《操作系统》2进程与线程课件.pptx

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1、操作系统基础概念 制作人：制作者PPT时间：2024年X月目录第第1 1章章 操作系统基础概念操作系统基础概念第第2 2章章 进程管理进程管理第第3 3章章 线程管理线程管理第第4 4章章 内存管理内存管理第第5 5章章 文件系统文件系统第第6 6章章 操作系统安全操作系统安全第第7 7章章 总结与展望总结与展望 0101第一章 操作系统基础概念 什么是操作系统什么是操作系统操作系统是计算机系统中操作系统是计算机系统中的一部分，负责管理计算的一部分，负责管理计算机的各种资源，为应用程机的各种资源，为应用程序提供必要的运行环境。序提供必要的运行环境。操作系统的核心功能包括操作系统的核心功能包括进

2、程管理、文件管理、内进程管理、文件管理、内存管理和设备管理，是计存管理和设备管理，是计算机系统的基石。算机系统的基石。操作系统的种类常见桌面操作系统Windows苹果公司的操作系统macOS自由开放源代码操作系统Linux 一次处理多个作业批处理系统0103对时间要求严格的系统实时系统02多用户共享计算机资源分时系统ShellShell用户交互界面用户交互界面解释命令解释命令系统调用系统调用应用程序接口应用程序接口访问操作系统功能访问操作系统功能 操作系统的主要组成内核内核管理硬件资源管理硬件资源提供基本服务提供基本服务操作系统的功能和重要性操作系统的功能不仅包括资源管理和程序运行环境的提供，

3、还承担着安全性、稳定性和效率等方面的重要任务。在计算机领域，操作系统起着至关重要的作用，是整个系统的核心组成部分。0202第2章 进程管理 进程的概念进程是程序的一次执行过程，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程有自己独立的地址空间和资源。进程的状态等待CPU执行就绪正在执行运行等待某种事件发生阻塞 短作业优先短作业优先优先处理执行时间短的进程优先处理执行时间短的进程时间片轮转时间片轮转每个进程被分配一个时间片轮每个进程被分配一个时间片轮流执行流执行 进程调度算法先来先服务先来先服务按照进程到达的顺序进行调度按照进程到达的顺序进行调度用于进程间同步信号量0103进程间的条件传递与等

4、待条件变量02保证共享资源的互斥访问互斥锁了解进程管理了解进程管理进程管理是操作系统中非进程管理是操作系统中非常重要的一部分，通过进常重要的一部分，通过进程管理，操作系统可以有程管理，操作系统可以有效地分配资源和调度任务。效地分配资源和调度任务。理解进程的概念和状态对理解进程的概念和状态对于学习操作系统具有重要于学习操作系统具有重要意义。意义。0303第3章 线程管理 线程的概念线程的概念线程是进程中的执行单元，线程是进程中的执行单元，可以共享进程的资源。线可以共享进程的资源。线程之间的切换开销较小，程之间的切换开销较小，提高了系统的并发性能。提高了系统的并发性能。用户线程与内核线程由用户空间

5、管理用户线程由内核管理内核线程有不同的优缺点实现方式 线程同步与通信重要性同步问题需要解决通信问题互斥量、条件变量机制 多线程编程多线程编程多线程编程可以充分利用多线程编程可以充分利用多核处理器的优势。但也多核处理器的优势。但也需要注意线程安全和资源需要注意线程安全和资源竞争的问题。竞争的问题。多线程编程充分利用多核处理器优势线程安全、资源竞争问题 总结线程管理是操作系统中的重要概念，线程的概念、不同类型的线程、线程间同步和通信以及多线程编程都是需要深入了解和掌握的内容。通过合理地管理线程，可以提高系统的性能和效率。0404第4章 内存管理 内存管理的基本内存管理的基本概念概念内存管理是操作系

6、统管理内存管理是操作系统管理计算机内存资源的核心功计算机内存资源的核心功能，包括内存分配、内存能，包括内存分配、内存回收、地址转换等操作。回收、地址转换等操作。这些功能对系统的性能和这些功能对系统的性能和稳定性起着至关重要的作稳定性起着至关重要的作用。用。内存分配的算法优点是容易实现首次适应算法能够在一定程度上减少碎片最佳适应算法可能导致碎片较多最坏适应算法 概念与作用0103 提高系统性能稳定性02 磁盘空间扩展内存地址空间管理地址空间管理划分对程序运行影响大划分对程序运行影响大管理对程序安全性有影响管理对程序安全性有影响 内存保护与地址空间内存保护内存保护保护进程免受干扰保护进程免受干扰重

