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  • 1 # 快樂與我同行9

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    WINDOWS作業系統的主要功能:

    作業系統是使用者與計算機硬體之間的介面,作業系統是對計算機硬體系統的第一次擴充,使用者透過作業系統來使用計算機系統。換句話來說,作業系統緊靠著計算機硬體並在其基礎上提供了許多新的設施和能力,從而使得使用者能夠方便、可靠、安全、高效地操縱計算機硬體和執行自己的程式。例如,改造各種硬體設施,使之更容易使用;提供原語或系統呼叫,擴充套件機器的指令系統;而這些功能到目前為止還難於由硬體直接實現。作業系統還合理組織計算機的工作流程,協調各個部件有效工作,為使用者提供一個良好的執行環境。經過作業系統改造和擴充過的計算機不但功能更強,使用也更為方便,使用者可以直接呼叫作業系統提供的許多功能,而無需瞭解許多軟硬體使用細節。

    作業系統可以提供虛擬計算機(VirtualMachine)。許多年以前,人們就認識到必須找到某種方法把硬體的複雜性與使用者隔離開來,經過不斷的探索和研究,目前採用的方法是在計算機裸機上加上一層又一層的軟體來組成整個計算機系統,同時,為使用者提供一個容易理解和便於程式設計的介面。在作業系統中,類似地把硬體細節隱藏並把它與使用者隔離開來的情況處處可見,例如:I/O管理軟體、檔案管理軟體、視窗軟體向用戶提供了一個越來越方便的使用I/O功能的方法。由此可見,每當在計算機上覆蓋一層軟體,提供了一種抽象,系統的功能便增加一點,使用就更加方便一點,使用者可用的執行環境就更加好一點。所以,當計算機上覆蓋了作業系統後,便為使用者提供了一臺功能顯著增強,使用更加方便,效率明顯提高的機器。

    作業系統還是計算機系統的資源管理者。在計算機系統中,能分配給使用者使用的各種硬體和軟體設施總稱為資源。資源包括兩大類:硬體資源和資訊資源。其中,硬體資源分為處理器、儲存器、I/O裝置等,I/O裝置又分為輸入型裝置、輸出型裝置和儲存型裝置;資訊資源則分為程式和資料等。作業系統的重要任務之一是有序地管理計算機中的硬體、軟體資源,跟蹤資源使用狀況,滿足使用者對資源的需求,協調各程式對資源的使用衝突,為使用者提供簡單、有效的資源使用方法,最大限度地實現各類資源的共享,提高資源利用率,從而使得計算機系統的效率有很大提高。

    資源管理是作業系統的一項主要任務,而控制程式執行、擴充及其功能、遮蔽使用細節、方便使用者使用、組織合理工作流程、改善人機介面等等都可以從資源管理的角度去理解。下面就從資源管理的觀點來看作業系統具有的幾個主要功能。

    1、處理機管理

    處理器管理的第一項工作是處理中斷事件,硬體只能發現中斷事件,捕捉它併產生中斷訊號,但不能進行處理。配置了作業系統,就能對中斷事件進行處理。

    處理器管理的第二項工作是處理器排程。在單使用者單任務的情況下,處理器僅為一個使用者的一個任務所獨佔,處理器管理的工作十分簡單。但在多道程式或多使用者的情況下,組織多個作業或任務執行時,就要解決處理器的排程、分配和回收等問題。近年來設計出各種各樣的多處理器系統,處理器管理就更加複雜。為了實現處理器管理的功能,作業系統引入了程序(process)的概念,處理器的分配和執行都是以程序為基本單位;隨著並行處理技術的發展,為了進一步提高系統並行性,使併發執行單位的粒度變細,作業系統又引入了執行緒(Thread)的概念。對處理器的管理最總歸結為對程序和執行緒的管理,包括:1)程序控制和管理;2)程序同步和互斥;3)程序通訊;4)程序死鎖;5)處理器排程,又分高階排程,中級排程,低階排程等;6)執行緒控制和管理。

