操作系統(tǒng)組件

操作系統(tǒng)有多種組件可以執(zhí)行明確定義的任務(wù)。 盡管大多數(shù)操作系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有所不同，但在邏輯上它們具有相似的組件。 每個組件都必須是系統(tǒng)中定義明確的部分，能夠恰當(dāng)?shù)孛枋龉δ?、輸入和輸出?/p>

一個操作系統(tǒng)有以下 8 個組件:

流程管理 I/O 設(shè)備管理 文件管理 網(wǎng)絡(luò)管理 主存儲器管理 輔助存儲管理 安全管理 命令解釋器系統(tǒng)

以下部分更詳細(xì)地解釋了上述所有組件:

流程管理

進(jìn)程是加載到主內(nèi)存中的程序或程序的一部分。 一個進(jìn)程需要一定的資源，包括 CPU 時間、內(nèi)存、文件和 I/O 設(shè)備來完成它的任務(wù)。 進(jìn)程管理組件管理在操作系統(tǒng)上同時運行的多個進(jìn)程。

處于運行狀態(tài)的程序稱為進(jìn)程。

操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)以下與進(jìn)程管理相關(guān)的活動:

創(chuàng)建、加載、執(zhí)行、暫停、恢復(fù)和終止進(jìn)程。 在主內(nèi)存中的多個進(jìn)程之間切換系統(tǒng)。 提供通信機(jī)制，以便進(jìn)程可以相互通信 提供同步機(jī)制來控制對共享數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問，以保持共享數(shù)據(jù)的一致性。 正確分配、取消分配資源以防止或避免死鎖情況。

I/O 設(shè)備管理

操作系統(tǒng)的一個目的是向用戶隱藏特定硬件設(shè)備的特性。 I/O Device Management 提供 H/W 設(shè)備的抽象層次，并保留應(yīng)用程序的詳細(xì)信息，以確保設(shè)備的正確使用，防止錯誤，并為用戶提供方便高效的編程環(huán)境。

I/O 設(shè)備管理組件的任務(wù)如下:

隱藏硬件設(shè)備的詳細(xì)信息 使用緩存、緩沖區(qū)和后臺處理管理設(shè)備的主內(nèi)存 維護(hù)并為每個設(shè)備提供自定義驅(qū)動程序。

文件管理

文件管理是操作系統(tǒng)中最明顯的服務(wù)之一。 計算機(jī)可以以幾種不同的物理形式存儲信息； 磁帶、磁盤和鼓是最常見的形式。

文件被定義為一組相關(guān)信息，由文件的創(chuàng)建者定義。 大多數(shù)文件代表數(shù)據(jù)、源和對象形式以及程序。 數(shù)據(jù)文件可以是任何類型，如字母、數(shù)字和字母數(shù)字。

文件是位、字節(jié)、行或記錄的序列，其含義由其創(chuàng)建者和用戶定義。

操作系統(tǒng)通過管理諸如類型和磁盤等大容量存儲設(shè)備來實現(xiàn)文件的抽象概念。 此外，文件通常被組織到目錄中以方便使用。 這些目錄可能包含文件和其他目錄等等。

操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)以下與文件管理相關(guān)的活動:

文件創(chuàng)建和刪除 目錄創(chuàng)建和刪除 支持操作文件和目錄的原語 將文件映射到輔助存儲中 在穩(wěn)定（非易失性）存儲介質(zhì)上備份文件

網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)絡(luò)管理的定義通常很寬泛，因為網(wǎng)絡(luò)管理涉及多個不同的組件。 網(wǎng)絡(luò)管理是管理和管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的過程。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是相互連接的各種類型計算機(jī)的集合。

網(wǎng)絡(luò)管理包括故障分析、維護(hù)服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)配置和性能管理。

網(wǎng)絡(luò)管理是保持網(wǎng)絡(luò)健康以在不同計算機(jī)之間進(jìn)行有效通信的過程。

以下是網(wǎng)絡(luò)管理的特點:

網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)維護(hù) 網(wǎng)絡(luò)運營 網(wǎng)絡(luò)配置 網(wǎng)絡(luò)安全

內(nèi)存管理

內(nèi)存是一個大的字或字節(jié)數(shù)組，每個都有自己的地址。 它是 CPU 和 I/O 設(shè)備共享的快速訪問數(shù)據(jù)的存儲庫。

