操作系统是计算机科学中的核心课程,它管理并控制计算机硬件资源,为用户提供服务,实现软件与硬件之间的隔离。这篇文档将围绕“山东科技大学操作系统课件”展开,深入解析其中涉及的关键知识点,包括进程管理、存储器管理、输入输出系统、文件管理、处理机调度与死锁以及磁盘存储器的管理。
我们从“第1章 操作系统引论”开始,这一章通常会介绍操作系统的定义、历史发展、类型(如批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统)以及操作系统的主要功能。此外,还会讨论操作系统在计算机系统中的地位和作用,以及操作系统设计的基本原则。
接着,我们来到“第2章 进程的描述与控制”,这一章主要讲述进程的概念、状态转换(创建、就绪、运行和等待)以及进程间的通信。重点内容包括进程控制块(PCB)、同步机制(如信号量、管程、 sempahore 和 Monitor)以及进程调度策略(如FCFS、SJF、优先级调度和多级反馈队列等)。
“第3章 处理机调度与死锁”则深入到操作系统内核,探讨了处理器资源的分配策略。处理机调度决定了哪个进程可以在什么时候获得CPU执行,而死锁则是多个进程因资源竞争陷入无法继续执行的状态。这部分会介绍预防和避免死锁的方法,例如银行家算法。
“第4章 进程同步”涉及到多个进程间的协调问题,如临界区问题、管程和信号量等同步工具的应用。这章节会讲解如何保证进程间的正确执行顺序,避免数据不一致性。
进入“第5章 存储器管理”,这部分会讨论内存分配策略(如固定分区、动态分区、页式、段式和段页式等)、虚拟内存的概念(如页面替换算法、缺页中断、抖动现象等)以及空间的连续性和非连续性分配。
“第6章 虚拟存储器”更深入地探讨了虚拟地址与物理地址的映射,以及如何通过页面置换算法实现虚拟内存的效果,如最佳置换、LRU、FIFO等。
“第7章 输入输出系统”关注的是设备管理,包括I/O硬件、中断、DMA(直接内存访问)、I/O处理机和缓冲技术。这部分会讲解如何提高I/O效率,减轻CPU负担。
“第8章 文件管理”涵盖了文件的组织结构(如顺序、链接、索引等)、文件的存取方法、文件系统的设计与实现,以及文件的安全性和保护机制。
“第9章 磁盘存储器的管理”聚焦于磁盘的物理结构(如磁道、扇区、柱面等),磁盘调度算法(如FCFS、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK)以及磁盘故障的预防和恢复。
这些课件覆盖了操作系统的主要理论和实践内容,对理解计算机系统运行机制有着极其重要的作用。通过学习,学生不仅能掌握操作系统的基本原理,还能提升解决实际问题的能力。