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操作系统的学习和应用是目前大多数软件开发程序员都需要熟练掌握的一个编程开发技术，而本文我们就通过案例分析来学习一下，操作系统的功能都有哪些。

操作系统的主要功能相应地就有处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。此外，为了方便用户使用操作系统，还需向用户提供一个使用方便的用户接口。

1).处理器管理

处理器管理的主要任务是对处理器进行分配，并对其运行进行有效地控制和管理。在多道程序环境下，处理器的分配和运行都是以进程为基本单位的，因而对处理器的管理可归结为对进程的管理。

处理器管理的主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、进程调度。

2).存储器管理

存储器可分为内存和外存两类，存储器管理主要是指对内存的管理。存储器管理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，并能从逻辑上扩充内存。

存储器管理的主要功能有内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。

3).设备管理

设备管理是对除了CPU和内存以外的所有计算机硬件资源的管理。设备管理的主要任务是完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备，提高CPU与I/O设备的利用率，提高I/O设备的运行速度，方便用户使用I/O设备。

设备管理的主要功能有缓冲管理、设备分配、设备处理、设备独立性和虚拟设备。

4).文件管理

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

文件管理的主要功能有文件存储空间管理、目录管理、文件读/写管理和存取控制。

5).用户接口

为了方便用户使用操作系统，操作系统又向用户提供了“用户与操作系统的接口”。现代操作系统除了向用户提供命令接口和程序接口外，还提供图形接口。

(1)命令接口

为了便于用户直接或间接地控制自己的作业，操作系统向用户提供了命令接口。用户可以通过命令接口向系统发出字符命令，及时与自己的作业交互，控制作业的运行。该接口又可进一步分为联机接口命令和脱机接口命令两种。

①联机命令接口

该接口是为联机用户提供的，它由一组键盘命令和命令解释程序组成。每当用户在终端或控制台键盘上输入一条命令以后，系统便立即转入相应的命令解释程序，对该命令进行解释并执行。命令完成后又返回到终端或控制台上，等待用户输入下一条命令。

②脱机命令接口

该接口是为批处理作业的用户提供的，故也称为批处理用户接口。它由一组作业控制语言JCL组成。批处理系统的用户在向系统提交作业时，必须用作业控制语言把对作业进行的控制和干预事先写在作业说明书上，然后将作业连同说明书一起提交给系统。

(2)程序接口

程序接口由一组系统调用命令组成，用户通过在程序中使用这些系统调用命令来请求操作系统提供服务。

①系统调用的概念

系统调用是操作系统提供给用户程序使用的具有一定功能的程序段。具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。完成后，控制又返回到发出系统调用命令之后的下一条指令，被中断的程序将继续执行下去。

系统调用的类型按功能大致分为设备管理、文件管理、进程管理、进程通信、存储管理几大类。

②系统调用的实现

在操作系统的内核中设置了一组专门用于实现各种系统功能的子程序，并将它们提供给用户程序调用。用户可以用一条系统调用命令去调用程序所需要的系统功能。因此，系统调用在本质上是一种过程调用。

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