操作系统 组成部分

操作系统是一个庞大而复杂的系统，只能通过分割成小部分来创建。这些部分应该是系统的一个明确定义的部分，仔细定义输入、输出和功能。

虽然Windows、Mac、UNIX、Linux和其他操作系统没有相同的结构，但大多数操作系统共享类似的操作系统的系统组件，例如文件、内存、进程、I/O设备管理等。

操作系统的组件在使各种计算机系统部件协同工作方面起到关键作用。操作系统有以下组件，如下：

1. 进程管理
2. 文件管理
3. 网络管理
4. 主存储器管理
5. 二级存储器管理
6. I/O设备管理
7. 安全管理
8. 命令解释器系统

操作系统组件通过检测CPU和内存硬件错误来帮助您获得正确的计算。

进程管理

进程管理组件是操作系统上同时管理多个进程的过程。每个正在运行的软件应用程序都与一个或多个进程相关联。

例如，当您使用Chrome这样的搜索引擎时，就会有一个正在运行的进程用于该浏览器程序。

进程管理使进程能够高效运行。它还使用为其分配的内存，并在需要时关闭它们。

进程的执行必须是顺序的，所以至少要代表进程执行一条指令。

进程管理的功能

下面是操作系统中进程管理的功能，例如：

• 进程的创建和删除。
• 进程的挂起和恢复。
• 进程的同步。
• 进程的通信。

注意：操作系统促进了在同一系统或不同系统上执行的进程之间的信息交流。

文件管理

文件是由其创建者定义的一组相关信息。它通常表示程序（源代码和目标代码）和数据。数据文件可以是字母、数字或字母数字混合。

文件管理功能

操作系统在文件管理方面具有以下重要活动：

• 创建和删除文件和目录。
• 操作文件和目录。
• 将文件映射到辅助存储器上。
• 将文件备份到稳定存储介质上。

网络管理

网络管理是管理和管理计算机网络的过程。它包括性能管理、网络供应、故障分析和维护服务质量。

分布式系统是一组不共享内存和时钟的计算机或处理器。在这种类型的系统中，所有处理器都有自己的本地内存，处理器之间使用不同的通信电缆（如光纤或电话线）进行通信。

网络中的计算机通过通信网络连接，可以以多种不同的方式进行配置。网络可以在网络管理中完全或部分连接，帮助用户设计解决连接和安全问题的路由和连接策略。

网络管理的功能

网络管理提供以下功能，例如：

• 分布式系统帮助您根据大小和功能使用各种计算资源。它们可能涉及小型计算机、微处理器和许多通用计算机系统。
• 分布式系统还为用户提供访问网络共享资源的各种方式。
• 它有助于访问共享资源，从而加快计算速度或提供数据的可用性和可靠性。

主内存管理

主内存是一个具有地址的大型存储器或字节数组。内存管理过程通过使用特定内存地址的读取或写入序列来进行。

它应该映射到绝对地址并加载到内存中以执行程序。内存管理方法的选择取决于多个因素。

然而，它主要基于系统的硬件设计。每个算法都需要相应的硬件支持。主内存提供了可以被CPU直接访问的快速存储器。它很昂贵，因此具有较低的存储容量。然而，要执行程序，它必须在主内存中。

内存管理的功能

操作系统在内存管理方面执行以下功能：

• 它帮助你跟踪主存储器。
• 确定谁在使用其中的哪一部分，哪一部分没有在使用。
• 在多道程序系统中，操作系统决定哪个进程将获得内存以及有多少内存。
• 当进程请求时分配内存。
• 当进程不再需要或终止时，也释放内存。

次级存储管理

计算机系统最重要的任务是执行程序。这些程序帮助您在执行过程中从主存储器中访问数据。计算机系统的主存储器很小，无法永久存储所有的数据和程序。计算机系统提供辅助存储器来备份主存储器。

如今，现代计算机使用硬盘/SSD作为程序和数据的主要存储介质。然而，次级存储管理也与存储设备一起工作，比如USB闪存驱动器和CD/DVD驱动器。像汇编器和编译器这样的程序存储在磁盘上直到被加载到内存中，然后使用磁盘作为处理的来源和目的地。

次级存储管理的功能

以下是操作系统中次级存储管理的一些主要功能：

• 存储分配
• 空闲空间管理
• 磁盘调度

输入/输出设备管理

操作系统的一个重要用途是帮助用户隐藏特定硬件设备的差异。

I/O管理的功能

I/O管理系统提供以下功能，如下：

• 它提供缓冲缓存系统
• 它提供通用设备驱动程序代码
• 它为特定硬件设备提供驱动程序
• I/O帮助你了解特定设备的独特性

注意：用户的程序不能直接执行I/O操作，操作系统应提供某种介质来执行这些操作。

安全管理

操作系统中的各个进程需要受到其他活动的保护。因此，各种机制可以确保想要操作文件、内存、CPU和其他硬件资源的进程必须得到操作系统的适当授权。

安全是指一种机制，用于控制程序、进程或用户对计算机控制定义的资源的访问，并附带一些强制手段。

例如，内存寻址硬件有助于确认一个进程可以在其自己的地址空间中执行。时间确保没有进程在不放弃CPU的情况下控制CPU。最后，不允许任何进程进行自己的I/O保护，以帮助保持各种外围设备的完整性。

安全性可以通过检测组件子系统之间的潜在错误来提高可靠性。对接口错误的早期检测可以防止一个功能正常的子系统被一个故障的子系统破坏。未受保护的资源不能被未经授权或不称职的用户滥用。

命令解释系统

操作系统中最重要的组件之一是其命令解释器。命令解释器是用户与系统其他部分之间的主要接口。

许多命令通过控制语句传递给操作系统。当在批处理系统中启动新作业或用户登录到分时系统时，一个程序会自动执行以读取和解释控制语句。这个程序有不同的称呼。

• 控制卡解释器，
• 命令行解释器，
• shell（在UNIX中），等等。

它的功能非常简单，获取下一个命令语句并执行。命令语句涉及进程管理、I/O处理、二级存储管理、主存储器管理、文件系统访问、保护和网络等方面。