操作系统（四）的主要功能

处理器的分配和操作基于进程

当一组合作流程完成一项共同任务时，它们需要交换信息. 例如，程序的输入过程操作系统的设备管理主要功能有，计算过程和打印过程之间的通信过程:

进程间通讯如下:

摘要: 数据交换发生在输入过程，计算过程和打印过程之间，因此这三者之间存在一种交流.

过程通信的任务是实现相互协作的过程之间的信息交换. 当相互合作的过程在同一计算机系统中时，通常采用直接通信.

主要任务:

内存分配方法:

在静态分配方法中，每个作业的内存空间是在加载作业时确定的；在加载作业后的整个运行期间，不允许该作业申请新的内存空间，也不允许该作业在内存中“移动”；

在动态分配模式下，每个作业所需的基本存储空间也在加载时确定，但是允许该作业在操作过程中继续申请新的附加存储空间以适应动态变化. 程序和数据的增加还允许作业“移动”在内存中.

内存保护的主要任务:

设置两个限制寄存器，用于存储执行程序的上限和下限. 越过边界后，停止执行.

编译应用程序（源程序）后，通常会形成多个目标程序；然后将这些目标程序链接起来以形成可加载程序.

在多程序环境中，不可能从“ 0”地址（内存）中加载每个程序，这会导致地址空间中的逻辑地址与内存空间中的物理地址不一致. 为了使程序正确运行，内存管理必须提供地址映射功能，以将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中的相应物理地址. 此功能应在硬件支持下完成.

内存管理中的内存扩展任务使用虚拟存储技术从逻辑上扩展内存容量，使用户感觉到内存容量远大于实际内存容量；或允许更多用户程序同时运行. 这样，它不仅可以满足用户的需求，提高了系统的性能，而且基本上没有增加硬件投资.

为了能够在逻辑上扩展内存，系统必须具有用于实现以下功能的内存扩展机制:

主要任务:

为此，设备管理应具有缓冲区管理，设备分配和设备处理等功能.

自计算机诞生以来，CPU操作的高速与I / O的低速之间就存在着矛盾. 如果在I / O设备与CPU之间引入了缓冲区，则可以有效缓解CPU与I / O设备之间的速度失配之间的矛盾，提高CPU利用率，从而提高系统吞吐量. 因此，在现代计算机系统中，毫无例外地在内存中设置了缓冲区，可以通过增加缓冲区容量来提高系统性能.

设备分配的基本任务是根据用户进程的I / O请求，系统的现有资源以及特定的设备分配策略为用户进程分配所需的设备. 如果I / O设备与CPU之间仍然存在设备控制器和I / O通道，则还必须将相应的控制器和通道分配给分配的设备.

设备处理程序也称为设备驱动程序. 基本任务是实现CPU与设备控制器之间的通信，即CPU向设备控制器发送I / O命令，要求它完成指定的I / O操作. 否则，CPU接收到控制器发出的请求Request的中断，并给予及时响应和相应的处理.

处理过程为: 设备处理程序首先检查I / O请求的合法性，了解设备状态是否为空闲，了解相关的传输参数，并设置设备的工作模式. 然后，将I / O命令发送到设备控制器以启动I / O设备以完成指定的I / O操作.

文件管理的主要任务是管理用户文件和系统文件，以方便用户使用并确保文件的安全性.

文件管理应具有文件存储空间管理，目录管理，文件读/写管理以及文件共享和保护之类的功能.

许多文件和文件存储空间由文件系统管理. 其主要任务是为每个文件分配必要的外部存储空间，提高外部存储的利用率操作系统的设备管理主要功能有，并有助于提高文件系统的速度.

目录管理的主要任务是为每个文件创建自己的目录项，并有效地组织许多目录项，以方便按名称访问.

系统通常为每个文件创建一个目录条目. 目录项包括文件名，文件属性，磁盘上文件的物理位置等. 目录文件可以由几个目录项组成. 也就是说，用户只需提供文件名即可访问文件.

文件读/写管理. 该功能是根据用户要求从外部存储器读取数据；或将数据写入外部存储. 由于读写操作不能同时执行，因此可以同时使用读/写指针.

防止未经授权的用户访问文件；

防止假冒他人访问文件；

防止以错误的方式使用文件.

是指掩盖软件内部功能的实现细节并提供一些使用约定. 用户不需要知道软件的内部设计和实现方式，只要可以使用该软件提供的某些命令和窗口即可. 该软件可以帮助用户解决问题.

为了方便用户控制自己的作业，操作系统提供了一个命令界面，该界面分为三种类型: 用户界面，离线用户界面和图形用户界面.

这是为用户提供的. 它由一组键盘操作命令和命令解释程序组成. 用户可以通过依次键入不同的命令来控制作业，直到作业完成.

此界面是为批处理作业的用户提供的，因此也称为批处理用户界面.

使用图形操作界面.

设置该接口供用户程序在执行期间访问系统资源，并且是用户程序获取操作系统服务的唯一方法.

它由一组系统调用组成，每个系统调用都是一个子例程，可以完成特定的功能，并且每当应用程序要求OS提供某种服务（功能）时，它都会使用相应的调用功能.

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