操作系统是计算机资源的管理者

由计算机提供的、因应用程序的存在和运行所消耗或占用的物质条件，叫做计算机的资 源，例如处理器的时间、内存空间、外部设各等。为了有效地利用计算机的各种资源，操作系统 必须为用户承担起对计算机资源的管理任务。　　例如，为了使应用程序能合理地使用处理器这个资源，就需要有一个管理者在各应用程序之间对处理器进行分配和调度。　　程序是由处理器来运行的，换句话说，程序的运行是需要占用处理器的时间的，而处理器的时间就是计算机的重要资源，这个资源是否能被有效地利用就取决于系统在运行程序时如何组织了。设想有三个应用程序，它们每一个都需要从某个输入设各读取数据，并在数据处理之后还要把结果在同一个输出设各上输出。当然，这三个应用程序可按照图1所示的方式，逐个顺序地运行。
　　图1 顺序运行三个应用程序的示意图　　但是这种运行方式有一个显著的缺点，就是计算机的处理器、输入设各、输出设备会经常处在空闲状态，从而导致这些设各的利用率极为低下。如果把这三个应用程序的运行方式改为图2所示的方式，就可使处理器、输入设备和输出设备都处于满负荷状态，从而会大大提高计算机资源的利用率。　　仔细观察图2的运行方式，可以看到，处理器的这种工作方式还带来了另外一个好处，就是这三个应用程序的总运行时间也大大缩短了，或者说，计算机的工作速度好像更快了。
　　图2 并发运行三个应用程序的示意图　　从图2还可看到，从宏观的角度来看，计算机似乎在同时运行三个程序。于是，为了讨论问题方便，人们就把程序的这种执行方式叫做程序的并发执行方式，或简称并发方式。　　如果一个应用程序在结构上可保证系统以并发方式执行它，那么这个程序就被称为可并发程序。　　类似地，如何把计算机所提供的存储器、i／o设各等其他公用资源被应用程序合理地使用，也是操作系统必须承担的一项重要管理任务。因此，操作系统的另－项重要功能就是对计算机的资源进行管理。其管理功能主要有如下几个方面：　　●处理器的管理。操作系统对处理器的管理工作主要有两项：一是对中断的管理；二是对处理器在各并发应用程序之间进行调度。　　处理器硬件只能发现外部事件的中断申请，而不能对中断事务进行管理和处置。因此，对中断的管理和处置工作必须由操作系统来承担。　　现代计算机应用程序大多是可并发的，因此要求操作系统应能按照某种策略对处理器在系统中的并发程序之间进行合理的调度，从而保证系统中的并发程序能协调、有序地运行。　　●存储器存储空间的管理。存储器是计算机的重要资源，如何合理地为并发程序分配和使用该资源，是计算机操作系统责无旁贷的。　　●1／o设各的管理。计算机系统一般都配有外部设各，因此计算机操作系统还必须具有管理这些外部设各的功能，以便完成用户提出的tjo请求，加快输入、输出的速度，提高i／o设各的利用率。　　●文件的管理。在计算机中，程序和数据通常都是以文件的形式存储于硬盘、光盘等外 存储器的。由于文件量巨大，如果对它们没有良好的管理方法，则会导致严重的后果。　　●网络和通信的管理。使用网络的计算机除了需要配各联网硬件之外，操作系统还必须具有管理网上资源、网络通信、故障处理、安全管理、性能管理等网络功能。　　●提供用户接口。计算机操作系统中配各了大量的服务例程，为方便用户有效地使用这些例程，操作系统应提供良好的用户接口，从而使程序设计人员能有效地组织应用程序。　　所以，从应用程序设计和运行的角度来看，计算机中的处理器、存储器及i／o设备，均是应用程序完成任务所需要的资源。这些资源的管理者就是计算机的操作系统。

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