六、操作系統的主要功能
操作系統的主要任務:爲多道程序的運行提供良好的運行環境,以保證多道程序能有條不紊地,高效地運行,並能最大程度的提高系統資源的利用率和方便用戶的使用。
操作系統的功能:處理機管理,存儲管理,設備管理,文件管理,提供用戶接口,提供網絡服務。
1、 處理機管理
處理機管理的主要功能:創建和撤消進程(線程),對諸進程(線程)的運行進行協調,實現進程之間的信息交換,以及按照一定的算法把處理機分配給進程(線程)。
1) 進程控制:爲作業創建進程,撤消已結束的進程,以及控制進程在運行過程中的狀態轉換。
2) 進程同步
目的:讓異步運行的進程能有條不紊地運行。
任務:爲多個進程(線程)的運行進行協調.
協調方式:
A、 進程互斥方式:諸進程(線程)對臨界資源進行訪問時用
B、 在相互合作完成共同的任務的諸進程(線程)間,由同步機構對他們的執行次序加以協調。
同步機制:爲臨界資源加鎖,信號量機制
2) 進程通信
任務:用來實現在相互合作的進程之間的信息交換。
3) 調度:作業調度,進程調度
作業調度:從後備隊列中按照一定的算法,選擇出若干個作業,爲他們分配必需的資源(首先是分配內存),在將他們調入內存或,便分別爲他們建立進程,使他們都成爲可能獲得處理機的就緒進程,並按照一定的算法將他們插入就緒隊列。
進程調度:從進程的就緒隊列中選出一新進程,把處理機分配給它,併爲他設置運行現場,使進程投入運行。
2、 存儲器管理
任務:爲多道程序運行提供良好的環境,方便用戶使用存儲器,提高存儲器的利用率以及能從邏輯上擴充內存。(內存分配,內存保護,地址映射,內存擴充)
1) 內存分配
A、 靜態分配:作業裝入時確定,運行期間不允許再申請和“移動”
B、 動態分配:作業裝入時確定,運行期間可以再申請和“移動”
內存分配機制中的結構和功能
A、 內存分配數據結構,記錄內存的使用情況,作爲分配的依據
B、 內存分配功能
C、 內存回收功能
2) 內存保護
內存保護機制:設置兩個界限寄存器,存放在執行的程序的上界和下界。
3) 地址映射
4) 內存擴充
A、 請求調入功能
B、 置換功能
3、 設備管理功能
任務:提高用戶提出的I/O請求,爲用戶進程分配其所需的I/O設備,提高CPU和I/O設備的利用率,提高I/O速度,方便用戶使用I/O設備。(緩衝管理,設備分配,設備處理,虛擬設備)
1) 緩衝管理
單緩衝機制,雙換成機制,公用緩衝池機制
2) 設備分配
3) 設備管理
設備處理程序(設備驅動程序):用於實現CPU和設備控制器之間的通信。
4、 文件管理
任務:對用戶文件和文件系統進行管理,以方便用戶使用,並保證文件的安全性。(文件存儲空間的管理,目錄管理,文件的讀寫管理,文件的共享與保護)
1) 文件存儲空間的管理
任務:爲文件分配必要的外存空間,提高外存的利用率,並能有助於文件系統的運行速度。
2) 目錄管理
由系統爲每一個文件建立一個目錄項,目錄項包括文件名,文件屬性,文件在磁盤上的物理位置。
3) 文件的讀寫管理和保護
文件保護:
A、 防止未經覈准的用戶存取文件
B、 防止冒名頂替存取文件
C、 防止以不正確的方式使用文件
5、 用戶接口
1) 命令接口
A、 聯機用戶接口:爲聯機用戶提供,由一組鍵盤操作命令及命令解釋程序組成。
B、 脫機用戶接口:爲批處理作業用戶提供的,由一組作業控制語言JCL組成。
2) 程序接口
爲用戶程序在執行中訪問系統資源而設的,是用戶程序取得操作系統服務的唯一途徑。
3) 圖形接口