操作系統(tǒng)的基本概念和功能

1、操作系統(tǒng)的基本概念和功能操作系統(tǒng)的基本概念和功能操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)中不可缺少的，其它所有的軟件都是基于操作系統(tǒng)運(yùn)行的，常用的操作系統(tǒng)有：Windows、 DOS、 UNIX、 Linux 、OS/2、 AIX等。1、操作系統(tǒng)的基本概念：用來控制及指揮電腦系統(tǒng)運(yùn)作的軟件程序。（1）     操作系統(tǒng)管理和控制系統(tǒng)資源。計(jì)算機(jī)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)等都需要操作系統(tǒng)的管理。操作系統(tǒng)通過許多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的信息進(jìn)行記錄，根據(jù)不同的系統(tǒng)要求，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，達(dá)到對(duì)資源進(jìn)行控制的目的。（2）   

2、0; 操作系統(tǒng)提供了方便用戶使用計(jì)算機(jī)的用戶界面。在介紹操作系統(tǒng)的時(shí)候我們就已經(jīng)看到，用戶需要通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)就可以做他想要做的事情，桌面以及其上的圖標(biāo)就是操作系統(tǒng)提供給用戶使用的界面，有了這種用戶界面，對(duì)計(jì)算機(jī)的操作就比較容易了。用戶界面又稱為操作系統(tǒng)的前臺(tái)表現(xiàn)形式，Windows 98采用的是窗口和圖標(biāo)，DOS系統(tǒng)采用的是命令，Linux系統(tǒng)既采用命令形式也配備有窗口形式。不管是何種形式的用戶界面，其目的只有一個(gè)，那就是方便用戶的使用。操作系統(tǒng)的發(fā)展方向是簡(jiǎn)單、直觀、方便使用。（3）     操作系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。由于

3、系統(tǒng)中配備了大量的硬件、軟件，因而它們可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能，這些功能之間必然免不了發(fā)生沖突，導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。操作系統(tǒng)要使計(jì)算機(jī)的資源得到最大的利用，使系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，還要采用最優(yōu)的實(shí)現(xiàn)功能的方式。（4）       操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的各種功作。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行實(shí)際上是各種硬件的同時(shí)動(dòng)作，是許多動(dòng)態(tài)過程的組合，通過操作系統(tǒng)的介入，使各種動(dòng)作和動(dòng)態(tài)過程達(dá)到完美的配合和協(xié)調(diào)，以最終對(duì)用戶提出的要求反饋滿意的結(jié)果。如果沒有操作系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和指揮，計(jì)算機(jī)就會(huì)處于癱瘓狀態(tài)，更談不上完成用戶所提出的任務(wù)。因此，可以定義操作系統(tǒng)為

4、：對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源進(jìn)行直接控制和管理，協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的各種動(dòng)作，為用戶提供便于操作的人一機(jī)界面，存在于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)最底層核心位置的程序的集合。2、操作系統(tǒng)的功能：可以根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的分類來對(duì)操作系統(tǒng)的功能進(jìn)行劃分。一般說來，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源包括硬件和軟件兩大部分，硬件指處理機(jī)、存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出設(shè)備和其他外圍設(shè)備；軟件指各種文件和數(shù)據(jù)、各種類型的程序。由于操作系統(tǒng)是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理、控制、協(xié)調(diào)的程序的集合，我們按這些程序所要管理的資源來確定操作系統(tǒng)的功能，共分為八個(gè)部分：（1）處理機(jī)管理。處理機(jī)是計(jì)算機(jī)中的核心資源，所有程序的運(yùn)行都要靠它來實(shí)現(xiàn)。如何協(xié)調(diào)不程序之間的運(yùn)行關(guān)系，如何及時(shí)反

