2.3
操作系统的功能

什么是操作系统？

操作系统（Operating System，简称OS）是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的程序的集合。

操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

操作系统管理着计算机系统的全部硬件、软件及数据资源；控制程序运行；为其他他应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。

操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。但所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性四个基本特征。

目前计算机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、LINUX、Windows、Netware等。

2.3.1
作业管理

用户怎样通过操作系统来使用计算机系统，以便完成自己的任务呢？也就是用户程序和数据如何提交系统，系统又如何执行用户的计划？为此，操作系统提供了自身与用户间的接口，这部分工作就由作业管理来承担。

作业管理的任务是为用户提供一个使用系统的良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流程。用户要求计算机处理某项工作称为一个作业，一个作业包括程序、数据以及解题的控制步骤。用户一方面使用作业管理提供的“作业控制语言”来书写自己控制作业执行的操作说明书；另一方面使用作业管理提供的“命令语言”与计算机资源进行交互活动，请求系统服务。例如：用户在资源管理器上选择“搜索”，然后设置要搜索的“条件”（作业控制语言），接下来再点击“搜索”按钮（命令语言），这样操作系统就会根据你的要求来搜索你需要的数据资源。

2.3.2
进程管理

又称处理机管理，实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

主要是对中央处理器（CPU）进行动态管理。由于CPU的工作速度要比其他他硬件快得多，而且任何程序只有占有了CPU才能运行。因此，CPU是计算机系统中最重要、最宝贵、竞争最激烈硬件资源。进程管理界面如图2.2所示。

为了提高CPU的利用率，采用多道程序设计技术（multi-programming）。当多道程序并发（eruptsimultaneously） 运行时, 引进进程的概念（将一个程序分为多个处理模块，进程是程序运行的动态过程）。通过进程管理，协调（coordinate）多道程序之间的CPU分配调度、冲突处理及资源回收等关系。

2.3.3
存储管理

实质是对存储“空间”的管理，主要指对内存的管理。

主要管理内存资源。只有被装入主存储器的程序才有可能去竞争中央处理机。因此，有效地利用主存储器可保证多道程序设计技术的实现，也就保证了中央处理机的使用效率。

存储管理就是要根据用户程序的要求为用户分配主存储区域。当多个程序共享有限的内存资源时，操作系统就按某种分配原则，为每个程序分配内存空间，使各用户的程序和数据彼此隔离 （segregate） ，互不干扰（interfere）及破坏；当某个用户程序工作结束时，要及时收回它所占的主存区域，以便再装入其他程序。另外，操作系统利用虚拟内存技术，把内、外存结合起来，共同管理。

2.3.4
设备管理

实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收。

设备管理负责管理计算机系统中除了中央处理机和主存储器以外的其他硬件资源，是系统中最具有多样性和变化性的部分，也是系统重要资源。

操作系统对设备的管理主要体现在两个方面：

一方面它提供了用户和外设的接口。用户只需通过键盘命令或程序向操作系统提出申请，则操作系统中设备管理程序实现外部设备的分配、启动、回收和故障处理；另一方面，为了提高设备的效率和利用率，操作系统还采取了缓冲技术和虚拟设备技术，尽可能使外设与处理器并行工作，以解决快速CPU与慢速外设的矛盾。

右键单击【我的电脑】→【管理】→【设备管理】会出现设备管理器界面，如图2.4所示。

设备管理里面有处理器、键盘、显卡、鼠标等。右键单击出现一个右键菜单里面可以选择【属性】和【扫描检测硬件改动】，如图2.5所示。

2.3.5
文件管理

文件管理又称为信息管理。

将逻辑上有完整意义的信息资源（程序和数据）以文件的形式存放在外存储器（磁盘、磁带）上，并赋予一个名字，称为文件。

文件管理是操作系统对计算机系统中软件资源的管理。通常由操作系统中的文件系统来完成这一功能。文件系统是由文件、管理文件的软件和相应的数据结构组成。

文件管理有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，并提供方便的用户界面，使用户能实现按名存取。一方面，使得用户不必考虑文件如何保存以及存放的位置，但同时也要求用户按照操作系统规定的步骤使用文件。

文件管理如图2.6所示。

通过文件管理可以方便地设置文件的各种属性。例如修改文件的共享性，右键单击文件夹选择【共享与安全】，如图2.7所示。