计算机科学与程序设计导论PPT第4章操作系统.pptx
操作系统
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20XX
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目录
01
操作系统的定义
02
操作系统的功能
03
操作系统的类型
04
操作系统的组成
05
操作系统的管理机制
操作系统的定义
章节副标题
PARTONE
操作系统概念
操作系统作为中介
操作系统是用户与计算机硬件之间的中介，负责管理资源和提供用户界面。
操作系统的核心功能
操作系统的核心功能包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序。
操作系统的作用
操作系统负责管理计算机硬件资源，如CPU、内存和存储设备，确保它们被有效利用。
01
操作系统提供用户接口，允许用户通过命令行或图形界面与计算机交互。
02
操作系统负责加载程序到内存，执行程序，并在程序之间进行调度。
03
操作系统负责检测和处理系统错误，同时提供安全机制，保护系统不受恶意软件和用户错误的影响。
04
资源管理
用户接口
程序执行
错误处理与安全
操作系统与硬件的关系
操作系统提供硬件抽象层，使应用程序无需直接与硬件交互，简化了软件开发。
硬件抽象层
操作系统负责管理硬件资源，如CPU、内存，通过调度算法优化资源使用效率。
资源管理与调度
操作系统的功能
章节副标题
PARTTWO
进程管理
操作系统通过系统调用创建新进程，并在任务完成后终止进程，释放资源。
进程创建与终止
01
02
03
04
进程调度算法决定哪个进程获得CPU时间，以实现多任务并行处理。
进程调度
进程同步机制如信号量和互斥锁，确保多个进程间正确共享资源，避免冲突。
进程同步
进程间通信(IPC)允许不同进程交换数据，实现协作，如管道、消息队列和共享内存。
进程通信
内存管理
操作系统通过虚拟内存技术，允许程序使用比实际物理内存更大的地址空间。
虚拟内存技术
内存管理还包括隔离不同进程的内存空间，防止相互干扰，提高系统的稳定性和安全性。
内存保护机制
操作系统负责动态分配和回收内存资源，确保程序运行时有足够的内存空间。
内存分配与回收
01
02
03
文件系统管理
操作系统提供硬件抽象层，使应用程序无需直接与硬件交互，简化了软件开发。
硬件抽象层
操作系统负责管理硬件资源，如CPU、内存和存储设备，确保系统稳定高效运行。
资源管理
设备管理
操作系统通过内存分配算法，如首次适应、最佳适应等，动态分配和回收内存资源。
内存分配与回收
01
虚拟内存允许系统运行比物理内存更大的程序，通过页面置换算法管理硬盘空间作为补充。
虚拟内存技术
02
操作系统确保各个进程的内存空间互不干扰，防止进程间的非法内存访问和数据破坏。
内存保护机制
03
操作系统的类型
章节副标题
PARTTHREE
批处理系统
操作系统的核心功能包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动等。
操作系统的核心功能
操作系统是用户与计算机硬件之间的中介，负责管理硬件资源和提供用户界面。
操作系统作为中介
分时系统
操作系统负责合理分配和调度计算机硬件资源，如CPU、内存和存储设备。
资源管理
提供用户与计算机交互的界面，包括命令行和图形用户界面(GUI)。
用户接口
操作系统加载程序到内存，执行程序指令，并管理程序运行时的环境。
程序执行
操作系统实施安全机制，防止未授权访问，保护系统不受恶意软件侵害。
系统安全
实时系统
进程创建与终止
操作系统通过系统调用创建新进程，并在任务完成后终止进程，释放资源。
进程通信
进程间通信(IPC)允许不同进程交换信息，如管道、消息队列、共享内存。
进程调度
进程同步
进程调度算法决定哪个进程获得CPU时间，如轮转调度、优先级调度等。
进程同步机制确保多个进程在共享资源时不会发生冲突，如互斥锁、信号量。
操作系统的组成
章节副标题
PARTFOUR
内核
操作系统是用户与计算机硬件之间的中介，管理硬件资源并提供用户界面。
操作系统作为中介
操作系统负责进程管理、内存分配、文件系统等，确保计算机系统的稳定运行。
操作系统的核心功能
中间件
01
操作系统提供硬件抽象层，使软件与硬件解耦，简化了应用程序的开发和运行。
02
操作系统负责管理硬件资源，如CPU、内存，通过调度算法优化资源使用，提高效率。
硬件抽象层
资源管理与调度
应用程序接口(API)
操作系统负责合理分配和调度计算机硬件资源，如CPU、内存和存储设备。
资源管理
01
提供用户与计算机交互的界面，包括命令行、图形用户界面等。
用户接口
02
操作系统负责加载程序到内存，执行程序，并提供程序运行时的环境。
程序执行
03
操作系统通过权限控制、加密等手段保护系统不受恶意软件和未授权访问的侵害。
系统安全
04
用户界面
操作系统通过内存分配算法，如首次适应、最佳适应等，动态分配内存资源给进程，并在进程结束后回收。
内存分配与回收
01