成为“黑客”前，必须学习的“操作系统架构体系”

例如：很多应用软件其实是共享一套计算机硬件，比方说有可能有三个应用程序同时需要申请打印机来输出内容，那么a程序竞争到了打印机资源就打印，然后可能是b竞争到打印机资源，也可能是c，这就导致了无序，打印机可能打印一段a的内容然后又去打印c，操作系统的一个功能就是将这种无序变得有序。

详细功能：

(1) 处理机管理功能

处理机管理的主要功能是创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理及分配给进程。

1、进程控制

进程控制的主要功能是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。

2、进程同步

进程同步的主要任务是为多个进程的运行进行协调。有两种协调方式：

1)进程互斥方式：这是指诸进程在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式;

2)进程同步方式：这是指在相互合作去完成功能任务的诸进程间，由同步机构对他们的执行次序加以协调。

3、进程通信

在多道程序环境下，为了加速应用程序的运行，应在系统中建立多个进程，并且再为一个进程建立若干个线程，由这些进程(线程)相互合作去完成一个共同的任务。

4、调度

1)作业调度

作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为他们分配运行所需的资源。在将他们调入内存后，便分别为他们建立进程，使他们都成为可能获得处理机的就绪进程，并按照一定的算法将他们插入就绪队列。

2)进程调度

进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一个进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使进程投入执行。值得提出的是，在多线程OS中，，通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位，为此，须把就绪线程排成一个队列，每次调度时，是从就绪线程队列中选出一个线程，把处理机分配给它。

(2) 存储器管理功能

存储器的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率以及能从逻辑上扩充内存。

1、内存分配

内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，使它们"各得其所";提高存储器的利用率，以减少不可用的内存空间;允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要。

为了实现内存分配，在内存分配的机制中应具有这样的结构功能：

1)内存分配数据结构。该结构用于记录内存空间的使用情况，作为内存分配的依据。

2)内存分配功能。系统按照一定的内存分配算法为用户程序分配内存空间。

3)内存回收功能。系统对用用户不再需要的内存，通过用户的释放请求去完成系统的回收功能。

2、内存保护

内存保护的主要任务是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰;决不允许用户程序访问操作系统的程序和数据;也决不允许用户程序转移到非共享的其他用户程序中去执行。

3、地址映射

4、内存扩充

为了能在逻辑上扩充内存，系统必须具有内存扩充机制，用于实现下述各功能：

1)请求调入功能。

允许在装入一部分用户程序和数据的情况下，便能启动该程序运行。在程序运行过程中，若发现要继续运行时所需的程序和数据尚未装入内存，可向OS发出请求，由OS从磁盘中将所需部分调入内存，以便继续运行。

2)置换功能。

若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。

(3) 设备管理功能

完成用户进程提出的 I/O 请求;为用户进程分配所需的 I/O 设备;提高 I/O 设备和 CPU 的利用率;提高 I/O 速度;方便用户使用 I/O 设备。

设备管理应具有：缓冲管理，设备分配，设备处理以及虚拟设备等功能。

1、缓冲管理：

2、设备分配：

设备分配的基本任务是根据用户进程的 I/O 请求、系统的现有资源情况以及按某种设备的分配策略，为之分配其所需的设备。

3、设备处理：

设备处理的基本任务是用于实现 CPU 和设备控制之间的通信。

4、虚拟设备：

(4) 文件管理功能

文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。

为此，文件管理应具有对文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理，以及文件的共享与保护等功能。

1、文件存储空间的管理

为每个文件分配必要的外存空间，提高外存利用率，并能有助于提高文件系统的存、取速度。

2、目录管理

为每个文件建立其目录项，并对众多的目录项加以有效的组织，以实现方便的按名存取，即用户只需提供文件名便可对该文件进行存取。

3、文件的读/写管理和保护

1)文件的读、写管理

根据用户的请求，从外存中读取数据，或将数据写入外存。

2)文件保护

①防止未经核准的用户存取文件

②防止冒名顶替存取文件

③防止以不正确的方式使用文件

(5) 操作系统与用户之间的接口

用户与操作系统的接口：

1、用户接口

它是提供给用户使用的接口，用户可通过该接口取得操作系统的服务。

1)联机用户接口

为联机用户提供，它由一组键盘操作命令及命令解释程序所组成。

2)脱机用户接口

（编辑：惠州站长网）

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