《操作系統(tǒng)原理》教學(xué)課件匯總完整版電子教案全書整套課件幻燈片(最新)

1、121世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)規(guī)劃教材 操作系統(tǒng)原理劉義常 主編郝文化 審校ISBN：7-5084-3390-4中國水利水電出版社2 概述操作系統(tǒng)概念啟動微機(jī)管理微機(jī)軟硬件資源為用戶提供操作界面 啟動微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動程序裝入運(yùn)行自檢程序裝入256個(gè)中斷服務(wù)程序啟動操作系統(tǒng)軟件管理微機(jī)軟硬件資源管理全部硬件資源管理全部軟件資源 提供操作界面DOS操作界面: DOS提示符UNIX操作界面: “&”提示符WINDOWS操作界面: 桌面 操作系統(tǒng)功能管理應(yīng)用程序的執(zhí)行管理CPU管理內(nèi)存管理輸入輸出設(shè)備管理文件和文件系統(tǒng) 操作系統(tǒng)特點(diǎn)共享性并行性 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)特殊作用網(wǎng)絡(luò)NETBIOS計(jì)

2、算機(jī)和通信技術(shù)結(jié)合 學(xué)習(xí)此課程作用操作系統(tǒng)對提高編程能力的作用操作系統(tǒng)對排除微機(jī)故障的作用作業(yè)的概念和描述作業(yè)的概念引入作業(yè)的作用作業(yè)所在的位置和隊(duì)列作業(yè)和JCB進(jìn)程的引入和概念引入進(jìn)程的目的進(jìn)程的概念進(jìn)程和程序概念的比較進(jìn)程和PCB進(jìn)程和內(nèi)存的關(guān)系進(jìn)程的狀態(tài)和描述進(jìn)程的三種基本狀態(tài)進(jìn)程的五種實(shí)際狀態(tài)掛起等待的實(shí)用意義進(jìn)程的描述和PCB隊(duì)列進(jìn)程原語的作用進(jìn)程之間的關(guān)系進(jìn)程之間的四種關(guān)系：互斥、同步、通信和死鎖臨界資源和臨界段代碼硬件指令實(shí)現(xiàn)互斥和工作原理信號量和工作原理管程的工作原理和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)程的直接通信和消息的機(jī)制線程的概念和描述線程的引入線程的概念線程的狀態(tài)線程的描述、TCB和對象線程與進(jìn)程

3、、線程與CPU 超線程超線程的概念超線程管理的實(shí)現(xiàn)作業(yè)、進(jìn)程和線程的調(diào)度誰來調(diào)度FIFO和問題按優(yōu)先級調(diào)度時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度最短進(jìn)程調(diào)度最短剩余時(shí)間優(yōu)先調(diào)度最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度多級反饋隊(duì)列調(diào)度操作系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用程序原理三個(gè)硬件：輸入井、內(nèi)存和CPU三個(gè)軟件：作業(yè)、進(jìn)程和線程三個(gè)CB：JCB、PCB和TCB工作原理 進(jìn)程的安全性進(jìn)程安全性和系統(tǒng)安全性進(jìn)程安全性和操作系統(tǒng)安全性Windows2000進(jìn)程管理Windows2000的對象、進(jìn)程和線程Windows2000中的進(jìn)程管理Windows2000中的內(nèi)核調(diào)度程序操作系統(tǒng)管CPUCPU預(yù)備知識操作系統(tǒng)管CPU什么操作系統(tǒng)如何管CPU操作系統(tǒng)管CPU的目