5、應(yīng)不同用戶的不同要求，如何讓眾多用戶能夠公平地得到計(jì)算機(jī)的資源等都是處理機(jī)管理要關(guān)心的問題。具體地說處理機(jī)管理要做如下事情：對(duì)處理機(jī)的時(shí)間進(jìn)行分配，對(duì)不同程序的運(yùn)行進(jìn)行記錄和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)用戶和程序之間的相互聯(lián)系，解決不同程序在運(yùn)行時(shí)相互發(fā)生的沖突。處理機(jī)管理是操作系統(tǒng)的最核心部分，它的管理方法決定了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能力和質(zhì)量，代表著操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)觀念。（2）存儲(chǔ)器管理。存儲(chǔ)器用來存放用戶的程序和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器越大，存放的數(shù)據(jù)越多，硬件制造者不斷地?cái)U(kuò)大存儲(chǔ)的容量，還是無法跟上用戶對(duì)存儲(chǔ)容量的需求，再說存儲(chǔ)器容量也不可能無限制的增長(zhǎng)，但用戶需求的增長(zhǎng)是無限的。在從多用戶或者程序共用一個(gè)存儲(chǔ)器的時(shí)候

6、，自然而然會(huì)帶來許多管理上的要求，這就是存儲(chǔ)器管理要做的。存儲(chǔ)器的管理要進(jìn)行始下工作：以最合適的方案為不同的用戶和不同的任務(wù)劃分出分離的存儲(chǔ)器區(qū)域，保障各存儲(chǔ)器區(qū)域不受別的程序的干擾；在主存儲(chǔ)器區(qū)域不夠大的情況下，使用硬盤等其他輔助存儲(chǔ)器來替代主存儲(chǔ)器的空間，自行對(duì)存儲(chǔ)器空間進(jìn)行整理等。（3）作來管理。當(dāng)用戶開始與計(jì)算機(jī)打交道時(shí)，第一個(gè)接觸的就是作業(yè)管理部分，用戶通過作業(yè)管理所提供的界面對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作。因此作業(yè)管理擔(dān)負(fù)著兩方面的工作：向計(jì)算機(jī)通知用戶的到來，對(duì)用戶要求計(jì)算機(jī)完成的任務(wù)進(jìn)行記錄和安排；向用戶提供操作計(jì)算機(jī)的界面和對(duì)應(yīng)的提示信息，接受用戶輸入的程序、數(shù)據(jù)及要求，同時(shí)將計(jì)算機(jī)運(yùn)行的

7、結(jié)果反饋給用戶。更具體地說，作業(yè)管理要提供：安全的用戶登錄方法，方便的用戶使用界面，直觀的用戶信息記錄形式，公平的作業(yè)調(diào)度策略等。（4）信息管理。計(jì)算機(jī)中存放的、處理的、流動(dòng)的都是信息。信息有不同的表現(xiàn)形態(tài)：可以是數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄、文件、文件的集合等；有不同的存儲(chǔ)方式：可以連續(xù)存放也可以分開存放；還有不同的存儲(chǔ)位置：可以存放在主存儲(chǔ)器上，也可以存放在輔助存儲(chǔ)器上，甚至可以停留在某些設(shè)備上。不同用戶的不同信息共存于有限的媒體上，如何對(duì)這些文件進(jìn)行分類，如何保障不同信息之間的安全，如何將各種信息與用戶進(jìn)行聯(lián)系，如何使信息不同的邏輯結(jié)構(gòu)與輔助存儲(chǔ)器上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這些都是信息管理要做的事情。（5）

