操作系统教案资料Word文件下载.docx

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二、操作系统的功能

操作系统的主要功能是资源管理，并为用户提供一个方便的操作界面。

因此它的主要功能包括：

处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理与用户接口。

操作系统的特征

操作系统的功能

书后作业一、二、三、2，3，5

第3页

进程描述

1．掌握进程的定义和特征

2．掌握进程的三种状态及其转换

第二章处理机管理

2.1进程描述

一、进程的定义和特征

1．进程的定义

2．进程的特征

⑴　动态性

⑵　并发性

⑶　独立性

⑷　异步性

二、进程的状态和转换

进程的定义和特征

进程的三种状态及其转换

第4页

进程控制

1．理解进程控制块PCB

2．了解进程的创建、阻塞、唤醒与撤销

进程的定义与特征

2．2进程控制

一、进程控制块PCB

二、进程的创建与撤销

三、进程的阻塞与唤醒

进程控制块的概念及其主要内容

PCB的概念

为什么要引入PCB

书后作业一

第5页

进程的同步与互斥

1．掌握进程同步与互斥的概念

2．理解进程同步机制应遵循的原则

3．理解信号量的概念

一、进程的同步与互斥

1．进程同步与互斥的的概念

（1）临界资源

（2）临界区

（3）进程同步

（4）进程互斥

2．进程同步机制应遵循的原则

（1）空闲让进

（2）忙则等待

（3）有限等待

（4）让权等待

二、利用信号量和PV操作实现互斥与同步

几个概念和原则

信号量的概念

书后作业二

第6页

利用信号量和PV操作实现互斥与同步

掌握利用信号量和PV操作实现进程的互斥与同步

【例2-9】有3个进程PA、PB、PC合作解决记录打印问题：

PA将记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；

PB将缓冲区1的记录复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；

PC将缓冲区2的记录打印出来，每执行一次打印一个记录；

缓冲区的大小等于一个记录的PA、PB、PC大小。

请用PV操作来保证记录的正确打印。

【例2-10】某数据库有一个写进程，多个读进程，它们之间读、写操作的互斥要求是：

写进程运行时，其它读、写进程不能对数据库操作，读进程之间不互斥，可以同时读数据库。

请用信号量及PV操作描述这一组进程的工作过程。

利用信号量和PV操作实现进程的同步和互斥

书后作业六：

7，8，11

第7页

进程通信、进程调度

掌握三种进程通信机制

2．4进程通信

一、共享存储器系统

二、管道通信机制

三、消息传递通信机制（messagepassing）

2．5进程调度

一、处理机调度的类型

二、选择作业调度算法的原则

三种进程通信机制

消息消息传递通信机制

书后作业二、三

第8页

进程调度算法

掌握常用的几种进程调度算法

1．处理机调度的类型

2．处理机调度算法的原则

三、调度算法

1．先来先服务（FCFS）

2．短作业优先调度算法

3．响应比高者优先调度算法

4．时间片轮转调度算法

5．优先权调度算法

6．多级反馈队列调度算法

1．短作业优先调度算法

2．响应比高者优先调度算法

3．先来先服务（FCFS）

12，13，14，16

第9页

死锁

1．了解死锁的概念

2．掌握死锁预防

2．6死锁

一、死锁的预防

死锁的预防是在进程开始执行之前，就对其进行某些限制，以防止死锁的发生。

二、死锁的避免

1．利用银行家算法避免死锁

2．利用银行家算法举例

三、死锁的检测与解除

1．死锁的检测

2．死锁的解除

1．死锁的概念

2．死锁的预防

3．利用银行家算法避免死锁

利用银行家算法避免死锁

17，18，19

第10页

固定分区存储管理方式

1．了解存储器管理的功能

2．掌握固定分区存储管理方式

第3章存储器管理