7、要手段重要手段总结内存管理是操作系统中至关重要的一环，影响着系统的运行效率和稳定性。各种内存分配算法和虚拟内存管理方式，都是为了更好地利用计算机内存资源，提高系统的性能。同时，内存保护和地址空间管理也是确保系统安全性的重要手段。0505第五章 文件系统 文件系统的基本文件系统的基本概念概念文件系统是操作系统管理文件系统是操作系统管理文件和目录的机制。它提文件和目录的机制。它提供了对存储设备上数据的供了对存储设备上数据的组织、存取和保护功能，组织、存取和保护功能，确保文件在系统中的有效确保文件在系统中的有效管理和使用。管理和使用。文件组织和存储文件占用连续的存储空间连续分配文件的存储空间通过链表

8、组织链式分配通过索引表来查找文件的数据块索引分配 文件权限和共享定义谁可以访问文件及其权限级别权限控制允许多个用户同时访问同一文件共享机制保护文件的安全性和隐私安全性保护 文件系统的优化文件系统的优化文件系统的性能优化对于文件系统的性能优化对于提高系统效率至关重要。提高系统效率至关重要。通过文件缓存、磁盘调度通过文件缓存、磁盘调度算法等方式，可以改善文算法等方式，可以改善文件的访问速度和系统整体件的访问速度和系统整体运行效率。运行效率。磁盘调度算法磁盘调度算法根据磁盘访问请求的规律，合根据磁盘访问请求的规律，合理安排磁盘读写顺序理安排磁盘读写顺序磁盘分区优化磁盘分区优化合理分配磁盘空间，避免碎

9、片合理分配磁盘空间，避免碎片化化数据压缩技术数据压缩技术减小文件占用空间，提高存储减小文件占用空间，提高存储效率效率文件系统的优化方法文件缓存文件缓存在内存中保存最近访问的文件在内存中保存最近访问的文件块，加速文件读取块，加速文件读取文件系统的优势文件系统有效组织数据，方便用户管理和访问数据组织权限控制和共享机制保护文件的安全性安全性通过优化算法提高文件访问速度性能优化 0606第6章 操作系统安全 安全概念保护重要数据不被泄露数据保密确认用户身份的过程身份验证限制用户对系统资源的访问权限访问控制 攻击者利用缓冲区溢出漏洞执行恶意代码缓冲区溢出0103通过使系统资源耗尽导致服务不可用拒绝服务攻

10、击02病毒、木马等恶意软件威胁系统安全恶意软件入侵检测系统入侵检测系统检测网络异常行为检测网络异常行为防止入侵防止入侵加密加密数据传输加密数据传输加密保护信息安全保护信息安全安全策略安全策略制定合理安全规则制定合理安全规则加强系统整体安全加强系统整体安全安全防护措施防火墙防火墙监控网络流量监控网络流量阻止不明访问阻止不明访问安全管理和审计安全管理和审计安全管理是操作系统安全安全管理是操作系统安全的重要组成部分。通过合的重要组成部分。通过合理的安全策略和安全意识理的安全策略和安全意识培训，可以加强系统的安培训，可以加强系统的安全性。安全审计是对系统全性。安全审计是对系统安全性的评估和监控，有安全

11、性的评估和监控，有助于发现潜在的安全风险，助于发现潜在的安全风险，并提出改进建议。并提出改进建议。0707第七章 总结与展望 本课程内容总结本课程介绍了操作系统的基本概念、进程管理、线程管理、内存管理、文件系统和安全等内容。学习者应该掌握操作系统的基本原理和功能。未来发展趋势操作系统领域仍然在不断发展和演进。未来的操作系统可能会更加智能、高效和安全。感想与展望感想与展望学习操作系统课程让我们学习操作系统课程让我们对计算机系统有了更深入对计算机系统有了更深入的理解。希望未来能够继的理解。希望未来能够继续深入学习和研究操作系续深入学习和研究操作系统相关领域。统相关领域。参考资料深入系统讲解现代操作系统基础理论介绍操作系统概念开源系统研究Linux内核设计与实现 操作系统智能化的技术路线智能化0103操作系统安全性策略安全性02提高操作系统运行效率高效性云计算云计算支持云端计算模式支持云端计算模式提高系统资源利用率提高系统资源利用率区块链区块链探索区块链技术应用探索区块链技术应用提升系统数据安全性提升系统数据安全性物联网物联网融合物联网技术融合物联网技术拓展系统多样性拓展系统多样性操作系统深度学习方向AIAI集成集成融合人工智能技术融合人工智能技术提升系统智能水平提升系统智能水平 谢谢观看！下次再见