8、設(shè)備管理。計(jì)算機(jī)主機(jī)連接著許多設(shè)備，有專門用于輸入/輸出數(shù)據(jù)的設(shè)備，也有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備，還有用于某些特殊要求的設(shè)備。而這些設(shè)備又來自于不同的生產(chǎn)廠家，型號(hào)更是五花八門，如果沒有設(shè)備管理，用戶一定會(huì)茫然不知所措。設(shè)備管理的任務(wù)就是：為用戶提供設(shè)備的獨(dú)立性，使用戶不管是通過程序邏輯還是命令來操作設(shè)備時(shí)都不需要了解設(shè)備的具體操作，設(shè)備管理在接到用戶的要求以后，將用戶提供的設(shè)備各與具體的物理設(shè)備進(jìn)行連接，再將用戶要處理的數(shù)據(jù)送到物理設(shè)備上；對(duì)各種設(shè)備信息的記錄、修改；對(duì)設(shè)備行為的控制。除了以上五大管理以外，操作系統(tǒng)還必須實(shí)現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)處理：（1）標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出。用戶通過鍵盤輸入他對(duì)計(jì)算機(jī)的要求

9、和要處理的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)通過顯示器向用戶反饋信息同時(shí)輸出運(yùn)行結(jié)果，這似乎是天經(jīng)地義的事。其實(shí)不然，如果不指定鍵盤為標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備及顯示器為標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備，我們是無法直接通過這兩種設(shè)備進(jìn)行輸入/輸出的。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行的時(shí)候，操作系統(tǒng)已指定了標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出設(shè)備，因此，用戶使用的時(shí)候感覺很方便。如果我們想用其他的設(shè)備來作來標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出設(shè)備也是可以的，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)提供了這種功能。它幫助用戶將指定設(shè)備的名稱與具體的設(shè)備進(jìn)行連接，然后自動(dòng)的從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備上讀取信息再將結(jié)果輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備上。（2）中斷處理。在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中可能發(fā)生各種各樣的異常情況，如硬件故障、電源故障、軟件本身的錯(cuò)誤，以及程序設(shè)計(jì)者所

10、設(shè)定的意外事件。這些異常一旦發(fā)生都會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，操作系統(tǒng)必須對(duì)這些異常先有所準(zhǔn)備，這就是中斷處理的任務(wù)。中斷處理功能針對(duì)可預(yù)見的異常配備好了中斷處理程序及調(diào)用路徑，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)暫停正在運(yùn)行的程序而轉(zhuǎn)去處理中斷處理程序，它可對(duì)當(dāng)前程序的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保護(hù)、執(zhí)行中斷處理程序邏輯，在返回當(dāng)前程序之前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)直到當(dāng)前程序再次運(yùn)行。（3) 錯(cuò)誤處理。當(dāng)用戶程序在運(yùn)行過程中發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候，操作系統(tǒng)的錯(cuò)誤處理功能既要保證錯(cuò)誤不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，又要向用戶提示發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的信息。因此，我們常?？梢钥吹竭@樣的情況：顯示器上給出了發(fā)生錯(cuò)誤的類型及名稱，并提示用戶如何進(jìn)行改正，錯(cuò)誤改正后用戶程序又可以順利運(yùn)行。錯(cuò)誤處理功能首先將可能出現(xiàn)我錯(cuò)誤進(jìn)行分類，并配備對(duì)應(yīng)我錯(cuò)誤處理程序，一旦錯(cuò)誤發(fā)生，它就自動(dòng)實(shí)現(xiàn)自己的糾錯(cuò)功能。錯(cuò)誤處理一方面找出問題所在，另一方面又自動(dòng)保障系統(tǒng)的安全，正是有了錯(cuò)誤處理功能，系統(tǒng)才表現(xiàn)出一定的堅(jiān)固性。3、 文件的管理：是指操作系統(tǒng)對(duì)信息資源的管理，文件是一個(gè)在邏輯上具有完整意義的一組相關(guān)信息怕有序集合，每個(gè)文件都有一個(gè)文件名。文件：是一組相關(guān)信息的集合，任何程序和數(shù)據(jù)都是以文件的形式存放在計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)器上，文件是數(shù)據(jù)組織的最小單位。文件名：任何一個(gè)文件都有一個(gè)名稱，文件的操作依據(jù)文件名進(jìn)行。文件名一般由文件主名和擴(kuò)展名兩部分組成，文件主名往往是代表文件內(nèi)容的標(biāo)識(shí)，而擴(kuò)