4、的 CPU預(yù)備知識CPU的工作狀態(tài)CPU工作狀態(tài)的改變可見的PSW不可見的PSW操作系統(tǒng)管什么標(biāo)志寄存器的規(guī)定操作系統(tǒng)管CPU狀態(tài)改變依據(jù)什么改變CPU狀態(tài) 操作系統(tǒng)如何管中斷的概念中斷的類型中斷的工作過程和原理操作系統(tǒng)管CPU目的分配CPU資源進(jìn)程需要分配CPU資源操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CPU資源分配 CPU管理新技術(shù)多級流水線技術(shù)指令預(yù)測技術(shù)指令隊(duì)列技術(shù)高速緩存技術(shù)操作系統(tǒng)原理劉義常 主編郝文化 審中國水利水電出版社微機(jī)的存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 寄存器 高速緩存 內(nèi)存 外存儲器操作系統(tǒng)管內(nèi)存的四大功能 內(nèi)存分配 地址轉(zhuǎn)換 內(nèi)存的保護(hù)和共享 內(nèi)存的擴(kuò)充地址轉(zhuǎn)換地址概念物理地址和邏輯地址地址的轉(zhuǎn)換內(nèi)存的擴(kuò)充物理內(nèi)

5、存為什么需要擴(kuò)充物理概念邏輯概念物理地址和邏輯地址對實(shí)在內(nèi)存的管理 實(shí)在內(nèi)存概念和管理任務(wù) 固定分區(qū)技術(shù) 動態(tài)重定位可變分區(qū)技術(shù) 簡單分頁技術(shù) 簡單分段技術(shù)實(shí)在內(nèi)存實(shí)在內(nèi)存概念實(shí)在內(nèi)存管理應(yīng)該完成任務(wù)動態(tài)重定位可變分區(qū)可變分區(qū)技術(shù)內(nèi)存碎片概念(內(nèi)部和外部)程序浮動提出動態(tài)重定位可變分區(qū)技術(shù)簡單分頁地址轉(zhuǎn)換例頁號4 頁內(nèi)地址為FAH 頁表起始物理地址2000H 一個(gè)頁表項(xiàng)4字節(jié)得到頁表項(xiàng)物理地址 : 2000H+4*4=2010H 一個(gè)頁架4K字節(jié) 最后物理地址 : 4FH*4KB+FAH=4FH*1000H+FAH=4F0FAH實(shí)在內(nèi)存管理各種技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)固定分區(qū)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)重定位可變分區(qū)技術(shù)優(yōu)缺

6、點(diǎn)簡單分頁技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)簡單分段技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對虛擬內(nèi)存的管理一虛擬內(nèi)存的概念虛擬分頁技術(shù)工作原理虛擬分段技術(shù)工作原理虛擬段頁技術(shù)工作原理PENTIUM段頁技術(shù)和擴(kuò)充虛擬內(nèi)存虛擬內(nèi)存概念虛擬內(nèi)存引入的好處虛擬內(nèi)存帶來的新任務(wù)虛擬分頁技術(shù)虛擬分頁管理基本思想虛擬分頁內(nèi)存分配虛擬分頁地址轉(zhuǎn)換虛擬分頁內(nèi)存保護(hù)和共享虛報(bào)分頁內(nèi)存擴(kuò)充地址轉(zhuǎn)換中的快表提出快表的原因命中率問題快表對問題的解決PENTIUM中的地址轉(zhuǎn)換段表項(xiàng)LDT和GDT純分段和段下分頁“奔騰”下的內(nèi)存擴(kuò)充計(jì)算頁表項(xiàng)最多213 段下最多220頁 每一頁 212B奔騰段頁內(nèi)存最多擴(kuò)充到： 213* 220* 212B=245B對虛擬內(nèi)存的管理二虛擬內(nèi)

