操作系統(tǒng)Tel26732030Office:科技樓703普及型高性能計(jì)算機(jī)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家高性能計(jì)算中心深圳分中心2015/8/191課程背景專(zhuān)業(yè)必修課通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解操作系統(tǒng)的工作原理，掌握常用操作系統(tǒng)的編程思想方法，學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的策略，為其今后在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1）更好的理解程序的運(yùn)行環(huán)境；2）為內(nèi)核設(shè)計(jì)和編程做準(zhǔn)備。2課程要求1出勤2作業(yè)（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）3考試中文版教材：《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》西安電子科技大學(xué)出版社英文版教材：ModernOperatingSystems3rd3章節(jié)安排第1章：操作系統(tǒng)引論目標(biāo)、角色作用、發(fā)展過(guò)程、基本特性、主要功能、設(shè)計(jì)思路第2章：進(jìn)程管理基本概念、同步、通信第3章：處理機(jī)調(diào)度與死鎖調(diào)度層次、調(diào)度隊(duì)列模型和準(zhǔn)則、調(diào)度算法、死鎖第4章：存儲(chǔ)管理連續(xù)內(nèi)存、段頁(yè)式管理、虛存及置換算法第5章：設(shè)備管理I/O控制方式、緩沖管理、設(shè)備分配、磁盤(pán)第6章：文件管理文件系統(tǒng)、文件邏輯結(jié)構(gòu)、外存分配、目錄管理、空閑空間管理第7章：Linux擴(kuò)展學(xué)習(xí)4Chapter1操作系統(tǒng)引論OSOperatingSystem硬件之上的第一層軟件、首次功能擴(kuò)充匯編、編譯、數(shù)據(jù)庫(kù)等依賴(lài)于OS提供的服務(wù)OS/桌面系統(tǒng)/發(fā)行版三級(jí)相關(guān)概念61.1目標(biāo)及作用1.1.1 目標(biāo)共性：有效性管理資源提高利用率/吞吐率

方便性提供公共服務(wù)/抽象接口可擴(kuò)充性適應(yīng)硬件擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)變化開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)化接口其他應(yīng)用目標(biāo)：實(shí)時(shí)性、可靠性、緊湊性771.1.2 角色、作用用戶與硬件系統(tǒng)間的接口命令行模式、GUI桌面方式、編程接口資源管理者——cpu/mem/file/dev功能擴(kuò)充、資源的抽象OSOSC、Fortran應(yīng)用程序Shell等命令行程序圖形桌面系統(tǒng)硬件用戶系統(tǒng)調(diào)用881.1.3操作系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)力9不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率方便用戶器件的不斷更新?lián)Q代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展（單CPUOS,多CPUOS,網(wǎng)絡(luò)OS)91.2 