电脑操作系统的主要功能

电脑操作系统具有以下主要功能：

处理器管理

• 进程控制：创建新进程来执行用户程序或系统任务，在进程执行完毕或出现异常时进行撤销，还能控制进程在运行、就绪、阻塞等状态之间转换。
• 进程同步：协调多个进程的运行，让它们按照一定顺序和规则访问共享资源，避免数据不一致等问题。实现方式有进程互斥，如为临界资源加锁；还有进程同步，如使用信号量机制协调合作进程的执行次序。
• 进程通信：支持进程间的信息交换，在同一计算机系统中的进程常采用直接通信方式，源进程将消息挂到目标进程的消息队列，目标进程从队列中取消息。
• 调度：作业调度从后备队列选作业，为其分配资源并建立进程；进程调度从就绪队列选进程，分配处理机并设置运行现场，让进程投入执行。

存储器管理

• 内存分配：为每个程序和数据分配内存空间，有动态内存分配和静态内存分配两种方式。动态内存分配允许程序在运行中申请新空间和在内存中移动，静态内存分配则在作业装入时确定内存空间，运行期间不允许申请新空间和移动。
• 内存保护：确保每个程序只能在自己的内存空间运行，互不干扰，防止用户程序访问操作系统程序和数据，以及转移到非共享的其他用户程序执行，常通过设置界限寄存器实现。
• 地址映射：将程序使用的逻辑地址转换为物理地址，使程序能正确访问内存中的数据和指令。
• 内存扩充：借助虚拟存储技术，如请求调入功能和置换功能，从逻辑上扩充内存容量，让系统能运行大于物理内存的程序。

设备管理

• 设备分配：根据用户程序的请求和设备状态，按照一定策略将设备分配给请求进程，确保设备合理使用。
• 设备驱动：操作系统通过设备驱动程序与硬件设备交互，接收上层软件的操作请求，转换为对硬件的控制信号，实现设备的读写等操作。
• 缓冲区管理：设置缓冲区暂存设备与内存间交换的数据，平衡设备与 CPU 速度差异，提高数据传输效率，减少 CPU 等待时间。
• 设备故障处理：检测设备故障，采取相应措施，如尝试重新启动设备、通知用户、记录故障信息等，保证系统稳定运行。

文件管理

• 文件系统建立与维护：创建和管理文件系统的组织结构，包括根目录、子目录等，维护文件的逻辑结构和物理存储位置的映射关系。
• 文件操作支持：提供文件的创建、删除、打开、关闭、读写、复制、移动等操作功能，方便用户和应用程序管理和使用数据。
• 文件保护与安全：设置文件的访问权限，如只读、读写、执行等，控制不同用户和程序对文件的访问，确保文件数据安全和完整性。
• 文件存储管理：管理磁盘等存储设备上的存储空间，分配和回收磁盘块，记录文件占用的磁盘空间信息，提高存储设备利用率。

用户接口

• 命令行界面：用户通过输入命令与系统交互，执行各种操作和任务，适合熟悉命令和需要精确控制的用户，有较高操作效率。
• 图形用户界面：以图形化的窗口、图标、菜单、按钮等元素呈现操作界面，用户通过鼠标点击、拖拽等方式操作，直观易用，降低了操作难度，适合普通用户。
• 系统调用接口：为程序员提供，使应用程序能调用操作系统的功能和服务，如进行文件操作、进程控制、内存分配等，是开发应用程序的重要接口。

网络通信

• 网络协议支持：实现多种网络通信协议，如 TCP/IP、UDP 等，使计算机能与其他设备进行网络通信，支持数据的发送和接收。
• 网络连接管理：管理网络连接的建立、断开和维护，如拨号连接、以太网连接、无线网络连接等，提供网络配置和管理工具。
• 网络服务提供：支持共享文件、打印机等资源，实现远程登录、文件传输、电子邮件等网络服务，方便用户在网络环境下共享资源和通信。