操作系统 - 服务

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操作系统为用户和程序提供服务。

• 它为程序提供了执行的环境。
• 它为用户提供方便地执行程序的服务。

以下是操作系统提供的一些常见服务 -

• 程序执行
• 输入/输出操作
• 文件系统操作
• 沟通
• 错误检测
• 资源分配
• 保护

程序执行

操作系统处理多种活动，从用户程序到系统程序，如打印机假脱机程序、名称服务器、文件服务器等。这些活动中的每一个都被封装为一个进程。

进程包括完整的执行上下文（要执行的代码、要操作的数据、寄存器、使用的操作系统资源）。以下是操作系统在程序管理方面的主要活动 -

• 将程序加载到内存中。
• 执行程序。
• 处理程序的执行。
• 提供进程同步的机制。
• 提供进程通信的机制。
• 提供死锁处理机制。

输入/输出操作

I/O子系统由I/O设备及其相应的驱动软件组成。驱动程序向用户隐藏了特定硬件设备的特性。

操作系统管理用户和设备驱动程序之间的通信。

• I/O操作是指对任何文件或任何特定I/O设备的读或写操作。
• 操作系统在需要时提供对所需 I/O 设备的访问。

文件系统操作

文件代表相关信息的集合。计算机可以将文件存储在磁盘（辅助存储）上，以达到长期存储的目的。存储介质的示例包括磁带、磁盘和光盘驱动器（例如CD、DVD）。这些介质中的每一种都有其自己的属性，例如速度、容量、数据传输速率和数据访问方法。

文件系统通常被组织成目录以便于导航和使用。这些目录可能包含文件和其他指令。以下是操作系统在文件管理方面的主要活动 -

• 程序需要读取文件或写入文件。
• 操作系统授予程序对文件进行操作的权限。
• 权限有只读、读写、拒绝等。
• 操作系统为用户提供创建/删除文件的接口。
• 操作系统为用户提供创建/删除目录的接口。
• 操作系统提供了创建文件系统备份的接口。

沟通

在分布式系统是不共享内存、外围设备或时钟的处理器集合的情况下，操作系统管理所有进程之间的通信。多个进程通过网络中的通信线路相互通信。

操作系统处理路由和连接策略，以及争用和安全问题。以下是操作系统在通信方面的主要活动 -

• 两个进程经常需要在它们之间传输数据
• 这两个进程可以位于一台计算机上，也可以位于不同的计算机上，但通过计算机网络连接。
• 通信可以通过两种方法实现，即通过共享内存或通过消息传递。

错误处理

错误随时随地都可能发生。CPU、I/O 设备或内存硬件中可能会出现错误。以下是操作系统在错误处理方面的主要活动 -

• 操作系统不断检查可能的错误。
• 操作系统采取适当的操作来确保正确且一致的计算。

资源管理

在多用户或多任务环境中，主存、CPU 周期和文件存储等资源将被分配给每个用户或作业。以下是操作系统在资源管理方面的主要活动 -

• 操作系统使用调度程序管理各种资源。
• CPU调度算法用于更好地利用CPU。

保护

考虑到具有多个用户和多个进程的并发执行的计算机系统，必须保护各个进程免受彼此的活动的影响。

保护是指控制程序、进程或用户对计算机系统定义的资源的访问的机制或方式。以下是操作系统在保护方面的主要活动 -

• 操作系统确保对系统资源的所有访问都受到控制。
• 操作系统确保外部 I/O 设备免受无效访问尝试的影响。
• 操作系统通过密码为每个用户提供身份验证功能。