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操作系统完整ppt课件目录contents•操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理•操作系统安全01操作系统概述操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程以及方便用户使用的程序的集合。定义提供用户与计算机硬件系统之间的接口；管理计算机资源；实现对计算机资源的抽象。功能操作系统的定义与功能手工操作方式，无操作系统。第一代（1940-1955）批处理系统，如IBM的DOS/360。第二代（1955-1965）多道程序系统，具有分时、实时等特点。UNIX、Windows等操作系统开始出现。第三代（1965-1980）网络操作系统、分布式操作系统等新型操作系统不断涌现，操作系统更加智能化、人性化。第四代（1980-至今）操作系统的历史与发展分布式操作系统通过网络将大量的计算机连接在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。网络操作系统提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统。实时操作系统能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件作出响应的计算机系统。批处理操作系统将用户提交的作业成批地处理，期间用户不能干预作业的运行。分时操作系统允许多个用户同时通过自己的终端使用同一台计算机。操作系统的分类与特点02进程管理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。进程的定义进程的状态进程控制块PCB进程在执行过程中会经历多种状态，如就绪态、运行态、阻塞态等。每个进程都有一个唯一的进程控制块，用于存储进程的标识符、状态、优先级等关键信息。030201进程的概念与状态PCB的作用PCB是进程存在的唯一标识，操作系统通过PCB来感知进程的存在，并对其进行控制和管理。PCB的内容PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控制信息等内容。PCB的组织方式PCB可以采用线性方式、链接方式或索引方式进行组织。进程控制块PCB进程调度算法先来先服务（FCFS）调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先得到服务。短作业优先（SJF）调度算法根据进程的服务时间进行调度，服务时间短的进程优先得到服务。优先级调度算法为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先得到服务。时间片轮转（RR）调度算法将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流执行一个时间片。消息传递消息传递是进程间通信的一种方式，通过发送和接收消息来实现进程间的数据交换和协调。进程同步的概念多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证正确的执行顺序和结果。信号量与PV操作信号量是一种特殊的变量，用于实现进程间的同步和互斥。PV操作是对信号量进行加1和减1的操作。管程管程是一种高级同步机制，它定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。进程同步与通信03内存管理123在程序编译或链接时确定程序在内存中的位置，包括固定分区分配和动态分区分配两种方式。静态分配在程序装入或运行时动态地为其分配内存空间，包括首次适应算法、最佳适应算法和最差适应算法等。动态分配当程序运行结束或不再需要某块内存时，系统需要将其回收并重新利用，包括立即回收和延迟回收两种方式。回收策略内存的分配与回收通过设置界限寄存器来限制程序对内存的访问范围，防止程序越界访问。界限寄存器保护通过设置内存页的访问权限来保护内存中的数据，防止程序非法访问。访问权限保护通过对内存中的数据进行加密来保护数据的安全性，防止数据被窃取或篡改。加密保护内存保护技术请求分页存储管理01将程序的逻辑地址空间划分为大小相等的页面，当页面被访问时将其调入内存，实现虚拟内存管理。请求分段存储管理02将程序的逻辑地址空间划分为若干个大小不等的段，当段被访问时将其调入内存，实现虚拟内存管理。请求段页式存储管理03结合请求分页和请求分段两种技术，将程序的逻辑地址空间划分为若干个大小不等的段，每个段又划分为大小相等的页面，实现虚拟内存管理。虚拟内存技术ABCD页面置换算法先进先出算法（FIFO）选择最早进入内存的页面进行置换。最优算法（OPT）选择将来最长时间不会被访问的页面进行置换。最近最久未使用算法（LRU）选择最近最长时间未被访...