發(fā)展歷程1.2.1 無(wú)操作系統(tǒng)1.2.2 單道批處理1.2.3 多道批處理1.2.4 分時(shí)系統(tǒng)1.2.5 實(shí)時(shí)系統(tǒng)1.2.6 微機(jī)OS歷史1010一、人工操作方式11用戶獨(dú)占全機(jī)：一個(gè)用戶獨(dú)占所有計(jì)算機(jī)資源CPU等待人工操作：當(dāng)用戶進(jìn)行裝帶、卸帶操作時(shí)，CPU及內(nèi)存等資源是空閑的效率低，操作不方便，操作人員必須有很專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)知識(shí)中央處理機(jī)CPU（ALU，控制器）存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備外存（硬盤(pán)）1.2.1無(wú)操作系統(tǒng)11二、脫機(jī)輸入輸出方式12輸入設(shè)備外圍機(jī)磁盤(pán)/磁帶計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備外圍機(jī)磁盤(pán)/磁帶相對(duì)人工操作方式：減少了CPU的空閑時(shí)間，提高了輸入／出速度一個(gè)用戶仍獨(dú)占所有計(jì)算機(jī)資源12作業(yè)排隊(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行結(jié)果輸出需要監(jiān)督程序（Monitor）多個(gè)作業(yè)順序先后使用計(jì)算機(jī)（共享）計(jì)算機(jī)的控制權(quán)在監(jiān)督程序與作業(yè)之間交替使用擺脫人工操作，特征：自動(dòng)、單道、順序1.2.2單道批處理13單道批處理系統(tǒng)(舉例)：14共需要時(shí)(10+20+20)+(20+20+30+30+10)+(20+30+30)=240SCPU利用率：(20+20+30+30)/240=41.7%輸入設(shè)備利用率：(10+20+20)/240=20.8%輸出設(shè)備利用率：(20+30+10+30)/240=37.5%三者之和為100%現(xiàn)有三道作業(yè)，第一道作業(yè)需要輸入10S，運(yùn)行20S，輸出20S；第二道作業(yè)需要輸入20S，運(yùn)行20S，輸出30S，然后再運(yùn)行30,輸出10S；第三道作業(yè)需要輸入20S，運(yùn)行30S，輸出30S1415計(jì)算機(jī)中同時(shí)有幾道作業(yè)（程序）在運(yùn)行，提高了計(jì)算機(jī)資源（CPU、內(nèi)存、I/O）的使用效率宏觀上，多個(gè)作業(yè)“并行”（并發(fā)）。某一作業(yè)在輸入、另一作業(yè)在CPU中運(yùn)行、可能還有一個(gè)作業(yè)正在輸出。增加了系統(tǒng)的吞吐量微觀上，多個(gè)作業(yè)串行對(duì)一個(gè)具體資源（特別是CPU）來(lái)說(shuō)，每個(gè)程序輪流使用1.2.3多道批處理15多道批處理系統(tǒng)(舉例)16現(xiàn)有三道作業(yè)，第一道作業(yè)需要輸入10S，運(yùn)行20S，輸出20S；第二道作業(yè)需要輸入20S，運(yùn)行20S，輸出30S，然后再運(yùn)行30,輸出10S；第三道作業(yè)需要輸入20S，運(yùn)行30S，輸出30S共需要時(shí)(10+20+20)+(30)+(30+10)=120S CPU利用率：(20+20+30+30)/120=83.4% 輸入設(shè)備利用率：(10+20+20)/120=41.6% 輸出設(shè)備利用率：(20+30+10+30)/120=75% 三者之和為200%16多道批處理系統(tǒng)

