操作系统的5项功能

2014-08-28 15:33:34 ghevinn 阅读数 19873
  • 第一章 引论--操作系统特性和主要功能

    掌握了如何将所学数据结构应用到实战中 熟悉了算法中常用的数据结构,多练习算法编写对技能提升帮助很大 掌握编写算法的临界条件,这个是考察编程者基本功的必要条件

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一般来说,操作系统可以分为五大管理功能部分

1)  设备管理:主要是负责内核与外围设备的数据交互,实质是对硬件设备的管理,包括对输入输出设备的分配,初始化,维护与回收等。例如管理音频输入输出。

2)  作业管理:这部分功能主要是负责人机交互,图形界面或者系统任务的管理。

3)  文件管理:这部分功能涉及文件的逻辑组织和物理组织,目录结构和管理等。从操作系统的角度来看,文件系统是系统对文件存储器的存储空间进行分配,维护和回收,同时负责文件的索引,共享和权限保护。而从用户的角度来说,文件系统是按照文件目录和文件名来进行存取的。

4)  进程管理:说明一个进程存在的唯一标志是pcb(进程控制块),负责维护进程的信息和状态。进程管理实质上是系统采取某些进程调度算法来使处理合理的分配给每个任务使用。

5)存储管理:数据的存储方式和组织结构。

 

操作系统的类型也可以分为几种:批处理系统,分时操作系统,实时操作系统,网络操作系统等。下面将简单的介绍他们各自的特点:

1)  批处理系统:首先,用户提交完作业后并在获得结果之前不会再与操作系统进行数据交互,用户提交的作业由系统外存储存为后备作业;数据是成批处理的,有操作系统负责作业的自动完成;支持多道程序运行。

2)  分时操作系统:首先交互性方面,用户可以对程序动态运行时对其加以控制;支持多个用户登录终端,并且每个用户共享CPU和其他系统资源。

3)  实时操作系统:会有时钟管理,包括定时处理和延迟处理。实时性要求比较高,某些任务必须优先处理,而有些任务则会被延迟调度完成。

4)  网络操作系统:网络操作系统主要有几种基本功能

(1)      网络通信:负责在源主机与目标主机之间的数据的可靠通信,这是最基本的功能。

(2)      网络服务:系统支持一些电子邮件服务,文件传输,数据共享,设备共享等。

(3)      资源管理:对网络中共享的资源进行管理,例如设置权限以保证数据源的安全性。

(4)      网络管理:主要任务是实现安全管理,例如通过“存取控制”来确保数据的存取安全性,通过“容错性”来保障服务器故障时数据的安全性。

(5)      支持交互操作:在客户/服务器模型的LAN环境下,多种客户机和主机不仅能与服务器进行数据连接通信,并且可以访问服务器的文件系统

2019-01-12 19:11:58 kuniqiw 阅读数 7165
  • 第一章 引论--操作系统特性和主要功能

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操作系统的五大功能:
1.处理器管理
处理器是完成运算和控制的设备。在多道程序运行时,每个程序都需要一个处理器,而一般计算机中只有一个处理器。操作系统的一个功能就是安排好处理器的使用权,也就是说,在每个时刻处理器分配给哪个程序使用是操作系统决定的。
2.存储管理
计算机的内存中有成千上万个存储单元,都存放着程序和数据。何处存放哪个程序,何处存放哪个数据.都是由操作系统来统一安排与管理的。这是操作系统的存储功能。
3.设备管理
计算机系统中配有各种各样的外部设备。操作系统的设备管理功能采用统一管理模式,自动处理内存和设备间的数据传递,从而减轻用户为这些设备设计输入输出程序的负担。
4.作业管理
作业是指独立的、要求计算机完成的一个任务。操作系统的作业管理功能包括两点尸是在多道程序运行IC现货商时,使得备用户合理地共享计算机系统资源22是提供给操作人员一套控制命令用来控制程序的运行o
5.文件管理
计算机系统中的程序或数据都要存放在相应存储介质上。为了便于管理,操作系统招相关的信息集中在一起,称为文件。操作系统的文件管理功能就是负责这些文件的存储、检索、更新、保护和共享

2019-01-17 14:47:44 Fly_as_tadpole 阅读数 3007
  • 第一章 引论--操作系统特性和主要功能

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计算机硬件包括:CPU、内存以及IO设备

操作系统有五大功能:

1、处理机管理:主要控制和管理CPU的工作。(CPU管理)

