简述操作系统的功能和作用（操作系统的四大功能）

操作系统充当用户和计算机硬件之间的接口。操作系统的目的是提供一个平台，用户可以在该平台上以方便有效的方式执行程序。

操作系统是管理计算机硬件分配的软件。硬件的协调必须适当，以确保计算机系统正确运行，并防止用户程序干扰系统的正常运行。

例如：就像老板给他的员工下命令一样，我们向操作系统请求或传递。操作系统的主要目标是使计算机环境更方便使用，其次是最有效地利用资源。

什么是操作系统？

操作系统是在其上执行应用程序的程序，并且充当用户与计算机硬件之间的接口。

操作系统执行的主要任务是资源和服务的分配，例如分配内存、设备、处理器和信息。操作系统还包括用于管理这些资源的程序，例如流量控制器，调度程序，内存管理模块，I/O程序和文件系统。

操作系统的重要功能：

1）安全性

操作系统使用密码机制来保护用户数据和类似的其他技术。它还可以防止未经授权访问程序和用户数据。

2）控制系统性能

监视整个系统的运行状况以帮助提高性能。记录服务请求和系统响应之间的响应时间，以全面了解系统运行状况。通过提供解决问题所需的重要信息，可以帮助提高性能。

3）分析统计

操作系统跟踪各种任务和用户使用的时间和资源，这些信息可用于跟踪特定用户或用户组的资源使用情况。

4）错误检测工具

操作系统会不断监视系统，以检测错误并避免计算机系统发生故障。

5）其他软件和用户之间的协调

操作系统还协调并将解释器，编译器，汇编器和其他软件分配给计算机系统的各种用户。

6）内存管理

操作系统管理主内存。主存是由大量字节或字组成的数组，其中每个字节或字被分配一个特定的地址。主存是一种快速存储器，它可以被CPU直接访问。对于要执行的程序，应该首先将其加载到主内存中。操作系统执行以下内存管理活动:

它跟踪主存储器，即，哪些内存字节被哪个用户程序使用。已经分配的内存地址和尚未使用的内存地址。在多程序设计中，操作系统决定进程访问内存的顺序和访问时间。当进程请求内存时，它将内存分配给进程;当进程终止或执行I/O操作时，它收回分配给进程的内存。

7）处理器管理

在多编程环境中，OS决定进程访问处理器的顺序以及每个进程有多少处理时间。OS的此功能称为进程调度。操作系统执行以下活动来进行处理器管理。

跟踪进程状态。执行此任务的程序称为流量控制器。将作为处理器的CPU分配给进程。当不再需要某个进程时，取消对处理器的分配。

8）设备管理

操作系统通过它们各自的驱动程序管理设备通信。它执行以下设备管理活动。跟踪连接到系统的所有设备。指定负责每个设备的程序，称为“输入/输出”控制器。确定哪个进程可以访问特定设备以及访问时间。以有效和高效的方式分配设备。在不再需要设备时释放它们。

9）文件管理

文件系统被组织到目录中，以便高效或轻松地导航和使用。这些目录可能包含其他目录和其他文件。操作系统执行以下文件管理活动。它跟踪信息的存储位置，用户访问设置以及每个文件的状态等等……这些功能统称为文件系统。

此外，操作系统还以某种形式向计算机系统提供某些服务。

操作系统为用户提供某些服务，这些服务可按以下方式列出:

1）程序执行：操作系统负责执行所有类型的程序，无论是用户程序还是系统程序。操作系统利用各种资源来有效运行所有类型的功能。

2）处理输入/输出操作：操作系统负责处理所有类型的输入，即键盘、鼠标、桌面等的输入。操作系统以最适当的方式重新排列所有类型的输入和输出。

例如，所有类型的外围设备（如鼠标或键盘）的性质都存在差异，操作系统负责处理它们之间的数据。

3）文件系统的操作：操作系统负责做出有关存储所有类型的数据或文件（即U盘、硬盘、光盘等）的决策。操作系统决定应如何处理数据并存储。

4）错误检测和处理：操作系统负责检测在执行任何任务时可能发生的任何类型的错误或bug。安全良好的操作系统有时也可以作为一种对策，防止任何外部来源对计算机系统的任何形式的入侵，并可能对它们进行处理。

5）资源分配：操作系统通过确定由谁使用多少时间的资源来确保正确使用所有可用资源。所有决定均由操作系统决定。

6）记帐：操作系统跟踪计算机系统中发生的所有功能。操作系统会记录所有详细信息，例如发生的错误的类型。

7）信息和资源保护：操作系统负责以最受保护的方式使用计算机上可用的所有信息和资源。操作系统必须阻止任何外部资源阻止任何类型的数据或信息的尝试。

所有这些服务都由操作系统确保，以方便用户使用，从而使编程任务更加容易。所有不同种类的操作系统或多或少都提供相同的服务。