精品第五章操作系统讲解PPT课件.pptx

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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
contents
目
录
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
提供计算机运行的基本环境，管理计算机资源，提供用户与计算机之间的接口。
功能
操作系统的定义与功能
早期操作系统
手工操作、批处理系统。
现代操作系统
分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统等。
发展趋势
微内核、面向对象、分布式、智能化等。
操作系统的历史与发展
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等。
并发性、共享性、虚拟性、异步性等。
操作系统的分类与特点
特点
分类
02
进程管理
进程的特性包括动态性（进程是程序的执行过程，具有生命周期）、并发性（多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行）、独立性（进程是系统进行资源分配和调度的独立单位）、异步性（进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进）和结构性（进程由程序段、数据段和PCB三部分组成）。
进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位，它是程序的执行过程，具有动态性、并发性、独立性、异步性和结构性等基本特征。
进程的状态信息存储在进程控制块（PCB）中，PCB是进程存在的唯一标志。
进程的概念与特性
进程的状态包括新建态、就绪态、运行态、阻塞态和终止态。新建态是指进程被创建时的状态；就绪态是指进程已分配到除CPU以外的所有必要资源，只要获得CPU便可立即执行；运行态是指进程已获得CPU，其程序正在执行；阻塞态是指正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态；终止态是指进程执行完毕。
进程状态的转换包括就绪→执行、执行→阻塞、阻塞→就绪和执行→终止等几种情况。其中，就绪→执行转换是进程调度程序选中一个处于就绪状态的进程投入运行；执行→阻塞转换是当正在执行的进程请求的资源得不到满足时，它就从执行状态变成阻塞状态；阻塞→就绪转换是当处于阻塞状态的进程所等待的资源得到满足时，它就从阻塞状态变成就绪状态；执行→终止转换是一个进程正常结束或异常结束时，它就从执行状态变成终止状态。
进程的状态与转换
进程控制的主要任务是为作业创建进程、撤销已结束的进程以及控制进程在运行过程中的状态转换。进程控制一般采用原语操作来实现。原语的特点是执行期间不允许中断，只能一气呵成。原语采用“关中断指令”和“开中断指令”来实现。显然，关/开中断指令的权限非常大，必然是只允许在核心态下执行的特权指令。
进程调度是操作系统中一项重要的功能，它负责将CPU分配给就绪队列中的一个进程。进程调度的主要目的是提高系统资源的利用率和系统吞吐量，同时保证系统的实时性和公平性。常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度（Priority Scheduling）、时间片轮转（RR）和多级反馈队列（MLFQ）等。
进程的控制与调度