     单CPU下和多CPU下。

2、存储管理:主要进行内存的分配和管理   (内存管理)

      内存分配、地址映射、内存保护与共享、虚拟内存等。

3、设备管理:主要管理基本的输入输出设备  (IO管理)

    完成用户的 I/O 请求,方便用户使用各种设备,并提高设备的利用率。

    主要包括缓冲管理、设备分配、设备处理、虛拟设备等。

4、文件管理:负责对计算机文件的组织、存储、操作和保护等。 (文件管理)

       文件存储空间的管理、目录管理、文件读写管理和保护等。

5、进程管理:也称为作业管理,是指对计算机所进行的操作进行管理。 (作业管理或者进程管理)

      进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。

2018-09-03 13:25:15 yanhuan136675 阅读数 8645
  • 第一章 引论--操作系统特性和主要功能

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操作系统的5大管理功能:

    1)设备管理:主要负责内核和外围设备的数据交互,实质是对硬件设备的管理,包括输入输出设备的分配、初始化、维护和回收等等。

 

    2)作业管理:负责人机交互、图形界面或系统任务的管理。

 

    3)文件管理:涉及文件的逻辑组织和物理组织、目录结构和管理等等。

                    从操作系统的角度来看,文件系统是系统对文件存储器的存储空间进行分配、维护、回收,同时负责文件的索引、共享和权限保护。

                    从用户的角度来说,文件系统是按照文件目录和文件名来进行存取的。

 

    4)进程管理:说明一个进程存在的唯一标志是PCB(进程控制块),负责维护进程的信息和状态。进程管理的实质是系统采取某些进程调度算法来是处理合理的分配给每个任务使用。

 

    5)存储管理:数据的存储方式和组织结构。

 

 

五大类型操作系统各自的特点分别是:

(1) 批处理操作系统的特点有:

        a. 用户脱机使用计算机。用户提交作业之后直到获得结果之前就不再和计算机打交道。

           作业提交的方式可以是直接交给计算中心的管理操作员,也可以是通过远程通讯线路提交。

           提交的作业由系统外存收容成为后备作业。

 

        b. 成批处理。操作员把用户提交的作业分批进行处理。

           每批中的作业将由操作系统或监督程序负责作业间自动调度执行。

 

        c. 多道程序运行。

           按多道程序设计的调度原则,从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行,成为多道批处理。

 

(2) 分时操作系统的特点有:

        a. 交互性:首先, 用户可以在程序动态运行情况下对其加以控制。

                         其次,用户上机提交作业方便。

                         第三,分时系统还为用户之间进行合作提供方便。

 

        b. 多用户同时性:多个用户同时在自己的终端上上机,共享CPU和其他资源,充分发挥系统的效率。

 

        c. 独立性:客观效果上用户彼此间感觉不到有别人也在使用该台计算机,如同自己独占计算机一样。

 

(3) 实时操作系统的特点有:

        a. 实时时钟管理(定时处理和延时处理)。

 

        b. 连续的人-机对话,这对实时控制往往是必须的。

 

        c. 要求采取过载保护措施。例如对于短期过载,把输入任务按一定的策略在缓冲区排队,等待调度;

           对于持续性过载,可能要拒绝某些任务的输入;

           在实时控制系统中,则及时处理某些任务,放弃某些任务或降低对某些任务的服务频率。

 

        d.高度可靠性和安全性需采取冗余措施。双机系统前后台工作,包括必要的保密措施等。

 

(4) 网络操作系统的特点有:

        a. 计算机网络是一个互连的计算机系统的群体。

 

        b. 这些计算机是自治的,每台计算机有自己的操作系统,各自独立工作,它们在网络协议控制下协同工作。

 

        c. 系统互连要通过通信设施(硬件、软件)来实现。

 

        d. 系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理,实现多种应用要求。

 

(5) 分布式操作系统的特点有:

        a. 计算机网络的开发都遵循协议,而对于各种分布式系统并没有制定标准的协议。

           当然,计算机网络也可认为是一种分布式系统。

 

        b. 分布式系统要求一个统一的操作系统,实现系统操作的统一性。

 

        c. 分布式操作系统对用户是透明的。

           但对计算机网络,若一个计算机上的用户希望使用另一台计算机上的资源,则必须明确指明是哪台计算机。

 

        d.分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是一个物理上的松散耦合系统,同时还是一个逻辑上紧密耦合的系统。

