操作系统是指管理和控制计算机硬件与软件资源,控制程序运行,为应用程序提供运行环境和改善人机界面的系统软件,能够直接运行在“裸机”上,任何其他的系统软件和应用软件都必须在操作系统的支持下才能运行。
1.操作系统的功能
操作系统的宗旨是提高系统资源的利用率和方便用户。为此,它的首要任务就是管理系统中的各种资源,使程序有条不紊地运行。为方便用户,操作系统有如下功能。
(1)处理机管理。
计算机系统中处理机是最宝贵的系统资源,处理机管理的目的是要合理地安排时间,以保证多个作业能顺利完成并且尽量提高CPU的效率。操作系统对处理机管理策略不同,提供作业处理方式也就不同,例如,批处理方式、分时处理方式和实时处理方式。
(2)存储管理。
存储管理的主要工作是对内存储器进行合理分配、有效保护和扩充。
(3)设备管理。
当用户程序要使用外部设备时,设备管理控制(或调用)驱动程序使外部设备工作,并随时对该设备进行监控,处理外部设备的中断请求等。
(4)文件管理。
以上三种管理都是针对计算机的硬件资源的管理。文件管理则是对软件资源的管理。为了管理庞大的系统软件资源及用户提供的程序和数据,操作系统将它们组织成文件的形式,操作系统对软件的管理实际上是对文件系统的管理。
(5)作业管理。
作业管理是操作系统对用户提交的诸多作业进行管理,包括作业的组织、控制和调度等,从而尽可能高效地利用整个系统的资源。
2.操作系统的特征
操作系统作为一种系统软件,区别于其他软件,有其自身的特征,具体如下所述。
(1)并发性。
并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生,并发性(Concurrence)是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。(www.xing528.com)
(2)共享性。
共享性(Sharing)是指系统中的资源(包括硬件资源和软件资源)可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。
(3)虚拟性。
虚拟性是通过某项技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的技术。
(4)异步性。
异步性(Asynchronism)又称随机性。系统中的多个进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。内存中一个进程什么时候能获得处理器,执行多少时间都是不可知的。
3.操作系统的分类
根据操作系统具备的功能、特征及提供的应用环境等方面的差别,其可以划分为不同的类型,基本类型有三种,分别为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。随着计算机系统的发展,又出现了一些新型的操作系统,主要有网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统等。
(1)批处理操作系统(Batch Processing Operation System)。
批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预,由操作系统控制它们自动运行。这种采用批量处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统。批处理操作系统分为单道批处理系统和多道批处理系统。批处理操作系统不具有交互性,它是为了提高CPU的利用率而提出的一种操作系统。
(2)分时操作系统(Time Sharing Operating System)。
使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来,分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用。由于时间间隔很短,每个用户的感觉就像他独占计算机一样。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。
(3)实时操作系统(Real Time Operating System)。
实时操作系统是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
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