計算機操作系統(tǒng)的五大功能是什么

計算機操作系統(tǒng)的五大功能是什么

　　計算機操作系統(tǒng)一般具有五個基本的功能，那么它們具體是哪些呢?下面由學習啦小編為大家整理了計算機操作系統(tǒng)的五大功能是什么的相關(guān)知識，希望對大家有幫助!

　　計算機操作系統(tǒng)的五大功能

　　操作系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在對計算機資源――微處理器、存儲器、外部設(shè)備、文件和作業(yè)五大計算機資源的管理，操作系統(tǒng)將這種管理功能分別設(shè)置成相應的程序管理模塊，每個管理模塊分管一定的功能。即操作系統(tǒng)的五大功能。

　　1、微處理器管理功能

　　在大型操作系統(tǒng)中.可存在多個微處理器，并同時可管理多個作業(yè)。怎樣選出其中一個作業(yè)進入主存儲器難備運行，怎樣為這個作業(yè)分配微處理器等等，都由微處理器管理模塊負責。微處理器管理模塊，要對系統(tǒng)中各個微處理器的狀態(tài)進行登記，還要登記各個作業(yè)對微處理器的要求。管理模塊還要用一個優(yōu)化算法實現(xiàn)最佳調(diào)度規(guī)則。把所有的微處理器分配給各個用戶作業(yè)使用。最終日的是提高微處理器的利用率。這就是操作系統(tǒng)的微處理器管理功能。

　　2、內(nèi)存管理功能

　　內(nèi)存儲器的管理，主要由內(nèi)存管理模塊來完成。內(nèi)存管理模塊對內(nèi)存的管理分三步。首先為各個用戶作業(yè)分配內(nèi)存空間;其次是保護已占內(nèi)存空間的作業(yè)不被破壞;最后，是結(jié)合硬件實現(xiàn)信息的物理地址至邏輯地址的變換。使用戶在操作中不必擔心信息究竟在四個具體空間――即實際物理地址，就可以操作，這樣就方便了用戶對計算機的使用和操作。內(nèi)存管理模塊對內(nèi)存的管理是使用一種優(yōu)化算法對內(nèi)存管理進行優(yōu)化處理，以提高內(nèi)存的利用率。這就是操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理功能。

　　3、外部設(shè)備管理功能

　　由于計算機的不斷發(fā)展，其應用領(lǐng)域越來越廣泛，應用技術(shù)越來越提高，應用方法越來越簡便，與用戶的界面越來越友好，隨之外部設(shè)備的種類也日益增多，功能不斷提高，檔次日漸升級，因此，操作系統(tǒng)的設(shè)備管理模塊的功能也必須跟上外部設(shè)備的發(fā)展而不斷發(fā)展、不斷升級以適應外部設(shè)備的日益發(fā)展的需要。設(shè)備管理模塊的任務是當用戶要求某種設(shè)備時，應馬亡分配給用戶所要求的設(shè)備，并技用戶要求驅(qū)動外部設(shè)備以供用戶應用。并且對外部設(shè)備的中斷請求，設(shè)備管理模塊要給以響應并處理。這就是操作系統(tǒng)的外部設(shè)備管理功能。

　　4、文件管理功能

　　操作系統(tǒng)對文件的管理主要是通過文件管理模塊來實現(xiàn)的。文件管理模塊管理的范圍包括文件目錄、文件組織、文件操作和文件保護。

　　5、進程管理功能

　　進程管理也稱作業(yè)管理，用戶交給計算機處理的工作稱為作業(yè)。作業(yè)管理是由進程管理模塊來控制的，進程管理模塊對作業(yè)執(zhí)行的全過程進行管理和控制。 操作系統(tǒng)的微處理器管理功能、內(nèi)存管理功能、外部設(shè)備管理功能、文件管理功能和進程管理功能簡稱操作系統(tǒng)的五大功能。這五大功能是較完整的操作系統(tǒng)的共性。

　　補充：計算機操作系統(tǒng)的四個特點

　　1.并發(fā)(Concurrence)

　　并發(fā)是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)的并發(fā)性是指計算機系統(tǒng)中同時存在多個運行著的程序，因此它具有處理和調(diào)度多個程序同時執(zhí)行的能力。在操作系統(tǒng) 中，引入進程的目的是使程序能并發(fā)執(zhí)行。

　　注意同一時間間隔(并發(fā))和同一時刻(并行)的區(qū)別。在多道程序環(huán)境下，一段時間內(nèi)，宏觀上有多道程序在同時執(zhí)行，而在每一時刻，單處理機環(huán)境下實際僅能有一道程序執(zhí)行，故微觀上這些程序還是在分時地交替執(zhí)行。橾作系統(tǒng)的并發(fā)性是通過分時得以實現(xiàn)的。

