操作系统的主要功能

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1.进程管理

(1)进程控制

进程控制包含了进程的生命周期,即创建进程,销毁进程,控制进程的状态转换,以及为进程创建多个线程,回收已完成任务线程的功能。

(2)进程同步

进程同步主要是为多个进程(含线程)的运行进行协调。主要采用两种协调方式:进程互斥方式和进程同步方式。对临界资源访问时使用进程互斥方式,需要进程相互合作区完成共同任务的,则采用进程同步方式。进程同步机制一般都是使用锁

(3)进程通信

进程通信就是将进程间的信息进行交换,以达到相互合作完成任务。

当相互合作的进程(线程)处于同一计算机系统时,通常在它们之前是采用直接通信方式,即由源进程利用发送命令直接将消息(message)挂到目标进程的消息队列上,以后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。

(4)进程调度

进程调度的任务,则是从进程的就绪队列中选出一新进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场, 使进程投入执行。在多线程操作系统中,通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位。

2.内存管理

(1)内存分配

操作系统分配内存时,可分为静态分配和动态分配。

静态分配指的是一旦操作系统在程序装入时采用这种方式,就不允许该程序在申请多余的内存空间以及不可以在内存中移动。

动态分配即在程序装入时只分配最基本的内存空间,允许程序在运行期间申请更多的内存,也允许程序在内存中移动。

(2)内存共享与保护

内存保护主要是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行,彼此互不干扰。

为了确保每道程序都只在自己的内存区中运行,必须设置内存保护机制。一种比较简单的内存保护机制,就是设置内存上下界,一旦发生越界行为,立刻终止程序的执行。这种越界检查一般都是由硬件完成,而对于越界后的处理,则需要软件来完成。

(3)地址映射

地址映射即物理地址到逻辑地址的映射。

(4)虚拟内存

虚拟内存即从逻辑上去扩充内存容量,使用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多; 也能让更多的用户程序能并发运行。

3.设备管理

设备管理的主要任务是完成用户进程提出的I/O请求, 为用户进程分配其所需的I/O设备,提高CPU和I/O设备的利用率,提高I/O速度,方便用户使用I/O设备。

4.文件管理

(1)文件存储空间的管理

其主要任务是为每个文件分配必要的外存空间,提高外存的利用率,并能有助于提高文件系统的运行速度。

(2)目录管理

目录管理的主要任务, 是为每个文件建立其目录项,并对众多的目录项加以有效的组织,以实现方便的按名存取

(3)文件读写管理和保护

读写管理:该功能是根据用户的请求,从外存中读取数据;或将数据写入外存。

文件保护:防止不正确或非法操作文件