操作系统 服务

在本文中，我们了解操作系统及其服务的基础知识。

什么是操作系统

无论计算机的规模和应用，每台计算机都需要一个操作系统来使其功能和实用性。操作系统是现代计算机系统的一个重要组成部分。它是一个组织有序的程序集合，用于管理硬件。

操作系统提供了用户与计算机硬件之间的交互。用户是坐在计算机终端前关心应用而不关心计算机体系结构的人。用户从不直接与硬件交互。他必须通过操作系统来请求硬件的服务。

操作系统是一个主要的资源管理器。它管理硬件，包括处理器、内存、输入输出设备和通信设备。

操作系统在内核模式或用户模式下运行。编译器和编辑器在用户模式下运行，而操作系统代码在内核模式下运行。

操作系统服务：

操作系统为程序员提供了在计算机系统上工作的编程环境。用户程序通过操作系统请求各种资源。操作系统向实用程序和用户提供了多种服务。应用程序通过应用程序编程接口或系统调用访问这些服务。通过调用这些接口，应用程序可以向操作系统请求服务，传递参数并获取操作结果。

以下是操作系统提供的服务：

• 程序执行
• 控制输入/输出设备
• 程序创建
• 错误检测和响应
• 记账
• 安全和保护
• 文件管理
• 通信

程序执行

执行程序需要执行多个任务。指令和数据都必须加载到主内存中。此外，输入/输出设备和文件应该被初始化，其他资源也必须准备好。操作系统的结构处理这些类型的任务。现在用户不再需要担心内存分配、多任务处理或其他任何事情。

控制输入/输出设备

计算机系统中有许多类型的输入/输出设备，每个输入/输出设备都需要其自己特定的一组操作指令。操作系统通过提供统一的接口来隐藏这些信息。因此，程序员可以方便地访问这些设备。

程序创建

操作系统提供了结构和工具（例如编辑器和调试器），帮助程序员创建、修改和调试程序。

错误检测和响应

设备中的错误可能会导致整个设备发生故障。这些错误包括硬件和软件错误，如设备故障、内存错误、除以零、尝试访问禁止的内存位置等。为了避免错误，操作系统监视系统以检测错误并采取适当的行动，对正在运行的应用程序影响最小。

在使用计算机时，错误可能经常发生。错误可能发生在：

• 输入/输出设备： 例如，网络连接失败，打印机缺纸等。
• 用户程序： 例如，试图访问非法内存位置，除以零，使用过多的CPU时间等。
• 内存硬件： 例如，内存错误，内存已满等。

为了处理这些错误和其他可能的错误类型，操作系统采取适当的行动并生成消息以确保正确和一致的计算。

记录

操作系统收集各种资源的使用记录，并跟踪性能参数和响应时间，以提高性能。这些个人记录对于进一步的升级和调整系统以提高性能非常有用。

安全和保护

操作系统保护用户的数据和程序，并防止未经授权的用户干扰。安全功能对抗由操作系统控制范围之外的人发布的威胁。

例如:

当用户从互联网上下载东西时，该程序可能包含恶意代码，可能会破坏已有的程序。操作系统确保在下载此类程序时应用适当的检查。

如果一台计算机系统被几个用户共享，那么各个进程必须受到不受干扰的保护。为此，操作系统提供了各种机制，只允许那些已经获得操作系统的正确授权的进程使用资源。该机制可以包括为每个用户提供唯一的用户ID和密码。

文件管理

计算机将数据和信息存储在磁带、磁盘、光盘等二级存储设备中。每种存储介质都有其速度、容量、数据传输速率和数据访问方法等特性。

对于文件管理，操作系统必须了解不同文件的类型和不同存储设备的特性。它还必须提供文件的共享和安全机制。

通信

操作系统管理不同计算机之间通过网络交换数据和程序的方式。这种通信通过消息传递和共享内存来实现。