Operating System 简明教程

Operating System - Services

操作系统为用户和程序提供服务。

  1. 它为程序提供执行环境。

  2. 它为用户提供以方便的方式执行程序的服务。

以下是操作系统提供的几种常见服务 −

  1. Program execution

  2. I/O operations

  3. File System manipulation

  4. Communication

  5. Error Detection

  6. Resource Allocation

  7. Protection

Program execution

操作系统处理从用户程序到系统程序(如打印机后台程序、名称服务器、文件服务器等)的多种活动。这些活动中的每一个都封装为一个进程。

进程包括完整的执行上下文(要执行的代码、要处理的数据、寄存器、正在使用的操作系统资源)。以下是操作系统在程序管理方面的主要活动 −

  1. 将程序加载到内存中。

  2. Executes the program.

  3. Handles program’s execution.

  4. 提供进程同步机制。

  5. 提供进程通信机制。

  6. 提供死锁处理机制。

I/O Operation

I/O 子系统包含 I/O 设备及其相应的驱动程序软件。驱动程序向用户隐藏特定硬件设备的特性。

操作系统对用户和设备驱动器之间的通信进行管理。

  1. I/O 操作指的是对任何文件或任何特定 I/O 设备执行的读写操作。

  2. 当需要时,操作系统会提供访问所需 I/O 设备的权限。

File system manipulation

一个文件表示收集起来的相关信息。计算机可以将文件存储在磁盘(二级存储)上,以作长期存储之用。存储介质的示例包括磁带、磁头磁盘和光盘驱动器,如 CD、DVD。这些介质每一种都有其自己的属性,如速度、容量、数据传输速率和数据访问方法。

文件系统通常被组织成目录,以便进行轻松导航和使用。这些目录可能包含文件和其他方向。以下是操作系统在文件管理方面的几个主要活动 −

  1. 程序读取文件或写入文件。

  2. 操作系统授予程序对文件执行操作的权限。

  3. 权限因只读、读写和拒绝等而异。

  4. 操作系统为用户提供创建一个/删除文件的文件界面。

  5. 操作系统为用户提供创建一个/删除目录的文件界面。

  6. 操作系统提供了创建文件系统备份的文件界面。

Communication

在分布式系统的情况下,该系统是处理器集合,不共享内存、外围设备或时钟,操作系统管理所有进程之间的通信。多个进程通过网络中的通信线路互相通信。

操作系统处理路由和连接策略以及争用和安全问题。以下是操作系统在通信方面的几个主要活动 −

  1. 两个进程通常需要在它们之间传输数据

  2. 两个进程可以在一台计算机上或在不同的计算机上,但通过计算机网络相连接。

  3. 通信可以通过共享内存或通过消息传递两种方法实现。

Error handling

错误随时可能发生。错误可能发生在 CPU 中、在 I/O 设备中或在内存硬件中。以下是操作系统在错误处理方面的几个主要活动 −

  1. 操作系统持续检查可能存在的错误。

  2. 操作系统采取适当措施来确保进行正确的和一致的计算。

Resource Management

在多用户或多任务环境中,需要为每个用户或作业分配主存储器、CPU 周期和文件存储等资源。以下是操作系统在资源管理方面的主要活动−

  1. 操作系统使用调度器管理各种资源。

  2. CPU 调度算法用于提高 CPU 利用率。

Protection

对于具有多个用户且同时执行多个进程的计算机系统,必须保护各个进程免于彼此活动的影响。

保护是指控制程序、进程或用户访问计算机系统所定义的资源的一种机制或方法。以下是操作系统在保护方面的主要活动−

  1. 操作系统确保对系统资源的所有访问都得到控制。

  2. 操作系统确保外部 I/O 设备免受无效访问尝试的影响。

  3. 操作系统通过密码为每个用户提供身份验证功能。