特征17多道性無(wú)序性調(diào)度性[處理機(jī)、內(nèi)存、設(shè)備、文件如何管理]17多道批處理系統(tǒng)

優(yōu)缺點(diǎn)：18計(jì)算機(jī)資源利用率高系統(tǒng)吞吐量大平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)無(wú)交互能力18OS里程碑處理機(jī)管理，交替使用問(wèn)題內(nèi)存管理，隔離、后備存儲(chǔ)組織管理I/O管理，多道程序共享使用問(wèn)題文件管理，程序代碼和數(shù)據(jù)組織作業(yè)管理，調(diào)度算法問(wèn)題1919定義：操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理地對(duì)各類(lèi)作業(yè)進(jìn)行調(diào)度（有效性），以及方便用戶使用（方便性）的程序的集合維基百科：操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)OS）是管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，是直接運(yùn)行在“裸機(jī)”上的最基本的系統(tǒng)軟件，任何其他軟件都必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。202021分時(shí)系統(tǒng)是為了滿足用戶需求（方便共享計(jì)算機(jī)）而發(fā)展起來(lái)的一種OS用戶需求：1、人機(jī)交互（便于調(diào)試）2、共享主機(jī)（大、小型機(jī)）3、便于用戶上機(jī)（多終端）實(shí)現(xiàn)方式——時(shí)間間隔調(diào)整1.2.4分時(shí)系統(tǒng)2122分時(shí)——時(shí)間片概念計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)有多個(gè)用戶程序每個(gè)用戶程序運(yùn)行一小段時(shí)間（時(shí)間片，如0.1秒），然后停止該程序運(yùn)行，由系統(tǒng)再調(diào)用下一個(gè)用戶程序運(yùn)行每個(gè)用戶程序在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，都能執(zhí)行一次22分時(shí)系統(tǒng)特性23多路性：系統(tǒng)中有多個(gè)用戶程序同時(shí)運(yùn)行獨(dú)立性：每個(gè)用戶(程序)獨(dú)立操作，互不干擾及時(shí)性：用戶的請(qǐng)求能在較短(秒級(jí)或以下)時(shí)間內(nèi)獲得響應(yīng)（及時(shí)接收，及時(shí)處理）交互性：用戶可以同系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話分時(shí)系統(tǒng)的主要目的提高響應(yīng)的及時(shí)性運(yùn)行-阻塞23OS里程碑第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)CTSS，MIT開(kāi)發(fā)多用戶多任務(wù)MULTICS，簡(jiǎn)化后是UNIX前身形成現(xiàn)代操作系統(tǒng)框架242425實(shí)時(shí)系統(tǒng)能及時(shí)（或即時(shí)）響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行實(shí)時(shí)控制：工業(yè)生產(chǎn)的控制，信息采集的控制等（中斷）實(shí)時(shí)信息處理：及時(shí)信息檢索或處理1.2.5實(shí)時(shí)系統(tǒng)25實(shí)時(shí)任務(wù)RealtimeTask重復(fù)性周期性非周期性緊迫性硬實(shí)時(shí)軟實(shí)時(shí)與分時(shí)系統(tǒng)類(lèi)似多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性262627單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)：MS-DOS等單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)：Windows等多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)：LinuxOS等1.2.6微機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展27DOS是英文DiskOperatingSystem的縮寫(xiě)，意思是“磁盤(pán)操作系統(tǒng)”。DOS是個(gè)人計(jì)算機(jī)上的一類(lèi)操作系統(tǒng)。從1981年直到1995年的15年間（v1.0~v7.5），DOS在IBMPC兼容機(jī)市場(chǎng)中占有舉足輕重的地位。若是把部分以DOS為基礎(chǔ)的MicrosoftWindows版本，如Windows95、98和Me等都算進(jìn)去的話，那么其商業(yè)壽命至少可以算到2000年。微軟的所有后續(xù)版本中，DOS仍然被保留。1980-1981年，西雅圖電腦產(chǎn)品公司程序員蒂姆·帕特森（TimPaterson）花費(fèi)了四個(gè)月時(shí)間編寫(xiě)出了86-DOS操作系統(tǒng)。1981年7月，微軟以五萬(wàn)美元的代價(jià)向西雅圖公司購(gòu)得本產(chǎn)品的全部版權(quán)，并將它更名為MS-DOS。隨后，IBM發(fā)布了第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，當(dāng)時(shí)采用的操作系統(tǒng)是西雅圖公司的86-DOS1.14，但微軟很快改進(jìn)了MS-DOS，并使它成功地成為IBMPC采用的操作系統(tǒng)。并于1981年8月12日，正式發(fā)布MS-DOS1.0和PC-DOS1.0。Microsoft開(kāi)始開(kāi)發(fā)基于WindowsNT構(gòu)件的Windows，才成了真正獨(dú)立的操作系統(tǒng)。后續(xù)新的DOS軟件的整體水平的提高是很顯著的。為了挑戰(zhàn)Windows的界面，程序員們（經(jīng)常是集體合作）開(kāi)發(fā)了一個(gè)又一個(gè)仿Windows的界面增強(qiáng)程序，著名的有Seal,Qube,WinDOS等等。還有人開(kāi)發(fā)出了內(nèi)核為32位的DOS操作系統(tǒng)，如FreeDOS32，事實(shí)證明，這些程序的編寫(xiě)水平是很高的。這些軟件都在不斷地開(kāi)發(fā)中，所取得的成績(jī)是有目共睹的。而且它們最顯著的特點(diǎn)就是自由開(kāi)放的發(fā)展2828單用戶單任務(wù)29293030單用戶多任務(wù)1.02.03.031313T

5.0

就是Windows

2000;NT5.1就是Windows

XP34Windows

XP之前，Windows是分2條線路的， Windows

1.0/2.0/3.0/3.1/95/98/ME是家用的；

而另一條就是Windows

NT

1.0/2.0/4.0/2000，XP則是將家用和服務(wù)器用NT核心集成起來(lái)的第一作。

NT:New

Technoly(新技術(shù)，因比DOS、WIN9X采用了很多新技術(shù)而得名)

