操作系统中的支撑程序与资源管理

"支撑程序-操作系统课件--孙钟秀" 操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理和调度计算机的硬件资源，同时为用户提供服务，包括便利的交互环境和多种功能。支撑程序，又称为标准程序或实用程序，是操作系统的重要组成部分，尽管它们不是操作系统的主体，但在用户程序的开发、调试、执行和维护过程中扮演着关键角色。这些程序解决了一系列带有共性的任务，执行常见的操作，比如文件管理、打印服务、网络通信等。 操作系统通常通过外部操作命令的形式提供实用程序，用户可以通过这些工具进行日常操作。因此，实用程序的功能和性能在很大程度上体现了操作系统的整体质量和能力。例如，一个高效且用户友好的文件管理系统可以反映出操作系统在资源管理和用户体验方面的优势。 操作系统的目标主要有五点：首先，它要方便用户使用，提供简洁的操作界面和丰富的功能；其次，它要能够扩充机器的功能，通过软件方式增加计算机的处理能力；再者，管理系统资源，如CPU时间、内存、磁盘空间等，确保资源的有效分配和使用；然后，提高系统效率，减少不必要的等待时间和资源浪费；最后，构建开放环境，允许不同软硬件间的兼容性和互操作性。 计算机系统可以分为多个层次，从底层的硬件层到最上层的应用层。硬件层提供了计算的基础，而操作系统层在其之上，对硬件资源进行管理和控制，同时提供了一些扩展功能。支撑软件层，包括编译器、汇编器和数据库等，为应用软件的开发和运行提供了必要的工具。应用层则包含各种针对特定需求的软件，如财务系统、航空订票系统等，它们直接与用户交互，解决实际问题。 操作系统与支撑软件、应用软件之间有明显的区别。操作系统作为核心，拥有对资源的直接分配权，而其他软件则只能使用操作系统分配的资源。操作系统是软件运行的基础平台，通用操作系统提供的是与硬件相关但与具体应用领域无关的共性功能。支撑软件和应用软件不能直接访问硬件，而是通过操作系统提供的接口来使用资源。 操作系统在资源管理方面采用多种技术，如资源复用，通过空分复用和时分复用策略，使得有限的物理资源可以被多个进程共享。资源虚化则是将物理资源虚拟化，增加其可用性，提高服务能力和水平。资源抽象则通过简化资源的使用方式，隐藏其内部复杂性，使用户更容易地使用和控制资源。 资源复用中的空分复用共享允许硬件资源被分割成更小的部分，供多个进程同时使用，如内存和磁盘空间的分区。时分复用共享则是在时间上分割资源，比如多任务环境下，CPU时间被分割成多个时间片，每个进程轮流占用。这样的机制使得多任务并行成为可能，提高了系统效率。 支撑程序是操作系统与用户之间的桥梁，它们和操作系统共同构成了计算机系统的重要组成部分，为用户提供了丰富的功能和服务。通过有效的资源管理技术，操作系统实现了资源的有效利用和系统的高效运行，满足了用户的各种需求。