操作系统的概念和功能

操作系统的概念和功能

计算机是一个高速运转的复杂系统：它有CPU、内存储器、外存储器、各种各样的输入输出设备，通常称为硬件资源；它可能有多个用户同时运行他们各自的程序，共享着大量数据，通常称为软件资源。如果没有一个对这些资源进行统一管理的软件，计算机不可能协调一致、高效率地完成用户交给它的任务。

从资源管理的角度，操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理的软件。它是系统软件中最基本的一种软件，也是每个使用计算机的人员必须学会使用的一种软件。

4．3．1 操作系统功能

操作系统五大管理功能，即作业管理、存储管理、信息管理、设备管理和处理机管理。这些管理工作是由一套规模庞大复杂的程序来完成的。

作业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题。在操作系统中，把用户请求计算机完成一项完整的工作任务称为一个作业。当有多个用户同时要求使用计算机时，允许哪些作业进入，不允许哪些进入，对于已经进入的作业应当怎样安排它的执行顺序，这些都是作业管理的任务。

存储管理解决的是内存的分配、保护和扩充的问题。计算机要运行程序就必须要有一定的内存空间。当多个程序都在运行时，如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个程序服务；当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据“滚入”到内存中来，这些都是存储管理所要解决的问题。

信息管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据。由于计算机处理的信息量很大而内存十分有限，绝大部分数据都是保存在外存上。如果要用户自己去管理就要了解如何将数据存放到外存的物理细节，编写大量程序。在多个用户使用同一台计算机的情况下既要保证各个用户的信息在外存上存放的位置不会发生冲突，又要防止对外存空间占而不用；既要保证任一用户的信息不会被其他用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户共享，这些都是要靠信息管理解决的。信息管理有时也称为文件管理，是因为在操作系统中通常是以“文件”作为管理的单位。操作系统中的文件概念与日常生活中的文件不同，在操作系统中，文件是存储在外存上的信息的集合，它可以是源程序、目标程序、一组命令、图形、图像或其它数据。

设备管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。

处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。

从资源管理的角度来看，可以把操作系统看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从用户的角度看，操作系统是用户和计算机之间的界面。用户看到的是操作系统向用户提供的一组操作命令，用户可以通过这些命令来使用和操作计算机。因而学会正确使用这些命令就成为学会使用计算机的第一步。

4．3．2 操作系统基本类型

计算机上使用的操作系统种类很多，但其基本类型可以划分为三类，即批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。

批处理操作系统的设计目标是为了最大限度地发挥计算机资源的效率；在这种操作系统环境下，用户要把程序、数据和作业说明一次提交给系统操作员，输入计算机，在处理过程中与外部不再交互。分时操作系统的设计目标是使多个用户可以通过各自的终端互不干扰地同时使用同一台计算机交互进行操作，就好像他自己独占了该台计算机一样。实时操作系统则要

求系统能够对输入计算机的请求，在规定的时间内作出响应，一般说这个时间是很短的，如果不能响应其后果往往是很严重的。随着计算机网络的出现而为计算机网络配置的网络操作系统的主要功能则是把网络中各台计算机配置的各自的操作系统有机地联合起来，提供网络内各台计算机之间的通讯和网络资源共享。而在微型机上使用的单用户操作系统的主要功能是设备管理和文件管理，一次只能支持运行一个用户程序，独占系统全部资源；多用户操作系统则可以支持多个用户分时使用。

由于计算机的硬件和软件资源都是在操作系统统一管理、控制下运行的，因而一个计算机系统的性能和操作系统的质量及运行效率有很大关系；从应用的角度看，操作系统和编译程序质量及运行效率甚至比硬件更为重要。在应用中选择怎样的操作系统与应用的要求有很大关系。当前使用比较多的操作系统有UNIX、Linux，MS—DOS 和Windows操作系统。UNIX是1969年由美国电话电报公司（AT＆T）的贝尔实验室推出的一种多用户操作系统，它可运行在不同厂商制造的各种型号的微型机或大型机上。MS—DOS是美国微软公司开发的一种用于个人计算机的操作系统，MVS是运行在IBM大中型计算机上的一个操作系统，可支持400个用户同时使用。Windows是美国微软公司推出的具有多窗口和图形化界面的系统