NT的系統(tǒng)有 2000

內(nèi)核NT5.0

xp

內(nèi)核NT5.1

win2003是NT5.2

vista

內(nèi)核NT6.0

windows7的內(nèi)核版本是NT6.1，但是是NT家族第七代產(chǎn)品，所以被命名為Windows

7

還有對(duì)應(yīng)的服務(wù)器版本2000

2003等35UNIX，是一個(gè)強(qiáng)大的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持多種處理器架構(gòu)，按照操作系統(tǒng)的分類(lèi)，屬于分時(shí)操作系統(tǒng)，最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。1965年時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室（BellLabs）加入一項(xiàng)由通用電氣（GeneralElectric）和麻省理工學(xué)院（MIT）合作的計(jì)劃；該計(jì)劃要建立一套多使用者、多任務(wù)、多層次（multi－user、multi－processor、multi－level）的MULTICS操作系統(tǒng)。直到1969年，因MULTICS計(jì)劃的工作進(jìn)度太慢，該計(jì)劃被停了下來(lái)。當(dāng)時(shí)，KenThompson（后被稱(chēng)為UNIX之父）已經(jīng)有一個(gè)稱(chēng)為"星際旅行"的程序在GE－635的機(jī)器上跑，但是反應(yīng)非常慢，正巧被他發(fā)現(xiàn)了一部被閑置的PDP－7（Digital的主機(jī)），KenThompson和DernisRitchie就將"星際旅行"的程序移植到PDP－7上。而這部PDP－7（如圖1－1所示）就此在整個(gè)計(jì)算機(jī)歷史上留下了芳名。多用戶多任務(wù)363637/wiki/UNIX37Linux是一種自由和開(kāi)放源碼的類(lèi)Unix操作系統(tǒng)，存在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了Linux內(nèi)核。Linux可安裝在各種計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備中，比如手機(jī)、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺(tái)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)。Linux是一個(gè)領(lǐng)先的操作系統(tǒng)，世界上運(yùn)算最快的10臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的都是Linux操作系統(tǒng)。嚴(yán)格來(lái)講，Linux這個(gè)詞本身只表示Linux內(nèi)核，但實(shí)際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用Linux來(lái)形容整個(gè)基于Linux內(nèi)核，并且使用GNU工程各種工具和數(shù)據(jù)庫(kù)的操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)的誕生、發(fā)展和成長(zhǎng)過(guò)程始終依賴(lài)著五個(gè)重要支柱：UNIX操作系統(tǒng)、MINIX操作系統(tǒng)、GNU計(jì)劃、POSIX標(biāo)準(zhǔn)和Internet網(wǎng)絡(luò)。多用戶多任務(wù)3838表1-1Linux發(fā)展歷程年份事件199110月5日，LinusTorvalds在新聞組comp.os.minix發(fā)布了大約有一萬(wàn)行代碼的Linux0.01版本19921月，大約有1000人在使用Linux系統(tǒng)1993大約有100余名程序人員參與了Linux內(nèi)核代碼的編寫(xiě)和修改工作，其中核心組由5人組成，此時(shí)Linux0.99的代碼有大約有10萬(wàn)行，用戶大約有10萬(wàn)左右19943月，Linux1.0發(fā)布，代碼量17萬(wàn)行，當(dāng)時(shí)是按照完全自由免費(fèi)的協(xié)議發(fā)布，隨后正式采用GPL協(xié)議。至此，Linux的代碼開(kāi)發(fā)進(jìn)入良性循環(huán)。很多系統(tǒng)管理員開(kāi)始在自己的操作系統(tǒng)環(huán)境中嘗試Linux，并將修改的代碼提交給核心小組1995Linux系統(tǒng)可在Intel，Digital以及SunSPARC處理器上運(yùn)行，用戶量也超過(guò)了50萬(wàn)19966月，Linux2.0內(nèi)核發(fā)布，此內(nèi)核有大約40萬(wàn)行代碼，并可以支持多個(gè)處理器。此時(shí)的Linux系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用階段，全球大約有350萬(wàn)人使用1998Linux迅猛發(fā)展的一年。1月，RedHat高級(jí)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室成立，同年RedHat5.0獲得了InfoWorld的操作系統(tǒng)獎(jiǎng)項(xiàng)。4月，Mozilla代碼發(fā)布，成為L(zhǎng)inux圖形界面上的王牌瀏覽器。王牌搜索引擎Google現(xiàn)身，采用的也是Linux服務(wù)器。同年10月，Intel和Netscape宣布小額投資RedHat軟件，這被業(yè)界視作Linux獲得商業(yè)認(rèn)同的信號(hào)1999IBM宣布與RedHat公司建立伙伴關(guān)系，以確保RedHat能在IBM機(jī)器上正確運(yùn)行。IBM，Compaq和Novell宣布投資RedHat公司，以前一直對(duì)Linux持否定態(tài)度的Oracle公司也宣布投資20002月，RedHat發(fā)布了嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境，Linux在嵌入式行業(yè)的潛力逐漸被發(fā)掘出來(lái)。