螺竹编程
发布于 2024-05-01 / 4 阅读
0

操作系统的作用、特征与功能

操作系统的作用

  • 通过资源管理提高计算机系统的效率。

  • 改善人机界面向用户提供友好的工作环境。

操作系统的特征

操作系统是计算机系统中最基础的软件之一,它负责管理计算机的硬件和软件资源,并提供用户与计算机系统之间的接口。操作系统具有以下几个主要特征:

  1. 并发性(Concurrency):操作系统能够同时管理多个任务和进程,使它们能够并发执行。通过分时操作和时间片轮转等技术,操作系统能够在有限的资源下有效地实现并发性。

  2. 共享性(Sharing):操作系统可以让多个用户或应用程序同时共享计算机的资源,如处理器、内存、磁盘和打印机等。通过合理的资源调度和分配机制,操作系统确保资源的高效利用和公平共享。

  3. 虚拟性(Virtualization):操作系统可以通过虚拟化技术将物理资源抽象为逻辑资源,并为用户提供一个虚拟的计算环境。例如,虚拟内存可以将物理内存抽象为更大的逻辑内存空间,虚拟机可以模拟出多个独立的计算机系统。

  4. 持久性(Persistence):操作系统能够将数据和程序存储在持久性存储介质(如硬盘)上,并在需要时进行读取或写入。这使得计算机可以长期保存和管理大量的数据,并实现数据的持久性存储和恢复。

  5. 可扩展性(Scalability):操作系统应具备良好的可扩展性,能够在硬件配置发生变化时适应新的环境。它应该能够有效地利用新的硬件资源,同时保持对旧硬件的兼容性。

  6. 安全性(Security):操作系统需要提供安全机制来保护计算机系统和用户的数据安全。这包括身份验证、访问控制、文件加密和防病毒等功能,以防止未经授权的访问和恶意软件的侵入。

  7. 用户界面(User Interface):操作系统为用户提供了与计算机系统交互的界面。这可以是命令行界面(如Unix/Linux的Shell),也可以是图形用户界面(如Windows和macOS的桌面环境),甚至是触摸屏和语音识别等新型交互方式。

这些特征使操作系统成为计算机系统的核心组件,为用户和应用程序提供了便利的环境,同时有效地管理和调度计算机的资源。不同的操作系统可能在这些特征上有所差异,但它们的目标都是提供高效、稳定和安全的计算环境。

操作系统的功能

  • 处理机管理:实质上是对处理机的执行“时间”进行管理,采用多道程序等技术将CPU的时间合理地分配给每个任务,主要包括进程控制、进程同步、进程通信和进程调度。

  • 文件管理:主要包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读/写管理和存取控制。

  • 存储管理:存储管理是对主存储器“空间”进行管理,主要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射(变换)和主存扩充。

  • 设备管理:实质是对硬件设备的管理,包括对输入/输出设备的分配、启动、完成和回收。

  • 作业管理:包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实。