一、定义
操作系统(OS)是控制和管理整个计算机系统的硬件与软件资源,并合理地组织、调度计算机的工作与资源的分配,进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合。它是计算机系统中最基本的系统软件。
二、功能
资源管理:
- 处理机管理:负责处理机的分配和调度,确保多个程序能够并发执行,提高系统的吞吐量和资源利用率。
- 存储器管理:管理内存的分配和回收,提供虚拟存储器技术,以逻辑上扩充存储器的容量。
- 设备管理:负责设备的分配、调度和驱动,提供缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能,以满足用户对I/O设备的需求。
- 文件管理:提供文件的创建、删除、读写、保护等功能,以及文件存储空间的管理和目录管理。
提供接口:
- 命令接口:用户通过命令行输入操作命令,向系统提出各种服务要求。联机命令接口适用于分时或实时操作系统,脱机命令接口适用于批处理系统。
- 程序接口:编程人员可以使用系统调用来请求操作系统服务。程序接口由一组系统调用组成,这些系统调用是操作系统提供给用户的低级功能接口。
封装硬件功能:
操作系统把一些硬件功能封装成简单易用的服务,使用户能更方便地使用计算机。用户无需关心底层硬件的原理,只需要对操作系统发出命令即可。
三、特征
- 并发:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生,这些事件宏观上是同时发生的,但在微观上是交替发生的。并发性是操作系统的一个基本特征,它使得多个程序能够同时运行,提高了系统的效率和资源利用率。
- 共享:指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用。共享分为互斥共享和同时共享两种类型。互斥共享是指某个资源在同一时刻只能被一个进程访问,而同时共享则是指某个资源在同一时刻可以被多个进程交替访问。
- 虚拟:指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。虚拟技术分为空分复用技术(如虚拟存储器)和时分复用技术(如虚拟处理器)。通过虚拟技术,操作系统可以在逻辑上扩充系统的容量和功能,提高系统的灵活性和可靠性。
- 异步:指操作系统的运行是随机的,可能导致进程产生与时间有关的错误。为了处理这种异步性,操作系统需要提供相应的同步机制,以确保进程的正确执行和系统的稳定性。
四、作用
操作系统实现了对硬件机器的扩展,将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器。它提供了资源管理功能和方便用户的服务功能,使得用户能够更加方便地使用计算机。同时,操作系统也为应用程序提供了一个稳定、可靠的运行环境,使得应用程序能够正确地执行并发挥其功能。
结语
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