為了給多道程序提供良好的運(yùn)行環(huán)境,操作系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾方面的功能:處理機(jī)管理、 存儲器管理、設(shè)備管理和文件管理。為了方便用戶使用操作系統(tǒng),還必須向用戶提供接口。同時操作系統(tǒng)可用來擴(kuò)充機(jī)器,以提供更方便的服務(wù)、更高的資源利用率。

操作系統(tǒng)作為計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者

1) 處理機(jī)管理

在多道程序環(huán)境下,處理機(jī)的分配和運(yùn)行都以進(jìn)程(或線程)為基本單位,因而對處理機(jī)的管理可歸結(jié)為對進(jìn)程的管理。并發(fā)時在計算機(jī)內(nèi)同時運(yùn)行多個進(jìn)程,所以,進(jìn)程何時創(chuàng)建、何時撤銷、如何管理、如何避免沖突、.合理共享就是進(jìn)程管理的最主要的任務(wù)。進(jìn)程管理的主要功能有:進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、死鎖處理、處理機(jī)調(diào)度等。

2) 存儲器管理

存儲器管理是為了給多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境,方便用戶使用以及提高內(nèi)存的利用率,主要包括內(nèi)存分配、地址映射、內(nèi)存保護(hù)與共享和內(nèi)存擴(kuò)充等功能。

3) 文件管理

計算機(jī)中的信息都是以文件的形式存在的,操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)文件管理的部分稱為文件系統(tǒng)。文件管理包括文件存儲空間的管理、目錄管理及文件讀寫管理和保護(hù)等。

4) 設(shè)備管理

設(shè)備管理的主要任務(wù)是完成用戶的I/O請求,方便用戶使用各種設(shè)備,并提高設(shè)備的利用率,主要包括緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理和虛擬設(shè)備等功能。

操作系統(tǒng)作為用戶與計算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口

為方便用戶使用計算機(jī),操作系統(tǒng)還提供了用戶接口。操作系統(tǒng)提供的接口主要分為兩類•• 一類是命令接口,用戶利用這些操作命令來組織和控制作業(yè)的執(zhí)行;另一類是程序接口,編程人員可以使用它們來請求操作系統(tǒng)服務(wù)。

1) 命令接口

使用命令接口進(jìn)行作業(yè)控制的主要方式有兩種,即聯(lián)機(jī)控制方式和脫機(jī)控制方式。按作業(yè)控制方式的不同,可以將命令接口分為聯(lián)機(jī)命令接口和脫機(jī)命令接口。

聯(lián)機(jī)命令接口又稱交互式命令接口,適用于分時或?qū)崟r系統(tǒng)的接口。它由一組鍵盤操作命令組成。用戶通過控制臺或終端輸入操作命令,向系統(tǒng)提出各種服務(wù)要求。用戶每輸入完一條命令,控制權(quán)就轉(zhuǎn)入操作系統(tǒng)的命令解釋程序,然后由命令解釋程序?qū)�輸入的命令解釋并�?zhí)行,完成指定的功能。之后,控制權(quán)又轉(zhuǎn)回到控制臺或終端,此時用戶又可以輸入下一條命令。

脫機(jī)命令接口又稱批處理命令接口,即適用于批處理系統(tǒng),它由一組作業(yè)控制命令(或稱作業(yè)控制語句)組成。脫機(jī)用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的運(yùn)行,應(yīng)事先用相應(yīng)的作業(yè)控制命令穹成一份作業(yè)操作說明書,連同作業(yè)一起提交給系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度到該作業(yè)時,由系統(tǒng)中的命令解釋程序?qū)ψ鳂I(yè)說明書上的命令或作業(yè)控制語句遂條解釋執(zhí)行,從而間接地控制作業(yè)的運(yùn)行。

2) 程序接口

程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用命會(簡稱系統(tǒng)調(diào)用,也稱廣義指令)組成。用戶通過在程序中使用這些系統(tǒng)調(diào)用命令來請求操作系統(tǒng)為其提供服務(wù)。用戶在程序中可以直接使用這組系統(tǒng)調(diào)用命令向系統(tǒng)提出各種服務(wù)要求,如使用各種外部設(shè)備,進(jìn)行有關(guān)磁盤文件的操作,申請分配和回收內(nèi)存以及其他各種控制要求。

而當(dāng)前最為流行的是圖形用戶界面(GUI)即圖形接口,用戶通過鼠標(biāo)和鍵盤,在圖形界面上單擊或使用快捷鍵就能很方便地使用操作系統(tǒng)。有些系統(tǒng)提供了上述三種接口,但 GUI 最終是通過調(diào)用程序接口實(shí)現(xiàn)的,嚴(yán)格地說它不屬于操作系統(tǒng)的一部分。

操作系統(tǒng)用做擴(kuò)充機(jī)器

沒有任何軟件支持的計算機(jī)稱為裸機(jī),它僅構(gòu)成計算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),而實(shí)際呈現(xiàn)在用戶面前的計算機(jī)系統(tǒng)是經(jīng)過若干層軟件改造的計算機(jī)。裸機(jī)在最里層,它的外面是操作系統(tǒng),由操作系統(tǒng)提供的資源管理功能和方便用戶的各種服務(wù)功能,將裸機(jī)改造成功能更強(qiáng)、 使用更方便的機(jī)器,通常把覆蓋了軟件的機(jī)器稱為擴(kuò)充機(jī)器,又稱之為虛擬機(jī)。