3.1存储器管理概述

一、存储器管理的主要任务

二、存储器管理的主要功能

3．2单用户连续存储管理方式

一、主存空间的分配与回收

二、地址转换与存储保护

3．3固定分区存储管理方式

第11页

可变分区存储管理方式

掌握可变分区存储管理方式

3．4可变分区存储管理方式

1．采用的数据结构

可变分区管理因为分区的大小和数目是不一定的，因此，需要设置两个表来表示已分配的分区和未分配的分区，即：

已分分区表和空闲分区表。

三、采用的技术

1．移动技术

把原来分散的多个小分区拼接成一个大分区，从而就可以把原来不能装入的作业装入该区。

2．对换技术

1．可变分区存储管理方式的数据结构

2．可变分区存储管理方式采用的技术

可变分区存储管理方式的数据结构

1，2

第12页

页式存储管理方式

掌握页式存储管理方式所采用的数据

3．5页式存储管理方式

一、主存存空间的分配与回收

三、对页式存储管理的改进

1．具有快表的地址变换

2．两级页表的地址转换

1．掌握页式存储管理方式所采用的数据结构

2．对页式存储管理的改进

1．页式存储管理方式所采用的数据

2．地址转换、快表

3，4，5

第13页

段式、段页式存储管理方式

掌握段式及段页式存储管理所采用的管理方式

页式存储管理方式所采用的数据结构

⑴　段表

⑵　主存分配表（作业表）

⑶　空闲分区表

2．主存空间的分配过程

3．主存空间的回收

1．地址转换

2．段的共享

3．段的保护

采用的数据结构

地址转换

6，7，补充作业

第14页

虚拟存储管理方式

掌握虚拟存储管理方式的原理

段式及段页式存储管理

3．8虚拟存储管理方式

一、基本原理

二、采用的数据结构

⑴　页表

⑶位示图

⑷缺页中断机构

三、地址转换

四、页面分配和置换策略

1．页面分配分为固定分配和可变分配。

2．页面置换分为局部置换和全局置换。

8，11，12

第15页

页面置换算法

掌握常用的页面置换算法

五、页面置换算法

1．最佳置换算法

2．先进先出置换算法（FIFO）

3．最近最久未使用算法（LRU）

4．最近最不经常使用调度算法（LFU）

5．最近未使用算法（NUR）

2．先进先出置换算法（FIFO）

3．最近最久未使用算法（LRU）

1．最佳置换算法

作业六：

9，10

第16页

第3章小结

复习第3章内容

1．单用户连续存储管理方式

2．固定分区存储管理方式

3．可变分区存储管理方式

4．页式存储管理方式

5．段式存储管理方式

6．段页式存储管理方式

7．虚拟存储管理方式

1．页式存储管理

2．段式存储管理

3．虚拟页式存储管理

2．虚拟页式存储管理

补充习题

第17页

文件管理概述

1．理解文件的的概念

2．了解文件的类型

3．理解文件的逻辑结构与物理结构

4.1文件管理概述

一、文件管理的主要任务

二、文件管理的主要功能

三、文件类型

4．2文件的组织

一、文件逻辑结构的概念

二、文件的物理结构

1．文件的概念与分类

2．逻辑文件与物理文件

1．文件的逻辑结构

2．文件的物理结构

第18页

文件的存储设备

1．了解文件的存储设备

2．掌握磁盘调度算法

4．3文件的存储设备

一、文件存储设备的类型

二、磁盘调度

1．FCFS（先来先服务）

2．SSTF（最短寻道时间算法）

3．SCAN（扫描算法或电梯算法）

4．C－SCAN（循环调度算法）

磁盘的驱动调度算法

习题六：

1，2，3，4，5，6，8，9，10

第19页

存储空间的分配与回收，文件目录管理

1．了解文件目录管理的几种方式

2．掌握存储空间分配的三种方式及优缺点。

三种存储结构及空间的分配方法

三、存储空间的分配与回收

1．顺序结构与连续分配

2．链接结构与链接分配

3．索引结构与索引分配

4．4文件目录管理

一、文件目录的主要内容

二、一级目录

三、二级目录

四、多级目录

4．5文件共享与安全

FCB的概念及其主要内容

3，4，5，6，11，12、习题一、二、三

第20页

I/O系统

