作業系統如何管理計算機硬體?
作業系統充當使用者和計算機硬體之間的介面。它是一種軟體,執行基本任務,例如輸入、輸出、磁碟管理、控制外設等。
Windows、Linux 等是一些作業系統的示例。
作業系統的任務
以下是作業系統管理系統硬體的一些重要任務,如下所示:
記憶體管理
記憶體管理是指管理每個正在執行的程序駐留在主記憶體中的主要記憶體。作業系統跟蹤記憶體,在程序之間分配記憶體,並在程序不再需要記憶體時釋放記憶體。
裝置管理
作業系統可以使用驅動程式與裝置通訊,以便有效地使用裝置,作業系統跟蹤裝置,然後根據程序發出的請求將這些裝置分配和釋放給不同的程序。
處理器管理
與記憶體和裝置一樣,管理處理器也是作業系統的最重要任務之一。它將處理器分配給主記憶體中的不同程序,為此,作業系統還使用一些排程演算法,例如先來先服務、優先順序排程、最短作業優先等。
檔案管理
作業系統還跟蹤計算機的檔案系統,通常檔案系統被劃分為目錄,這些目錄可以由作業系統處理。
I/O
I/O 管理是作業系統的重要任務之一。作業系統管理 I/O 裝置,如滑鼠、鍵盤、印表機、顯示器、LED 等。
I/O 裝置可以分為兩種型別,如下所示:
同步 I/O - 在這裡,CPU 等待 i/o 裝置
非同步 I/O - 在這裡,CPU 執行與 IO 裝置並行進行。
作業系統幫助處理器與 IO 裝置進行通訊。這些通訊是特殊指令 I/O、記憶體對映 I/O、直接記憶體訪問。
風扇和散熱
在計算機系統中,散熱系統是重要的硬體元件之一。CPU 風扇可防止 CPU 過熱。過熱有時會導致 CPU 發生永久性損壞。作業系統在與 CPU 和風扇通訊方面發揮著作用,這有助於確保系統保持涼爽。此過程也由主機板的內部控制(稱為 BIOS)完成,並且可以被在作業系統中執行的應用程式覆蓋。
網路
網路在分散式系統環境中發揮著重要作用,在分散式系統環境中,一組處理器可以共享記憶體、硬體裝置或時鐘。處理器僅藉助網路相互通訊。
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