　　注意，并行性是指系統(tǒng)具有可以同時進行運算或操作的特性，在同一時刻完成兩種或兩種以上的工作。并行性需要有相關(guān)硬件的支持，如多流水線或多處理機硬件環(huán)境。

　　2.共享(Sharing)

　　資源共享即共享，是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用。共享可分為以下兩種資源共享方式：

　　1) 互斥共享方式

　　系統(tǒng)中的某些資源，如打印機、磁帶機，雖然它們可以提供給多個進程使用，但為使所打印或記錄的結(jié)果不致造成混淆，應規(guī)定在一段時間內(nèi)只允許一個進程訪問該資源。

　　為此，當進程A訪問某資源時，必須先提出請求，如果此時該資源空閑，系統(tǒng)便可將之分配給進程A使用，此后若再有其他進程也要訪問該資源時(只要A未用完)則必須等待。僅當進程A訪問完并釋放該資源后，才允許另一進程對該資源進行訪問。我們把這種資源共享方式稱為互斥式共享，而把在一段時間內(nèi)只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源或獨占資源。計算機系統(tǒng)中的大多數(shù)物理設(shè)備，以及某些軟件中所用的棧、變量和表格，都屬于臨界資源，它們都要求被互斥地共享。

　　2) 同時訪問方式

　　系統(tǒng)中還有另一類資源，允許在一段時間內(nèi)由多個進程“同時”對它們進行訪問。這里所謂的“同時”往往是宏觀上的，而在微觀上，這些進程可能是交替地對該資源進行訪問即 “分時共享”。典型的可供多個進程“同時”訪問的資源是磁盤設(shè)備，一些用重入碼編寫的文件也可以被“同時”共享，即若干個用戶同時訪問該文件。

　　并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)兩個最基本的特征，這兩者之間又是互為存在條件的：

　　資源共享是以程序的并發(fā)為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，則自然不存在資源共享問題;

　　若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效的管理，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。

　　3.虛擬(Virtual)

　　虛擬是指把一個物理上的實體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應物。物理實體(前者)是實的，即實際存在的;而后者是虛的，是用戶感覺上的事物。用于實現(xiàn)虛擬的技術(shù)，稱為虛擬技術(shù)。在操作系統(tǒng)中利用了多種虛擬技術(shù)，分別用來實現(xiàn)虛擬處理器、虛擬內(nèi)存和虛擬外部設(shè)備等。

　　在虛擬處理器技術(shù)中，是通過多道程序設(shè)計技術(shù)，讓多道程序并發(fā)執(zhí)行的方法，來分時使用一個處理器的。此時，雖然只有一個處理器，但它能同時為多個用戶服務，使每個終端用戶都感覺有一個中央處理器(CPU)在專門為它服務。利用多道程序設(shè)計技術(shù)，把一個物理上的CPU虛擬為多個邏輯上的CPU,稱為虛擬處理器。

　　類似地，可以通過虛擬存儲器技術(shù)，將一臺機器的物理存儲器變?yōu)樘摂M存儲器，以便從邏輯上來擴充存儲器的容量。當然,這時用戶所感覺到的內(nèi)存容量是虛的。我們把用戶所感覺到的存儲器(實際是不存在的)稱為虛擬存儲器。

　　還可以通過虛擬設(shè)備技術(shù)，將一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯上的I/O設(shè)備，并允許每個用戶占用一臺邏輯上的I/O設(shè)備，這樣便可以使原來僅允許在一段時間內(nèi)由一個用戶訪問的設(shè)備(即臨界資源)，變?yōu)樵谝欢螘r間內(nèi)允許多個用戶同時訪問的共享設(shè)備。

　　因此，操作系統(tǒng)的虛擬技術(shù)可歸納為：時分復用技術(shù)，如處理器的分時共享;空分復用技術(shù)，如虛擬存儲器(注：學到后續(xù)內(nèi)容再慢慢領(lǐng)悟)。

　　4.異步(Asynchronism)

　　在多道程序環(huán)境下，允許多個程序并發(fā)執(zhí)行，但由于資源有限，進程的執(zhí)行不是一貫到底，而是走走停停，以不可預知的速度向前推進，這就是進程的異步性。

　　異步性使得操作系統(tǒng)運行在一種隨機的環(huán)境下，可能導致進程產(chǎn)生與時間有關(guān)的錯誤 (就像對全局變量的訪問順序不當會導致程序出錯一樣)。但是只要運行環(huán)境相同，操作系統(tǒng)必須保證多次運行進程，都獲得相同的結(jié)果。