 

        e.分布式系统还处在研究阶段。而计算机网络已经在各个领域得到广泛的应用。

 

 

操作系统的结构

    1)单结构:不同的功能归类为不同的功能块,每个功能块相对独立,它们通过一定的方式进行联系,不同的功能块可以相互调用它们提供的服务。这样,整个操作系统就像是一个巨大的单一体,运行在系统的内核态下,为用户提供服务。

            由于单结构系统的功能块之间结构复杂,修改某一功能块将导致其他功能块的修改,从而导致操作系统设计开发的困难。

                例:MS-DOS操作系统。

 

    2)分层结构:将操作系统分成若干层,低层次的功能为其上一个层次的功能提供服务,而高层次的层尤为更高一个层次的功能提供服务。

        操作系统的所有功能都在内核态下运行,而从用户态转化为内核态需要一定的时间成本,这样造成了操作系统效率的嫡系。另外,内核态运行的程序可以访问所有的系统资源,随着操作系统越来越大,设计可靠和安全的操作系统将变得异常困难。

 

    3)微内核:目标是建立基于消息传送机制的最小内核,以便在此基础上建造对其他操作系统的模拟层来模拟其他操作系统的特性。

            微内核的有优点是大大提高了操作系统的兼容性,使得基于微内核的操作系统能够迷你其他操作系统的特性,从而支持许多运行于其他操作系统上的应用程序。

            微内核的另一优点是提高了系统的扩充性。微内核设计的一个目标就是内核只要提供对操作系统绝对必要的功能,而把其他属于传统操作系统内核部分功能留给用户态进程实现。

                例:Unix操作系统。

 

    4)模块化方法:使用面向对象技术创建模块化内核。

            采用模块化结构的操作系统由一些不同功能的结构模块集合组成,每一个模块实现一个特定的功能,如调度、文件系统、设备驱动等等,并且这些模块可以根据需要自动进行加载和卸载。本质上,一个模块就是内核在运行时可以链接或者断开链接的一个对象文件。

                例:Linux操作系统。

 

 

现代操作系统的基本特征

    1)并发性:并发(Concurrency)是指在某一段时间间隔内,宏观上有多个程序在同时运行的状态。

                           并行是指在同一时刻计算机内有多程序在执行,这是多CPU系统中才有的概念。

 

    2)共享性:共享(Sharing)是指多个用户或者程序共享操作系统中的软硬件资源。共享可以提高各种系统资源的使用效率。

                由于共享资源属性不同,产生了不同的共享方式:

                        互斥共享方式:一段时间内只允许一个程序访问资源。互斥共享的设备有打印机、磁带机、绘图仪等等。

                        同时访问方式:允许一段时间内有多个程序同时对它们进行访问。有些快速设备,如磁盘,尽管也只能让多个程序串行访问,但由于程序访问和释放资源的时间较短,在宏观上可以看成是同时共享。另外,只读数据和数据结构、只读文件和可执行文件等软件资源也可以同时共享。

            共享性和并发性相互依存,有一定的依赖关系,它们是操作系统最基本的两个特征。

    3)虚拟性:虚拟性(Virtuality)是指通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。另外,操作系统也用到了很多虚拟技术来改善系统的性能,如虚拟存储,是为了提高内存利用率,在内存中部分装入程序,其余部分放在虚拟内存,也就是硬盘的一部分。SPOOLING技术则是为了减小等待和请求的重复申请,允许硬件设备虚拟为多台虚拟设备,实现脱机工作的方式。

 

    4)异步性:异步性(Asynchronism)是指系统中的多个程序以不可预知的速度向前推进。由于系统中的处理器资源往往是稀缺的,因此程序不可能一气呵成,而是以走走停停的方式运行的。

 

2017-06-28 10:42:06 zhailihua 阅读数 7882
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    掌握了如何将所学数据结构应用到实战中 熟悉了算法中常用的数据结构,多练习算法编写对技能提升帮助很大 掌握编写算法的临界条件,这个是考察编程者基本功的必要条件

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操作系统的五大功能:
(1)作业管理:包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等;  
(2)文件管理:又称为信息管理;  
(3)存储管理:实质是对存储“空间”的管理,主要指对主存的管理;  
(4)设备管理:实质是对硬件设备的管理,其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收;  
(5)进程管理:实质上是对处理机执行“时间”的管理,即如何将CPU真正合理地分配给每个任务

操作系统的主要功能

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