操作系统功能认识

一时失言乱红尘 2022-08-07 16:31 138阅读 0赞

考试完成后对对操作系统进行了一次整体的回顾，对操作系统的功能进行了一次宏观上的认识：处理器管理，存储管理，文件管理，设备管理。

仔细分析可以得到，它的功能是针对计算机的基本组成部分来实现的：中央处理器，存储器，输入输入出设备。

## 【处理器管理】 ##

考虑造价因素以及满足人们的需求的基础上，CPU的存储能力，处理能力势必都要有所限制。正式因为CPU的资源是有限的，所以分配给每一个进程（程序在数据集上运行叫做进程，是中央处理器的处理单元）的资源势必会更少，这时就要求我们考虑如何让自己有限的资源做尽可能多的作业？还有如何让一个进程结束，去处理另一个进程？

解决方法有：

（1）多操程序设计：增加了程序并行处理的能力。

（2）处理器调度和进程调度：采用调度算法，让各个进程更加合理，公平的被执行。

（3）中断：当进程出现错误或是要转换到另一个进程时必须借助中断来完成。

## 【存储管理】 ##

我们知道，分布在计算机的不同位置存在着不同的存储设备，主要表现在存储速度上。存储速度越高，造价也就越高，这样我们可以根据不同的应用需要使用不同存储设备，原则是越贴近用户区域的部分像主存要求的存取速度就越高。但是问题也产生了，有限的存储区域通过什么样的方法进行管理？

由于人们对存取速度要求越来越高 ，存取的容量也越来越大，如何使用有限的存储设备不断满足人们的需要成为主要问题。

解决方法：

（1）固定分区：主存划分成若干区域，每个区域装入一个作业，通过一对寄存器“上限寄存器”和“下限寄存器”来限定作业的存储范围，为提高主存利用率，往往将需求量排成作业队列。

（2）可变分区：顾名思义，根据作业的大小来分配分区，这样，如何让空闲区域去适应作业的大小，就要使用主存分配算法了：最先适应，最优适应，最坏适应。

（3）页式虚拟存储：主存不够用时，通过对磁盘空间的物理地址和逻辑地址的转换方法，将磁盘作为自己的虚拟内存进行调用，但大容量问题解决了，又出现了容量的调度管理问题，这时，页面调度算法就应运而生了。

## 【文件管理】 ##

存储在磁盘上的程序，数据一般都是以文件的方式存在的，如何实现对文件的存取管理迫在眉睫。

文件一般保存在磁盘上，这样保证了数据不丢失。如何考虑文件管理首先要考虑文件如何在磁盘空间进行存储，主要有顺序存储，链接结构，索引结构。

文件怎样才能快速得到存取呢？就要用主存中放入目录，通过目录实现快速查找和读取。

## 【设备管理】 ##

计算机内部的管理已经结束了，如何实现对外部的调度又是另一个问题？如何避免设备调用出现混乱，就要用设备绝对号和相对号。磁盘要考虑旋转调度和信息优化分布。

通道技术实现对外部设备直接调用，减轻了CPU的压力。缓冲技术，让调度更加高效多设备同时执行。

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