同年7月，中科院與新華科技合作發(fā)展紅旗Linux，此舉讓更多的國(guó)內(nèi)個(gè)人用戶知道了Linux操作系統(tǒng)的存在20018月，紅色代碼病毒爆發(fā)，引得許多站點(diǎn)紛紛從使用Windows操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)向使用Linux操作系統(tǒng)，這是一次Linux的大規(guī)模應(yīng)用普及。12月，RedHat為IBMs/390大型計(jì)算機(jī)提供了Linux解決方案，從此結(jié)束了AIX孤單獨(dú)行無(wú)人伴的歷史20031月，NEC宣布將在其手機(jī)中使用Linux操作系統(tǒng)，代表著Linux成功進(jìn)軍手機(jī)領(lǐng)域。9月，中科紅旗發(fā)布RedFlagServer4版本，性能改進(jìn)很多。11月，IBM注資Novell，以2.1億美元收購(gòu)SuSE20041月，SuSE被Novell收購(gòu)，Asianux，MandrakeSoft也在5年中首次宣布季度盈利。4月，美國(guó)斯坦福大學(xué)Linux大型機(jī)系統(tǒng)被黑客攻陷，再次證明了沒(méi)有絕對(duì)安全的操作系統(tǒng)。6月，統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示在世界500強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，使用Linux操作系統(tǒng)的已經(jīng)占到了280家，搶占了原本屬于各種UNIX的份額39391.3 基本特征無(wú)論批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其共性有1.3.1 并發(fā)性1.3.2 共享性1.3.3 虛擬性1.3.4 異步性404041并發(fā)性：多道用戶程序可在同一時(shí)間間隔中運(yùn)行并行性parallelism=并發(fā)性Concurrent∩同時(shí)性Simultanious并發(fā)實(shí)體：用戶代碼：多進(jìn)程、多線程內(nèi)核代碼：系統(tǒng)調(diào)用、中斷代碼1.3.1 并發(fā)性414243共享性：系統(tǒng)資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)的進(jìn)程共同使用包括：互斥共享和同時(shí)訪問(wèn)1.3.2 共享性4344虛擬性：系統(tǒng)物理資源可虛擬為更大、更多的邏輯資源時(shí)分復(fù)用：虛擬處理機(jī)、虛擬設(shè)備空分復(fù)用：虛擬磁盤(pán)、虛擬存儲(chǔ)器1.3.3 虛擬性4445異步性：內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)的進(jìn)程以異步方式運(yùn)行相互間沒(méi)有統(tǒng)一的同步節(jié)拍控制——不可預(yù)知，不能以預(yù)想的方式先后完成。1.3.4 異步性451.4 操作系統(tǒng)主要功能無(wú)論批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其共性有1.4.1 處理機(jī)管理1.4.2 存儲(chǔ)器管理1.4.3 設(shè)備管理1.4.4 文件管理中央處理機(jī)CPU（ALU，控制器）存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備外存（硬盤(pán)）4646471.4.1 處理機(jī)管理進(jìn)程控制/進(jìn)程同步/進(jìn)程通信/進(jìn)程調(diào)度1、進(jìn)程控制創(chuàng)建：分配資源運(yùn)行：進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換撤消：回收資源2、進(jìn)程同步進(jìn)程互斥：臨界資源占用進(jìn)程同步：多進(jìn)程按順序協(xié)調(diào)完成同一任務(wù)47483、進(jìn)程通信進(jìn)程間進(jìn)行信息交換，如輸入進(jìn)程將數(shù)據(jù)送給計(jì)算進(jìn)程，計(jì)算進(jìn)程將結(jié)果送給打印進(jìn)程4、進(jìn)程調(diào)度對(duì)進(jìn)程隊(duì)列中的進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度，將CPU的使用權(quán)分配給指定進(jìn)程含作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度48491、內(nèi)存分配：為每個(gè)用戶程序分配內(nèi)存空間2、內(nèi)存保護(hù)：用戶程序只能訪問(wèn)自已程序的內(nèi)存空間，不能越界（到其它用戶程序或系統(tǒng)程序空間）3、地址映射：將目標(biāo)程序的地址映射成內(nèi)存的“物理地址”1.4.2 存儲(chǔ)器管理4、內(nèi)存擴(kuò)充(虛擬存儲(chǔ)器)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存空間，使大于實(shí)際內(nèi)存空間的程序同樣可以得以運(yùn)行虛擬存儲(chǔ)技術(shù)主要采用請(qǐng)求調(diào)入和置換功能實(shí)現(xiàn)內(nèi)存擴(kuò)充目標(biāo)49501、緩沖管理：為設(shè)備分配緩沖區(qū)并進(jìn)行管理2、設(shè)備分配：為用戶I/O請(qǐng)求分配相應(yīng)的設(shè)備3、設(shè)備處理：實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信1.4.3 設(shè)備管理50511、文件存儲(chǔ)空間管理設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（磁道、扇區(qū)等）對(duì)存儲(chǔ)空間進(jìn)行分配和回收2、目錄管理對(duì)每個(gè)存在外存上的文件建立一個(gè)目錄項(xiàng)，主要包括文件名、屬性、在磁盤(pán)上的位置等信息形成樹(shù)形結(jié)構(gòu)1.4.4 文件管理51523、文件的讀、寫(xiě)管理和保護(hù)從外存上讀、寫(xiě)文件數(shù)據(jù)保證文件的合法使用52用戶接口531、命令(用戶)接口：通過(guò)命令字，用戶可以直接調(diào)用操作系統(tǒng)完成相應(yīng)功能，如dir