操作系统的目标和功能笔记分享

简介: 【5月更文挑战第3天】操作系统的目标和功能笔记分享

为了给多道程序提供良好的运行环境,操作系统应具有以下几方面的功能:处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理。为了方便用户使用操作系统,还必须向用户提供接口。同时,操作系统可用来扩充机器,以提供更方便的服务、更高的资源利用率。

1、操作系统作为计算机系统资源的管理者

(1)处理机管理

       在多道程序环境下,处理机的分配和运行都以进程(或线程)为基本单位,因而对处理机的管理可归结为对进程的管理。并发是指在计算机内同时运行多个进程,因此进程何时创建、何时撤销、如何管理、如何避免冲突、合理共享就是进程管理的最主要的任务。进程管理的主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。

(2)存储器管理

     存储器管理是为了给多道程序的运行提供良好的环境,方便用户使用及提高内存的利用率,主要包括内存分配与回收、地址映射、内存保护与共享和内存扩充等功能。

(3)文件管理

     计算机中的信息都是以文件的形式存在的,操作系统中负责文件管理的部分称为文件系统。文件管理包括文件存储空间的管理、目录管理及文件读写管理和保护等。

(4)设备管理

     设备管理的主要任务是完成用户的IO请求,方便用户使用各种设备,并提高设备的利用率,主要包括缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能。

2.操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口

     为了让用户方便、快捷、可靠地操纵计算机硬件并运行自己的程序,操作系统还提供了用户接口。操作系统提供的接口主要分为两类:一类是命令接口,用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行;另一类是程序接口,编程人员可以使用它们来请求操作系统服务。

(1)命令接口

     使用命令接口进行作业控制的主要方式有两种,即联机控制方式和脱机控制方式。按作业控制方式的不同,可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。

       联机命令接口又称交互式命令接口,适用于分时或实时系统的接口。它由一组键盘操作命令组成。用户通过控制台或终端输入操作命令,向系统提出各种服务要求。用户每输入一条命令,控制权就转给操作系统的命令解释程序,然后由命令解释程序解释并执行输入的命令,完成指定的功能。之后,控制权转回控制台或终端,此时用户又可输入下一条命令。

       脱机命令接口又称批处理命令接口,适用于批处理系统,它由一组作业控制命令组成。脱机用户不能直接干预作业的运行,而应事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书,连同作业一起提交给系统。系统调度到该作业时,由系统中的命令解释程序逐条解释执行作业说明书上的命令,从而间接地控制作业的运行。

(2)程序接口

     程序接口由一组系统调用(也称广义指令)组成。用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统为其提供服务,如使用各种外部设备、申请分配和回收内存及其他各种要求。

       当前最为流行的是图形用户界面(GUI),即图形接口。GUI最终是通过调用程序接口实现的,用户通过鼠标和键盘在图形界面上单击或使用快捷键,就能很方便地使用操作系统。严格来说,图形接口不是操作系统的一部分,但图形接口所调用的系统调用命令是操作系统的一部分。

3、操作系统用作扩充机器

       没有任何软件支持的计算机称为裸机,它仅构成计算机系统的物质基础,而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机。裸机在最里层,其外面是操作系统。操作系统所提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能,将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器;因此,我们通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚拟机。

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