主內(nèi)存是一種易失性存儲設(shè)備，這意味著它會在系統(tǒng)故障或系統(tǒng)斷電時丟失其內(nèi)容。

內(nèi)存管理背后的主要動機(jī)是最大化計算機(jī)系統(tǒng)上的內(nèi)存利用率。

操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)以下與內(nèi)存管理相關(guān)的活動:

跟蹤當(dāng)前正在使用內(nèi)存的哪些部分以及由誰使用。 決定在內(nèi)存空間可用時加載哪些進(jìn)程。 根據(jù)需要分配和釋放內(nèi)存空間。

磁盤管理（輔助存儲管理）

計算機(jī)系統(tǒng)的主要目的是執(zhí)行程序。 這些程序，連同它們訪問的數(shù)據(jù)，在執(zhí)行期間必須在主存儲器中。 由于主存太小，無法永久容納所有數(shù)據(jù)和程序，因此計算機(jī)系統(tǒng)必須提供輔助存儲來備份主存。

大多數(shù)現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)都使用磁盤作為主要的在線存儲介質(zhì)，用于存儲程序和數(shù)據(jù)。 大多數(shù)程序，如編譯器、匯編器、排序例程、編輯器、格式化程序等，在加載到內(nèi)存之前都存儲在磁盤上，然后將磁盤用作其處理的源和目標(biāo)。

操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)以下與磁盤管理相關(guān)的活動:

空閑空間管理 存儲分配 磁盤調(diào)度

安全管理

操作系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)計算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)生的所有任務(wù)和活動。 必須保護(hù)操作系統(tǒng)中的各個進(jìn)程免受彼此活動的影響。 為此目的，可以使用各種機(jī)制來確保文件、內(nèi)存段、cpu 和其他資源只能由那些從操作系統(tǒng)獲得適當(dāng)授權(quán)的進(jìn)程才能操作。

安全管理是指一種機(jī)制，用于控制程序、進(jìn)程或用戶對由計算機(jī)控制所定義的資源的訪問，以及一些強(qiáng)制措施。

例如，內(nèi)存尋址硬件確保進(jìn)程只能在自己的地址空間內(nèi)執(zhí)行。 計時器確保沒有進(jìn)程可以在不放棄 CPU 的情況下獲得對 CPU 的控制權(quán)。 最后，不允許任何進(jìn)程進(jìn)行自己的 I/O，以保護(hù)各種外圍設(shè)備的完整性。

命令解釋系統(tǒng)

操作系統(tǒng)最重要的組件之一是它的命令解釋器。 命令解釋器是用戶和系統(tǒng)其他部分之間的主要接口。

命令解釋器系統(tǒng)通過調(diào)用一個或多個底層系統(tǒng)程序或系統(tǒng)調(diào)用來執(zhí)行用戶命令。

命令解釋器系統(tǒng)允許人類用戶與操作系統(tǒng)交互，并為用戶提供方便的編程環(huán)境。

許多命令由控制語句提供給操作系統(tǒng)。 自動執(zhí)行讀取和解釋控制語句的程序。 這個程序被稱為 shell，少數(shù)例子是 Windows DOS 命令窗口、Unix/Linux 的 Bash 或 Unix/Linux 的 C-Shell。

其他重要活動

操作系統(tǒng)是一個復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。 除了上述組件和職責(zé)之外，操作系統(tǒng)還執(zhí)行許多其他活動。 下面列出了其中的幾個:

安全 ? 通過密碼和類似的其他技術(shù)，它可以防止對程序和數(shù)據(jù)的未經(jīng)授權(quán)的訪問。

控制系統(tǒng)性能 ? 記錄服務(wù)請求和系統(tǒng)響應(yīng)之間的延遲。

跟蹤統(tǒng)計 ? 跟蹤各種作業(yè)和用戶使用的時間和資源。

錯誤檢測幫助 ? 生成轉(zhuǎn)儲、跟蹤、錯誤消息以及其他調(diào)試和錯誤檢測輔助工具。

其他軟件和用戶之間的協(xié)調(diào) ? 為計算機(jī)系統(tǒng)的不同用戶協(xié)調(diào)和分配編譯器、解釋器、匯編器和其他軟件。

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