什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)有什么功能
什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)有什么功能
操作系統(tǒng)是管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，是直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行，下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下什么是操作系統(tǒng)。
操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)介
操作系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)的接口，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)硬件和其他軟件的接口。操作系統(tǒng)的功能包括管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件及數(shù)據(jù)資源，控制程序運(yùn)行，改善人機(jī)界面，為其它應(yīng)用軟件提供支持，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所有資源最大限度地發(fā)揮作用，提供各種形式的用戶界面，使用戶有一個(gè)好的工作環(huán)境，為其它軟件的開(kāi)發(fā)提供必要的服務(wù)和相應(yīng)的接口等。實(shí)際上，用戶是不用接觸操作系統(tǒng)的，操作系統(tǒng)管理著計(jì)算機(jī)硬件資源，同時(shí)按照應(yīng)用程序的資源請(qǐng)求，分配資源，如：劃分CPU時(shí)間，內(nèi)存空間的開(kāi)辟，調(diào)用打印機(jī)等。
操作系統(tǒng)的作用
1、屏蔽硬件物理特性和操作細(xì)節(jié)，為用戶使用計(jì)算機(jī)提供了便利
指令系統(tǒng)(成千上萬(wàn)條機(jī)器指令，它們的執(zhí)行由微程序的指令解釋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的)。計(jì)算機(jī)問(wèn)世初期，
計(jì)算機(jī)工作者就是在裸機(jī)上通過(guò)手工操作方式進(jìn)行工作。計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。
2、有效管理系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)資源使用效率
如何有效地管理、合理地分配系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)資源的使用效率是操作系統(tǒng)必須發(fā)揮的主要作用。資源利用率、系統(tǒng)吞吐量是兩個(gè)重要的指標(biāo)。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要同時(shí)供多個(gè)程序共同使用。操作解決資源共享問(wèn)題!!如何分配、管理有限的資源是非常關(guān)鍵的問(wèn)題!
操作系統(tǒng)定義：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件，它用于有效地管理系統(tǒng)資源，并為用戶使用計(jì)算機(jī)提供了便利的環(huán)境。
操作系統(tǒng)的主要功能
操作系統(tǒng)的主要功能是資源管理，程序控制和人機(jī)交互等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源可分為設(shè)備資源和信息資源兩大類。設(shè)備資源指的是組成計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備，如中央處理器，主存儲(chǔ)器，磁盤存儲(chǔ)器，打印機(jī)，磁帶存儲(chǔ)器，顯示器，鍵盤輸入設(shè)備和鼠標(biāo)等。信息資源指的是存放于計(jì)算機(jī)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，如文件，程序庫(kù)，知識(shí)庫(kù)，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件等。
操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通的橋梁。用戶可以通過(guò)操作系統(tǒng)的用戶界面，輸入命令。操作系統(tǒng)則對(duì)命令進(jìn)行解釋，驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶要求。以現(xiàn)代觀點(diǎn)而言，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人電腦的OS應(yīng)該提供以下的功能：
進(jìn)程管理(Processing management)
內(nèi)存管理(Memory management)
文件系統(tǒng)(File system)
網(wǎng)絡(luò)通訊(Networking)
安全機(jī)制(Security)
用戶界面(User interface)
驅(qū)動(dòng)程序(Device drivers)
資源管理
系統(tǒng)的設(shè)備資源和信息資源都是操作系統(tǒng)根據(jù)用戶需求按一定的策略來(lái)進(jìn)行分配和調(diào)度的。操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理就負(fù)責(zé)把內(nèi)存單元分配給需要內(nèi)存的程序以便讓它執(zhí)行，在程序執(zhí)行結(jié)束后將它占用的內(nèi)存單元收回以便再使用。對(duì)于提供虛擬存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)還要與硬件配合做好頁(yè)面調(diào)度工作，根據(jù)執(zhí)行程序的要求分配頁(yè)面，在執(zhí)行中將頁(yè)面調(diào)入和調(diào)出內(nèi)存以及回收頁(yè)面等。
處理器管理或稱處理器調(diào)度，是操作系統(tǒng)資源管理功能的另一個(gè)重要內(nèi)容。在一個(gè)允許多道程序同時(shí)執(zhí)行的系統(tǒng)里，操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)一定的策略將處理器交替地分配給系統(tǒng)內(nèi)等待運(yùn)行的程序。一道等待運(yùn)行的程序只有在獲得了處理器后才能運(yùn)行。一道程序在運(yùn)行中若遇到某個(gè)事件，例如啟動(dòng)外部設(shè)備而暫時(shí)不能繼續(xù)運(yùn)行下去，或一個(gè)外部事件的發(fā)生等等，操作系統(tǒng)就要來(lái)處理相應(yīng)的事件，然后將處理器重新分配。