1．了解设备管理的任务及功能

2．掌握I/O系统的结构类型

5.1设备管理概述

一、设备管理的主要任务

二、设备管理的主要功能

5．2I/O系统

一、I/O设备的类型

二、I/O系统结构

三、设备控制器

1．设备控制器的基本功能

2．设备控制器的组成

四、I/O通道

1．I/O系统结构

2．I/O通道

3．设备控制器的组成

习题四：

4，5

第21页

数据传送控制方式

掌握四种数据传送控制方式

5．3数据传送的控制方式

一、程序直接控制方式

二、中断控制方式

三、直接存储器存取控制方式（DMA）

1．直接存储器存取控制方式的概念

3．直接存储器存取控制方式的步骤

4．特点

四、通道控制方式

1．通道控制方式的概念

2．通道工作过程

1．操作系统共有几数据传送控制方式

2．每种传送控制方式的原理、步骤及特点

四种数据传送控制方式的原理、步骤及特点

习题五：

7，8，9

第22页

设备分配与回收，设备处理

1．了解设备分配应考虑的因素

2．掌握设备分配的步骤

3．了解设备驱动程序的功能

4．掌握设备驱动程序的处理过程

数据传送控制方式的原理、步骤及特点

5．4设备分配与回收

一、设备分配中的数据结构

二、设备分配应考虑的因素

三、设备分配

设备分配一般分为3个步骤：

分配设备、分配控制器、分配通道。

四、设备回收

当进程执行结束，系统将收回设备，其执行过程如下图所示。

5．5设备处理

一、设备驱动程序的功能和特点

二、设备驱动程序的处理过程

3．设备驱动程序的处理过程

1．了解设备分配所需的4种表格

2．设备驱动程序的处理过程

2，3，7，10

第23页

设备管理采用的技术

了解和掌握缓冲技术和中断技术

设备驱动程序的功能特点和处理过程

5．6设备管理采用的技术

一、缓冲技术

1．单缓冲

2．双缓冲

3．循环缓冲

4．缓冲池

二、中断技术

1．中断的概念

2．中断处理过程

三、假脱机技术（SPOOLing）

1．假脱机技术的组成

2．假脱机技术的特点

1．缓冲技术的重要性

2．中断的概念及中断处理过程

3．假脱机技术的组成

5，6

第24页

第5章小结

复习第5章的内容

复习内容：

1．I/O系统

2．数据传送的控制方式

3．设备分配与回收

4．设备处理

5．设备管理采用的技术

习题一、二、三习题四：

8，9

第25页

批处理作业管理

1．了解作业管理的任务

2．理解作业管理的基本概念

3．掌握批处理作业管理的基本原理

6.1作业管理概述

一、作业管理的任务

二、作业和作业步

三、作业的状态

6．2批处理作业管理

二、作业控制语言

三、批处理作业的调度

1．批处理作业的基本原理

2．批处理作业的调度

批处理作业的调度

1，2，3，4，5

第26页

交互式作业管理，系统接口

1．掌握交互式作业管理的基本原理

2．掌握交互式作业的控制

3．掌握系统接口的两种形式

批处理作业的基本原理

6．3交互式作业管理

二、交互式作业的控制

1．命令控制

2．菜单控制

3．窗口控制

6．4系统接口

一、命令接口

二、程序接口

1．交互式作业的基本原理

2．交互式作业的命令控制

3．命令接口

4．程序接口

6，7，8习题一、二、三

第27页

总复习

（一）

一、操作系统的定义

二、三大基本操作系统及其特点

三、操作系统的特征

四、操作系统的功能

一、进程控制

二、进程同步

三、进程通信

四、进程调度

五、死锁

第三章处理机管理

一、固定分区存储管理

二、可变分区存储管理

三、页式存储管理

四、段式存储管理

五、段页存储管理

六、虚拟页式存储管理

第28页

总复习

（二）

第四章文件管理

一、文件的组织

二、文件的存储设备

三、文件目录管理

四、文件共享与安全

第五章设备管理

一、I/O系统

二、数据传送控制方式

三、设备分配与回收

四、设备处理

五、设备管理采用的技术

第六章作业管理与系统接口

一、批处理作业管理

二、交互式作业管理

三、系统接口