计算机操作系统简介-netware-.Microsoft的windows系列--Unix----.Linux.docx
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2023-03-10
10:58:50
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CPU 是整个计算机系统中的核心硬件资源。它的性能和使用情况对整个计算机系统的性能
有关键的影响。CPU 是较为昂贵的资源，它的速度一般比其他硬件设备的工作速度要快得
多，其他设备的正常运行往往也离不开CPU。因此，有效地管理CPU，充分利用CPU 资源
也是操作系统最重要的管理任务。
在多道程序的环境中，CPU 分配的主要对象是进程（或线程），操作系统通过选择一个合适
的进程占有CPU 来实现对CPU 的管理，因此，对 CPU 的管理归根结底就是对进程的管理。
操作系统有关进程方面的管理任务很多，主要有进程调度、进程控制、进程同步与互斥、
进程通信、死锁的检测与处理等。
1、操作系统的功能
1.
CPU 管理
2.
存储管理
3.
设备管理
计算机操作系统简介
存储器可以说是一种最重要的系统资源，存储器对作业的重要程度就如同土地对于人类。一 个
作业要在CPU 上运行，它的代码和数据就要全部或部分地驻在内存中。操作系统也要占据相
当大的内存空间。在多道程序系统中，并发运行的程序都要占有自己的内存空间，因此 内存
空间总是一种紧张的系统资源。存储管理的任务是对要运行的作业分配内存空间，当一 个作
业运行结束时要收回其所占用的内存空间。为了使并发运行的作业相互之间不受干涉， 不能有
意或无意地存取自己作业空间之外的存储区，从而干扰、破坏其他作业的运行，操作 系统要
对每一个作业的内存空间和系统内存空间实施保护。
在现代的计算机系统中，并发运行的作业越来越多，单个作业也越来越大。尽管近年来计算 机
中的内存也在不断扩大，但是有限的内存还是不能满足系统中增长更快的并发作业对内存的需
求。为了解决这个问题，让更多的作业在系统中并发运行，操作系统使用虚拟存储管理技术可向作
业提供大于实际物理内存的存储空间。运行作业的一部分代码和数据可先装入内存，另一部分则驻
在外存，当作业到达某个运行阶段需要访问这部分程序空间时，再将它们
从外存调入内存。运行作业在内存部分和在外存部分的交换还要涉及地址变换技术。
计算机系统的外围设备种类繁多、控制复杂、价格昂贵，相对CPU 来说，运转速度又比较
慢，如何提高CPU 和设备的并行性，充分利用各种设备资源，便于用户和程序对设备的操
作和控制，长期以来一直是操作系统要解决的主要任务。
计算机设备大致可分为字符块设备和字符设备两大类型。主机与字符块设备之间每次传输一个"块
"大小的数据，块大小一般为 512 字节、1024 字节、2048 字节或 4096 字节等。主要的块设
备有硬盘、软盘、磁带和光盘等。主机与字符设备之间每次传输一个字节，常见的字符设备
是终端、屏幕、打印机、绘图仪、串行口、并行口和通信口等。
为了提高CPU 与设备运行的并行程度，CPU 与设备进行数据传输时一般经过通道、控制器
和中断进行。时钟是一种较为特殊的I/O 设备，一般也把它归为字符设备。
设备管理的主要任务有设备的分配和回收、设备的控制和信息传输即设备驱动。由于系统要支
持众多的各种各样的设备，而且各类设备的控制和信息传输操作差别极大，因此设备管理方面
的系统代码在操作系统核心中占有相当大的部分。一般与各种设备密切相关的代码是由设备制造
商或专门的软件生产商编制，以可装卸的形式植入操作系统的内核。
设备管理还涉及以下两个部分。
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