操作系統(tǒng)的設(shè)備管理功能主要是分配和回收外部設(shè)備以及控制外部設(shè)備按用戶程序的要求進(jìn)行操作等。對(duì)于非存儲(chǔ)型外部設(shè)備，如打印機(jī)、顯示器等，它們可以直接作為一個(gè)設(shè)備分配給一個(gè)用戶程序，在使用完畢后回收以便給另一個(gè)需求的用戶使用。對(duì)于存儲(chǔ)型的外部設(shè)備，如磁盤、磁帶等，則是提供存儲(chǔ)空間給用戶，用來(lái)存放文件和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)性外部設(shè)備的管理與信息管理是密切結(jié)合的。
信息管理是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要的功能，主要是向用戶提供一個(gè)文件系統(tǒng)。一般說(shuō)，一個(gè)文件系統(tǒng)向用戶提供創(chuàng)建文件，撤銷文件，讀寫文件，打開(kāi)和關(guān)閉文件等功能。有了文件系統(tǒng)后，用戶可按文件名存取數(shù)據(jù)而無(wú)需知道這些數(shù)據(jù)存放在哪里。這種做法不僅便于用戶使用而且還有利于用戶共享公共數(shù)據(jù)。此外，由于文件建立時(shí)允許創(chuàng)建者規(guī)定使用權(quán)限，這就可以保證數(shù)據(jù)的安全性。
程序控制
一個(gè)用戶程序的執(zhí)行自始至終是在操作系統(tǒng)控制下進(jìn)行的。一個(gè)用戶將他要解決的問(wèn)題用某一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫了一個(gè)程序后就將該程序連同對(duì)它執(zhí)行的要求輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，操作系統(tǒng)就根據(jù)要求控制這個(gè)用戶程序的執(zhí)行直到結(jié)束。操作系統(tǒng)控制用戶的執(zhí)行主要有以下一些內(nèi)容：調(diào)入相應(yīng)的編譯程序，將用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫的源程序編譯成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的目標(biāo)程序，分配內(nèi)存儲(chǔ)等資源將程序調(diào)入內(nèi)存并啟動(dòng)，按用戶指定的要求處理執(zhí)行中出現(xiàn)的各種事件以及與操作員聯(lián)系請(qǐng)示有關(guān)意外事件的處理等。
人機(jī)交互
操作系統(tǒng)的人機(jī)交互功能是決定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“友善性”的一個(gè)重要因素。人機(jī)交互功能主要靠可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來(lái)完成?？晒┤藱C(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤顯示、鼠標(biāo)、各種模式識(shí)別設(shè)備等。與這些設(shè)備相應(yīng)的軟件就是操作系統(tǒng)提供人機(jī)交互功能的部分。人機(jī)交互部分的主要作用是控制有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和理解并執(zhí)行通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備傳來(lái)的有關(guān)的各種命令和要求。
虛擬內(nèi)存
虛擬內(nèi)存是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存管理的一種技術(shù)。它使得應(yīng)用程序認(rèn)為它擁有連續(xù)的可用的內(nèi)存(一個(gè)連續(xù)完整的地址空間)，而實(shí)際上，它通常是被分隔成多個(gè)物理內(nèi)存碎片，還有部分暫時(shí)存儲(chǔ)在外部磁盤存儲(chǔ)器上，在需要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
用戶接口
用戶接口包括作業(yè)一級(jí)接口和程序一級(jí)接口。作業(yè)一級(jí)接口為了便于用戶直接或間接地控制自己的作業(yè)而設(shè)置。它通常包括聯(lián)機(jī)用戶接口與脫機(jī)用戶接口。程序一級(jí)接口是為用戶程序在執(zhí)行中訪問(wèn)系統(tǒng)資源而設(shè)置的，通常由一組系統(tǒng)調(diào)用組成。
在早期的單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)(如DOS)中，每臺(tái)計(jì)算機(jī)只有一個(gè)用戶，每次運(yùn)行一個(gè)程序，且次序不是很大，單個(gè)程序完全可以存放在實(shí)際內(nèi)存中。這時(shí)虛擬內(nèi)存并沒(méi)有太大的用處。但隨著程序占用存儲(chǔ)器容量的增長(zhǎng)和多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，在程序設(shè)計(jì)時(shí)，在程序所需要的存儲(chǔ)量與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)際配備的主存儲(chǔ)器的容量之間往往存在著矛盾。例如，在某些低檔的計(jì)算機(jī)中，物理內(nèi)存的容量較小，而某些程序卻需要很大的內(nèi)存才能運(yùn)行;而在多用戶多任務(wù)系統(tǒng)中，多個(gè)用戶或多個(gè)任務(wù)更新全部主存，要求同時(shí)執(zhí)行獨(dú)斷程序。這些同時(shí)運(yùn)行的程序到底占用實(shí)際內(nèi)存中的哪一部分，在編寫程序時(shí)是無(wú)法確定的，必須等到程序運(yùn)行時(shí)才動(dòng)態(tài)分配。
用戶界面
用戶界面(User Interface，簡(jiǎn)稱 UI，亦稱使用者界面是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。
用戶界面是介于用戶與硬件而設(shè)計(jì)彼此之間交互溝通相關(guān)軟件，目的在使得用戶能夠方便有效率地去操作硬件以達(dá)成雙向之交互，完成所希望借助硬件完成之工作，用戶界面定義廣泛，包含了人機(jī)交互與圖形用戶接口，凡參與人類與機(jī)械的信息交流的領(lǐng)域都存在著用戶界面。用戶和系統(tǒng)之間一般用面向問(wèn)題的受限自然語(yǔ)言進(jìn)行交互。目前有系統(tǒng)開(kāi)始利用多媒體技術(shù)開(kāi)發(fā)新一代的用戶界面。
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