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汤小丹计算机操作系统官方通用课件第四版计算机操作系统通用课件

?操作系统引论?进程管理?内存管理?文件系统?设备管理?系统调用和用户接口

01操作系统引论

什么是操作系统操作系统定义操作系统是一种控制计算机系统资源、管理计算机硬件和软件的系统程序，是用户和计算机硬件之间的接口。操作系统的作用操作系统的作用是提高计算机系统的效率和可靠性，为用户提供方便、安全、可靠的工作环境。操作系统的基本功能操作系统具有进程管理、存储管理、文件管理、设备管理等功能，能够处理系统资源冲突、调度系统资源、保护系统安全等。

操作系统的历史和发展操作系统的起源01操作系统的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机主要用于科学计算，没有操作系统。随着计算机技术的发展，人们开始意识到需要一种系统来管理计算机资源。操作系统的演变02从20世纪50年代到60年代，出现了批处理操作系统和分时操作系统。70年代以后，随着微处理器和微型计算机的发展，出现了个人计算机操作系统和嵌入式操作系统。现代操作系统的特点03现代操作系统具有高效性、可靠性和安全性等特点，能够处理多任务、支持并发操作、虚拟化资源等。

操作系统的基本概念和特征进程是计算机中的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程管理存储管理文件管理设备管理存储管理的主要任务是管理计算机的内存资源，包括内存分配、内存保护、内存扩充等。文件管理主要是对计算机文件进行管理，包括文件的存储、检索、修改等。设备管理主要是对计算机设备进行管理，包括设备的分配、使用、维护等。

02进程管理

进程的基本概念进程123程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程的特征独立性、并发性、异步性、结构特征。进程的状态就绪状态、等待状态、运行状态、结束状态。

进程的创建和终止进程的创建调用系统调用，创建新进程。进程的终止调用系统调用，结束进程。

进程的同步和通信进程同步通过信号量、互斥锁等机制实现进程间的同步。进程通信通过消息队列、管道等机制实现进程间的通信。

死锁问题及解决策略死锁定义死锁的解决策略避免死锁的策略检测并恢复死锁的预防死锁的策略策略两个或以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。避免死锁、检测并恢复死锁、预防死锁。按顺序申请资源、请求和持有、预先分配、静态重分配。检测死锁、停止进程、撤销进程、恢复进程。避免“请求和持有”、避免“不剥夺”。

03内存管理

内存的基本概念内存01计算机中重要的硬件资源之一，用于存储运行中的程序和数据。内存种类0203RAM、ROM、Cache等。内存地址每个内存单元有一个唯一的地址，用于访问和操作内存中的数据。

内存分配和管理内存分配程序运行时，操作系统会为程序分配一定的内存空间。内存管理操作系统负责管理和维护内存，包括内存的分配、释放和回收等。内存保护每个程序都有其独立的内存空间，不能互相访问，保证程序的稳定性和安全性。

虚拟内存系统010203虚拟内存页面置换算法页面调度通过将内存分为多个逻辑分区，实现了一种类似于硬盘的内存管理方式。当内存空间不足时，操作系统会将一些不常用的页面置换到硬盘上，以释放内存空间。当程序需要访问页面时，操作系统会根据一定的调度算法将页面加载到内存中。

内存保护和共享010203内存保护内存共享内存锁定每个程序都有其独立的内存空间，不能互相访问，保证程序的稳定性和安全性。多个程序可以共享一些公共的内一些关键数据和代码可以被锁定在内存中，防止被其他程序修改或破坏。存区域，以实现数据交换和协作。

04文件系统

文件的基本概念文件文件类型文件是计算机中存储信息的单位，由数据项、数据格式和数据结构组成。根据使用需求和存储内容，文件可分为文本文件、二进制文件、图像文件等。文件操作对文件的读写操作包括创建、读取、写入、删除等。

文件系统的实现文件系统结构010203文件系统通常采用层次结构，包括根目录、一级目录、二级目录等。文件系统的组织文件系统按照树形结构组织文件，方便查找和管理。文件系统的实现方式常见的文件系统实现方式包括FAT、NTFS、EXT等。

文件的保护和共享文件的权限管理通过设置文件的读、写、执行权限，保护文件不被非法访问。文件的备份与恢复文件的共享为防止文件丢失或损坏，需定期备份文件，通过共享机制，允许多个用户同时访问和使并掌握恢复方法。用同一文件。

文件系统的可靠性和性能优化文件系统的可靠性为确保文件系统数据的完整性和安全性，需采取容错技术、备份技术等措施。文件系统的性能优化通过优化文件系统结构、缓存机制等手段，提高文件系统的读写速度和响应时间。

05设备管理

设备的基本概念设备分类按功能分为输入设备、输出设备、外存储器、终端等。设备指计算机系统中用