7、存訪問的失效虛擬分頁頁面置換算法頁架分配和工作集內(nèi)存的共享技術(shù)快表一致性技術(shù)Windows對虛擬內(nèi)存管理虛擬分頁管理頁面調(diào)度頁架分配內(nèi)存映射文件 操作系統(tǒng)原理劉義常 主編郝文化 審中國水利水電出版社微機(jī)IO的三種方式程序方式的IO中斷IO和工作原理DMA的IODMA控制器和工作原理中斷工作原理中斷向量編號中斷請求CPU響應(yīng)中斷中斷服務(wù)程序中斷優(yōu)先級可屏蔽和不可屏蔽中斷I/O設(shè)備CPU中斷控制器可屏蔽中斷中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷不可屏蔽中斷BIOS中中斷服務(wù)程序內(nèi) 存中斷向量表服務(wù)程序地址服務(wù)程序地址服務(wù)程序服務(wù)程序堆棧底部 堆 棧棧頂指針高地址低地址BIOS中斷服務(wù)程序裝入內(nèi)存內(nèi)存中建立中斷向量表

8、I/O設(shè)備發(fā)出中斷請求CPU在兩條指令之間響應(yīng)中斷CPU查找中斷向量編號CPU把IP和各種參數(shù)壓入堆棧CPU根據(jù)中斷向量表查找中斷服務(wù)程序物理地址CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序結(jié)束CPU彈堆棧CPU繼續(xù)執(zhí)行原來工作的下一條指令DMA和工作原理DMA概念DMA工作原理DMA發(fā)展前景IO子系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)硬件和相關(guān)組成部件設(shè)備驅(qū)動程序軟件設(shè)備驅(qū)動程序公共通道內(nèi)核IO子系統(tǒng)第一層：操作系統(tǒng)內(nèi)核I/O系統(tǒng)第二層：驅(qū)動程序接口層第三層：設(shè)備驅(qū)動程序?qū)拥谒膶樱河布嚓P(guān)部件層硬件和相關(guān)組成部件IO接口專用電路三種IO總線內(nèi)存端口地址微機(jī)常用端口地址 C P UI/O設(shè)備I/O設(shè)備I/O設(shè)備I/O接口電路I/

9、O接口電路I/O接口電路數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線 內(nèi)存端口地址端口地址端口地址設(shè)備驅(qū)動程序軟件概念驅(qū)動程序軟件框架結(jié)構(gòu)三和四層功能和設(shè)備相關(guān)的三個(gè)功能獨(dú)立于設(shè)備的四功能設(shè)備內(nèi)部名CONPRNCOMLPT路徑名I/O緩沖區(qū)緩沖區(qū)提出緩沖區(qū)組成緩沖區(qū)使用硬盤的處理和原理硬盤的三個(gè)硬件參數(shù)硬盤的低級格式化硬盤的分區(qū)硬盤的高級格式化鋁合金園薄片組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動電機(jī)步進(jìn)電機(jī)磁頭架硬盤低級格式化原因過程作用硬盤的高級格式化引導(dǎo)區(qū)和引導(dǎo)扇區(qū)FAT表和簇號鏈FDT表和各級目錄數(shù)據(jù)區(qū)和它的工作原理SPOOL技術(shù)SPOOL技術(shù)概念SPOOL技術(shù)的作用打印機(jī)中的SPOOLWINDOWS2000I/O管理WINDOWS2000I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)WINDOWS2000驅(qū)動程序模型WINDOWS2000磁盤管理I/O管理程序文件系統(tǒng)緩沖存儲管理程序設(shè)備驅(qū)動程序網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序 操作系統(tǒng)原理劉義常 主編郝文化 審中國水利水電出版社文件和它的管理文件的概念和說明文件系統(tǒng)概念和說明文件的概念和說明文件名文件的概念文件內(nèi)容結(jié)構(gòu)文件的分類文件的屬性和操作文件系統(tǒng)概念和說明文件系統(tǒng)的概念文件的目錄結(jié)構(gòu)和路徑微機(jī)的文件目錄信息文件系統(tǒng)的安全和保護(hù)用戶確認(rèn)技術(shù)：口令、用戶身份確認(rèn)數(shù)據(jù)保護(hù)：防止非法使用數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)完整性WINDOWS2000文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)文件路徑規(guī)定文件安全性 操作系統(tǒng)原理劉義常