操作系统的主要功能
1. 处理机管理
① 进程控制:为作业创建进程、撤销已结束进程,控制进程在运行时的状态转换
② 进程同步:为多个进程(包含线程)的进行进行协调 ⇒ 常用协调方式: a. 进程互斥方式:进程访问临界资源时 b. 进程同步方式:合作完成共同任务的诸进程,由同步机构协调执行次序
③ 进程通信: 一组相互合作的进程完成共同任务,需要交换信息
④ 进程(作业)调度:
a. 作业调度:从后备队列按算法选择若干作业,分配资源,装入内存,建立进程,插入就绪队列。
b. 进程调度:从就绪队列选择一个进程,分配处理机,设置运行现场
2. 存储器管理
① 内存分配:分配内存,提高存储器利用率,允许程序申请附加的内存空间
a. 静态分配:每个作业的内存在装入时确定,运行时不允许再申请和“移动”。
b. 动态分配:作业的基本内存再装入时确定,允许运行中申请和“移动”。
② 内存保护:保证各程序在各自内存空间内运行,互不干扰;不允许用户程序访问OS的程序和数据;不允许用户程序转移到非共享用户程序运行
③ 地址映射:将逻辑地址转换为内存空间中的物理地址
④ 内存扩容:借助虚拟存储技术,从逻辑上扩充内存容量
a. 请求调用功能:允许在仅装入部分用户程序、数据,便能启动程序运行
b. 置换功能:系统可将内存中一部分暂时不用的程序/数据调置硬盘,腾出内存空间
3. 设备管理功能
① 缓冲管理:将I/O设备间与CPU间引入缓冲,缓和两者速度不匹配的矛盾(常见的缓冲机制:单缓冲机制、双缓冲机制、公用缓冲池机制)
② 设备分配:若I/O设备与CPU间存在设备控制器、I/O通道,还需要为分配出去的设备分配相应的控制器和通道
③ 设备处理:设备处理程序(设备驱动程序)用于实现CPU与设备控制器之间的通信
4. 文件管理功能
① 文件存储空间管理:为每个文件分配必要的外存空间,提高外存利用率,提升文件系统存取速度
② 目录管理:为每个文件创建目录项,对众多目录项有效组织,可以实现文件共享;提供了快速目录查询方法,提高对文件的检索速度文件读写管理与保护
③ 读写管理:进行文件读/写时,系统先通过文件名进行检索文件目录获取其在外存的位置再通过文件读写指针访问
④ 对文件进行读/写文件保护:防止未经核准的用户存取文件,防止冒名顶替存储文件,防止以不正确的方式使用文件
5. 操作系统与用户间的接口
① 用户接口(命令接口)
联机用户接口:由一组键盘和命令组成,也称交互式命令接口 → 适用于分时/实时系统
脱机用户接口:由一组作业控制命令组成,也称批处理命令接口 → 适用于批处理系统
② 图形用户接口(GUI)
③ 程序接口(API)