西安交通大學(xué)操作系統(tǒng)原理課件第三章

西安交通大學(xué)操作系統(tǒng)原理課件第三章目錄CONTENTS進(jìn)程管理內(nèi)存管理文件系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)01進(jìn)程管理進(jìn)程定義進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位。進(jìn)程特征動態(tài)性、獨(dú)立性、制約性、有序性。進(jìn)程與程序的關(guān)系程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動態(tài)的；程序是永存的，進(jìn)程是暫時的；程序是獨(dú)立的，進(jìn)程是相關(guān)的。進(jìn)程概念030201進(jìn)程已獲得除CPU之外的其他所需資源，等待分配CPU。就緒狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)進(jìn)程占用CPU，執(zhí)行指令。進(jìn)程等待某個條件成立或某個資源到來才能繼續(xù)執(zhí)行。進(jìn)程執(zhí)行完畢或異常結(jié)束。進(jìn)程狀態(tài)通過系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建新進(jìn)程，終止已存在的進(jìn)程。創(chuàng)建與終止進(jìn)程因等待資源而自動進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待條件滿足后被喚醒。阻塞與喚醒將進(jìn)程從內(nèi)存移到外存或從外存移到內(nèi)存。掛起與激活中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程，轉(zhuǎn)而執(zhí)行新進(jìn)程。進(jìn)程切換進(jìn)程控制02內(nèi)存管理內(nèi)存容量指計算機(jī)中可用的物理存儲空間的大小，通常以字節(jié)（Byte）為單位。內(nèi)存地址計算機(jī)中每個數(shù)據(jù)項(xiàng)都有一個唯一的地址，用于標(biāo)識該數(shù)據(jù)項(xiàng)在內(nèi)存中的位置。內(nèi)存計算機(jī)中用于存儲數(shù)據(jù)和指令的物理空間，分為隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。內(nèi)存概念靜態(tài)內(nèi)存分配在程序編譯時分配內(nèi)存，通常在程序的聲明部分進(jìn)行。動態(tài)內(nèi)存分配在程序運(yùn)行時根據(jù)需要分配內(nèi)存，通過指針和內(nèi)存管理函數(shù)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)存碎片動態(tài)分配的內(nèi)存通常是不連續(xù)的，導(dǎo)致內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，影響內(nèi)存的利用率。內(nèi)存分配內(nèi)存越界指訪問了不應(yīng)該訪問的內(nèi)存區(qū)域，可能導(dǎo)致程序崩潰、數(shù)據(jù)損壞或安全漏洞。段式保護(hù)將內(nèi)存分為不同的段，每個段有不同的訪問權(quán)限，通過段式保護(hù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的保護(hù)。內(nèi)存保護(hù)機(jī)制操作系統(tǒng)提供內(nèi)存保護(hù)機(jī)制，確保每個進(jìn)程只能訪問自己的內(nèi)存空間，防止非法訪問和數(shù)據(jù)沖突。內(nèi)存保護(hù)03文件系統(tǒng)123文件是存儲在外部介質(zhì)上的一組相關(guān)信息的集合。文件文件名是用來標(biāo)識文件的符號，由用戶自定義。文件名根據(jù)文件的內(nèi)容和用途，可以將文件分為不同的類型，如文本文件、圖像文件、音頻文件、視頻文件等。文件類型文件概念順序文件順序文件是按照文件中元素的順序進(jìn)行存儲和訪問的文件。索引文件索引文件是一種通過建立索引表來快速訪問文件的文件結(jié)構(gòu)。散列文件散列文件是一種通過將元素的關(guān)鍵字哈希到文件中相應(yīng)的位置來存儲和訪問文件的文件結(jié)構(gòu)。文件結(jié)構(gòu)訪問控制列表是一種常見的訪問控制機(jī)制，它通過將用戶或用戶組與相應(yīng)的權(quán)限相關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)對文件的訪問控制。訪問控制列表常見的權(quán)限類型包括讀權(quán)限、寫權(quán)限、執(zhí)行權(quán)限等。權(quán)限類型文件訪問控制04輸入輸出系統(tǒng)03數(shù)據(jù)處理方式數(shù)據(jù)處理方式包括實(shí)時的和非實(shí)時的兩種，實(shí)時處理要求數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度足夠快，以滿足外部設(shè)備的實(shí)時需求。01輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)與外部設(shè)備進(jìn)行交互的子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、輸出和處理。02數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式包括串行和并行兩種，其中并行傳輸指同時傳輸多個數(shù)據(jù)位，而串行傳輸則是一個接一個地傳輸數(shù)據(jù)位。輸入輸出概念輸入設(shè)備包括鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、觸摸屏等，用于將用戶輸入的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)。輸入設(shè)備輸出設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、音響等，用于將計算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)輸出給用戶。輸出設(shè)備存儲設(shè)備包括硬盤、U盤、光盤等，用于存儲數(shù)據(jù)和程序。存儲設(shè)備輸入輸出設(shè)備輸入輸出控制方式DMA方式是指設(shè)備與內(nèi)存之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，不需要CPU的參與，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省MA（DirectMemoryAccess）方式程序查詢方式是指程序通過讀取設(shè)備的狀態(tài)寄存器來查詢設(shè)備的狀態(tài)，從而控制