    正是由於作業系統對處理器的管理策略不同,其提供的作業處理方式也就不同,例如,批處理方式、分時處理方式、實時處理方式等等。從而,呈現在使用者面前,成為具有不同性質和不同功能的作業系統。

    2、儲存管理

    儲存管理的主要任務是管理儲存器資源,為多道程式執行提供有力的支撐。儲存管理的主要功能包括:1)儲存分配。儲存管理將根據使用者程式的需要給它分配儲存器資源。2)儲存共享。儲存管理能地讓主存中的多個使用者程式實現儲存資源的共享,以提高儲存器的利用率。3)儲存保護。儲存管理要把各個使用者程式相互隔離起來互不干擾,更不允許使用者程式訪問作業系統的程式和資料,從而保護使用者程式存放在儲存器中的資訊不被破壞。4)儲存擴充。由於物理記憶體容量有限,難於滿足使用者程式的需求,儲存管理還應該能從邏輯上來擴充記憶體儲器,為使用者提供一個比記憶體實際容量大得多的程式設計空間,方便使用者的程式設計和使用。

    作業系統的這一部分功能與硬體儲存器的組織結構和支撐設施密切相關,作業系統設計者應根據硬體情況和使用者使用需要,採用各種相應的有效儲存資源分配策略和保護措施。

    3、裝置管理

    裝置管理的主要任務是管理各類外圍裝置,完成使用者提出的I/O請求,加快I/O資訊的傳送速度,發揮I/O裝置的並行性,提高I/O裝置的利用率;以及提供每種裝置的裝置驅動程式和中斷處理程式,向用戶遮蔽硬體使用細節。為實現這些任務,裝置管理應該具有以下功能:1)提供外圍裝置的控制與處理;2)提供緩衝區的管理;3)提供外圍裝置的分配;4)提供共享型外圍裝置的驅動;5)實現虛擬裝置。

    4、檔案管理

    上述三種管理是針對計算機硬體資源的管理。檔案管理則是對系統的資訊資源的管理。在現代計算機中,通常把程式和資料以檔案形式儲存在外儲存器上,供使用者使用,這樣,外儲存器上儲存了大量檔案,對這些檔案如不能採取良好的管理方式,就會導致混亂或破壞,造成嚴重後果。為此,在作業系統中配置了檔案管理,它的主要任務是對使用者檔案和系統檔案進行有效管理,實現按名存取;實現檔案的共享、保護和保密,保證檔案的安全性;並提供給使用者一套能方便使用檔案的操作和命令。具體來說,檔案管理要完成以下任務:1)提供檔案邏輯組織方法;2)提供檔案物理組織方法;3)提供檔案的存取方法;4)提供檔案的使用方法;5)實現檔案的目錄管理;6)實現檔案的存取控制;7)實現檔案的儲存空間管理。

    5、網路與通訊管理

    計算機網路源於計算機與通訊技術的結合,近二十年來,從單機與終端之間的遠端通訊,到今天全世界成千上萬臺計算機聯網工作,計算機網路的應用已十分廣泛。聯網作業系統至少應具有以下管理功能:1)網上資源管理功能。計算機網路的主要目的之一是共享資源,網路作業系統應實現網上資滾源的共享,管理使用者應用程式對資源的訪問,保證資訊資源的安全性和一致性。2)資料通訊管理功能。計算機聯網後,站點之間可以互相傳送資料,進行通訊,透過通訊軟體,按照通訊協議的規定,完成網路上計算機之間的資訊傳送。3)網路管理功能。包括:故障管理、安全管理、效能管理、記帳管理和配置管理。

    6、使用者介面

    為了使使用者能靈活、方便地使用計算機和作業系統,作業系統還提供了一組友好的使用者介面,包括:1)程式介面;2)命令介面;3)圖形介面。

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