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電腦操作系統的主要功能-電腦操作系統的主要功能有哪些

電腦操作系統的主要功能

電腦操作系統具有以下主要功能:

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處理器管理


  • 進程控制:創建新進程來執行用戶程序或系統任務,在進程執行完畢或出現異常時進行撤銷,還能控制進程在運行、就緒、阻塞等狀態之間轉換。
  • 進程同步:協調多個進程的運行,讓它們按照一定順序和規則訪問共享資源,避免數據不一致等問題。實現方式有進程互斥,如為臨界資源加鎖;還有進程同步,如使用信號量機制協調合作進程的執行次序。
  • 進程通信:支持進程間的信息交換,在同一計算機系統中的進程常采用直接通信方式,源進程將消息掛到目標進程的消息隊列,目標進程從隊列中取消息。
  • 調度:作業調度從后備隊列選作業,為其分配資源并建立進程;進程調度從就緒隊列選進程,分配處理機并設置運行現場,讓進程投入執行。

存儲器管理


  • 內存分配:為每個程序和數據分配內存空間,有動態內存分配和靜態內存分配兩種方式。動態內存分配允許程序在運行中申請新空間和在內存中移動,靜態內存分配則在作業裝入時確定內存空間,運行期間不允許申請新空間和移動。
  • 內存保護:確保每個程序只能在自己的內存空間運行,互不干擾,防止用戶程序訪問操作系統程序和數據,以及轉移到非共享的其他用戶程序執行,常通過設置界限寄存器實現。
  • 地址映射:將程序使用的邏輯地址轉換為物理地址,使程序能正確訪問內存中的數據和指令。
  • 內存擴充:借助虛擬存儲技術,如請求調入功能和置換功能,從邏輯上擴充內存容量,讓系統能運行大于物理內存的程序。

設備管理


  • 設備分配:根據用戶程序的請求和設備狀態,按照一定策略將設備分配給請求進程,確保設備合理使用。
  • 設備驅動:操作系統通過設備驅動程序與硬件設備交互,接收上層軟件的操作請求,轉換為對硬件的控制信號,實現設備的讀寫等操作。
  • 緩沖區管理:設置緩沖區暫存設備與內存間交換的數據,平衡設備與 CPU 速度差異,提高數據傳輸效率,減少 CPU 等待時間。
  • 設備故障處理:檢測設備故障,采取相應措施,如嘗試重新啟動設備、通知用戶、記錄故障信息等,保證系統穩定運行。

文件管理


  • 文件系統建立與維護:創建和管理文件系統的組織結構,包括根目錄、子目錄等,維護文件的邏輯結構和物理存儲位置的映射關系。
  • 文件操作支持:提供文件的創建、刪除、打開、關閉、讀寫、復制、移動等操作功能,方便用戶和應用程序管理和使用數據。
  • 文件保護與安全:設置文件的訪問權限,如只讀、讀寫、執行等,控制不同用戶和程序對文件的訪問,確保文件數據安全和完整性。
  • 文件存儲管理:管理磁盤等存儲設備上的存儲空間,分配和回收磁盤塊,記錄文件占用的磁盤空間信息,提高存儲設備利用率。

用戶接口


  • 命令行界面:用戶通過輸入命令與系統交互,執行各種操作和任務,適合熟悉命令和需要精確控制的用戶,有較高操作效率。
  • 圖形用戶界面:以圖形化的窗口、圖標、菜單、按鈕等元素呈現操作界面,用戶通過鼠標點擊、拖拽等方式操作,直觀易用,降低了操作難度,適合普通用戶。
  • 系統調用接口:為程序員提供,使應用程序能調用操作系統的功能和服務,如進行文件操作、進程控制、內存分配等,是開發應用程序的重要接口。

網絡通信


  • 網絡協議支持:實現多種網絡通信協議,如 TCP/IP、UDP 等,使計算機能與其他設備進行網絡通信,支持數據的發送和接收。
  • 網絡連接管理:管理網絡連接的建立、斷開和維護,如撥號連接、以太網連接、無線網絡連接等,提供網絡配置和管理工具。
  • 網絡服務提供:支持共享文件、打印機等資源,實現遠程登錄、文件傳輸、電子郵件等網絡服務,方便用戶在網絡環境下共享資源和通信。

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