操作系统的概念与功能-信息技术基础实践

2023-11-01 理论教育版权反馈

【摘要】：图2-1操作系统与计算机软、硬的层次关系图2.功能操作系统的主要任务是有效管理系统资源、提供友好便捷的用户接口。在操作系统中负责进程调度的程序被称为进程调度程序。在文件系统的管理下，用户可以按照文件名访问文件，而不必考虑各种外存储器的差异，不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放。文件系统为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法，因此也被称为用户与外存储器的接口。

1.概念

操作系统（Operating System，OS）是一组控制和管理计算机软硬件资源，为用户提供便捷使用计算机的程序的集合。它位于计算机的硬件和应用程序之间，是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的扩充，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。

操作系统负责管理、调度、指挥计算机的软、硬件资源，使其协调工作，是其他系统软件和应用软件运行的基础。图2-1所示为操作系统与计算机软、硬件之间的关系。

操作系统在整个计算机系统中具有极其重要的特殊地位，不仅是硬件与其他软件系统的接口，也是用户和计算机之间进行“交流”的界面，可以让用户无须了解计算机硬件或系统软件的有关细节，就能方便地使用计算机。

图2-1　操作系统与计算机软、硬的层次关系图

2.功能

操作系统的主要任务是有效管理系统资源、提供友好便捷的用户接口。为实现其主要任务，操作系统具有处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统管理和接口管理五大功能。(www.chuimin.cn)

（1）处理机管理：在多道程序系统中，由于存在多个程序共享系统资源的事实，就必然会引发对处理机（CPU）的争夺。如何有效地利用处理机资源，如何在多个请求处理机的进程中选择取舍，这就是进程调度要解决的问题。处理机是计算机中宝贵的资源，能否提高处理机的利用率，改善系统性能，在很大程度上取决于调度算法的好坏。因此，进程调度成为操作系统的核心。在操作系统中负责进程调度的程序被称为进程调度程序。

（2）存储器管理：存储器（内存）管理的主要工作是为每个用户程序分配内存，以保证系统及各用户程序的存储区互不冲突；内存中有多个系统或用户程序在运行，但要保证这些程序的运行不会有意或无意地破坏别的程序的运行；当某个用户程序的运行导致系统提供的内存不足时，如何把内存与外存结合起来使用和管理，给用户提供一个比实际内存大得多的虚拟内存，而使程序能顺利地执行，这便是内存扩充要完成的任务。为此，存储的管理应包括内存分配、地址映射、内存保护和扩充。

（3）设备管理：每台计算机都配置了很多外围设备，它们的性能和操作方式都不一样，操作系统的设备管理就是负责对设备进行有效的管理。设备管理的主要任务是方便用户使用外围设备，提高CPU和设备的利用率。

（4）文件系统管理：在操作系统中，负责管理和存取文件信息的部分称为文件系统或信息管理系统。在文件系统的管理下，用户可以按照文件名访问文件，而不必考虑各种外存储器的差异，不必了解文件在外存储器上的具体物理位置以及如何存放。文件系统为用户提供了一个简单、统一的访问文件的方法，因此也被称为用户与外存储器的接口。

（5）接口管理：为了方便用户使用操作系统，操作系统向用户提供了“用户与操作系统的接口”。该接口通常以命令或系统调用的形式呈现在用户面前，前者提供给用户在键盘终端上使用，后者提供给用户在编程时使用。用户操作计算机的接口主要有三种：命令接口、程序接口、图形接口。

操作系统的概念与功能-信息技术基础实践

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