5、操作系统功能及历史解析

操作系统功能及历史解析

1. 典型操作系统功能概述

任何操作系统都有一组核心功能，这是其存在的主要原因。这些功能使操作系统能够管理自身、运行它的硬件，以及依赖它分配系统资源的应用程序和实用工具。主要功能如下：
- 内存管理
- 多任务管理
- 多用户管理
- 进程管理
- 进程间通信（IPC）
- 设备管理
- 错误处理和日志记录

2. 各项功能详细解析

2.1 内存管理

操作系统的内存管理组件负责为应用程序和实用工具分配虚拟内存空间，并在虚拟内存空间和物理内存之间进行转换。内核根据应用程序的隐式或显式请求分配和释放内存，并分配物理内存位置。与 CPU 协作，内核还管理对内存的访问，确保程序只能访问分配给它们的内存区域。内存管理的一部分包括管理交换分区或文件，以及内存页面在 RAM 和硬盘交换空间之间的移动。

虚拟内存消除了应用程序程序员直接处理内存管理的需要，因为它为每个程序提供了一个单一的虚拟内存地址空间。它还将每个应用程序的内存空间与其他应用程序的内存空间隔离开来，从而使程序的内存空间不会被其他程序覆盖或查看。

2.2 多任务处理

像大多数现代操作系统一样，Linux 可以进行多任务处理，即可以同时管理两个、三个甚至数百个进程。例如，我们通常会同时运行多个程序，如文字处理器 LibreOffice Writer、电子邮件程序、电子表格、文件管理器、Web 浏览器，以及多个与 Linux 命令行界面（CLI）交互的终端会话。

Linux 本身总是有许多程序在后台运行，这些程序被称为守护进程，它们帮