能，帮助读者了解操作系统的工作机制，掌握操作系统的使用技巧。

二、操作系统的基本概念1.操作系统的定义操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机系统中的一种系统软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户提供一个运行程序的环境。

2.操作系统的功能（1）资源管理：操作系统负责合理分配和调度计算机硬件资源，包括CPU、内存、外设等，以提高资源利用率和系统性能。

（2）程序管理：操作系统负责管理计算机中的程序，包括程序的加载、执行、终止等过程。

（3）文件管理：操作系统负责管理计算机中的文件，包括文件的创建、删除、修改、查询等操作。

（4）用户接口：操作系统为用户提供一个友好、便捷的交互界面，使用户能够方便地使用计算机。

三、操作系统的类型1.单用户操作系统单用户操作系统（SingleUserOperatingSystem）是指在同一时间内只允许一个用户使用计算机的操作系统。

单用户操作系统通常应用于个人计算机，如Windows操作系统。

2.多用户操作系统多用户操作系统（Multi-UserOperatingSystem）是指在同一时间内允许多个用户使用计算机的操作系统。

多用户操作系统通常应用于大型计算机和服务器，如Unix操作系统。

3.批处理操作系统批处理操作系统（BatchOperatingSystem）是指将多个用户的任务按照一定的顺序批量处理的操作系统。

批处理操作系统能够提高计算机的利用率，但用户无法实时干预任务的执行。

4.实时操作系统实时操作系统（Real-TimeOperatingSystem，简称RTOS）是指能够在规定的时间内完成特定任务的操作系统。

实时操作系统广泛应用于嵌入式系统、控制系统等领域。

四、操作系统的结构1.简单结构简单结构的操作系统是指操作系统的所有功能都集中在一个核心模块中，如早期的Unix操作系统。

定义计算机操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、提供用户界面以及组织计算机工作流程的程序和数据的集合。

管理计算机资源包括处理器管理、内存管理、设备管理、文件管理等。

提供用户界面通过图形界面或命令行界面，使用户能够方便地与计算机进行交互。

组织计算机工作流程对计算机系统中的各种任务进行调度和管理，确保计算机系统的正常运行。

定义与功能发展历程及现状早期操作系统批处理系统、分时系统等。

现代操作系统Windows、Linux、macOS等。

现状目前，计算机操作系统已经渗透到各个领域，包括桌面应用、服务器、移动设备、嵌入式系统等。

同时，随着云计算、大数据等技术的发展，操作系统也在不断演进和变革。

如Windows 、macOS 等，主要用于个人计算机。

桌面操作系统如Linux 、Windows Server 等，用于提供网络服务和管理网络资源。

服务器操作系统如Android 、iOS 等，用于智能手机和平板电脑等设备。

移动设备操作系统如RTOS （实时操作系统）等，用于嵌入式系统，如智能家居、工业自动化等。

嵌入式操作系统常见操作系统类型01进程定义进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位，是程序的执行过程。

02进程状态包括新建、就绪、运行、阻塞、终止等状态。

03状态转换描述进程在不同状态之间的转换条件和过程，如就绪到运行、运行到阻塞等。

进程概念及状态转换按照进程到达的先后顺序进行调度。

先来先服务（FCFS ）根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程优先获得处理机。

优先级调度根据进程服务时间的长短进行调度，服务时间短的优先。

短作业优先（SJF ）将CPU 时间划分为固定大小的时间片，按时间片轮流执行进程。

时间片轮转（RR ）进程调度算法01020304通过信号量及其P 、V 操作实现进程间的同步与互斥。

信号量机制通过消息传递实现进程间的通信，包括直接通信和间接通信两种方式。

消息传递机制通过管道实现进程间的通信，管道是一种半双工的通信方式。