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1.4.1 处理机管理功能
1. 进程控制
进程控制的主要功能是为作业创建进程、撤销（终止）已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。
2. 进程同步
进程同步的主要任务是为多个进程（含线程）的运行进行协调，以便使多个进程有条不紊地运行。
常用的协调方式有两种：
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进程互斥方式
指诸进程在对临界资源进行访问时，应采取互斥方式。
举例：为每一个临界资源配置一把锁W，当锁打开时，进程可以对该临界资源进行访问；而当锁关上时，则禁止进程访问该临界资源。
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进程同步方式
指在相互合作去完成共同任务的诸进程间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。
举例：信号量机制。
3. 进程通信
进程通信的任务是实现相互合作进程之间的信息交换。
当相互合作的进程处于同一计算机系统时，通常在它们之间采用直接通信方式，即由源进程利用发送命令直接将消息挂到目标进程的消息队列上，以后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。
4. 调度
在传统OS中，调度包括作业调度和进程调度两步。
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作业调度
作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法选择出若干个作业，为它们分配运行所需的资源，将这些作业调入内存后，分别为它们建立进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪进程，并将它们插入就绪队列中。
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进程调度
进程调度的任务是从进程的就绪队列中按照一定的算法选出一个进程，将处理机分配给它，并为它设置运行现场，使其投入执行。
1.4.2 存储器管理功能
1. 内存分配
内存分配的主要任务是：
- 为每道程序分配内存空间，使它们“各得其所”
- 提高存储器的利用率，尽量减少不可用的内存空间（碎片）
- 允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要
实现内存分配的方式：
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静态分配方式。
每个作业的内存空间是在作业装入时确定的，在作业装入后的整个运行期间不允许该作业再申请新的内存空间，也不允许作业在内存中“移动”。
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动态分配方式。
每个作业所要求的基本内存空间虽然也是在装入时确定的，但允许作业在运行过程中继续申请新的附加内存空间，以适应程序和数据的动态增长，也允许作业在内存中“移动”。
2. 内存保护
内存保护的主要任务：
- 确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰
- 绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行
3. 地址映射
地址映射功能，即能够将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。该功能应在硬件的支持下完成。
4. 内存扩充
内存扩充并非是从物理上去扩大内存的容量，而是借助于虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量，是用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多，以便让更多的用户程序能并发运行。
内存扩充机制（包含少量硬件），用于实现下述各功能：
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请求调入功能
系统允许在仅装入部分用户程序和数据的情况下，便能启动该程序运行。在程序运行过程中，若发现要继续运行时所需的程序和数据尚未装入内存，可向OS发出请求，由OS从磁盘中将所需部分调入内存，以便继续运行。
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置换功能
若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至硬盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。
1.4.3 设备管理功能
主要任务：
- 完成用户进程提出的I/O请求，为用户进程分配所需的I/O设备，并完成指定的I/O操作。
- 提高CPU和I/O设备的利用率，提高I/O速度，方便用户使用I/O设备。
为了完成上述任务，设备管理器应具有如下功能：
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缓冲管理
如果在I/O设备和CPU之间引入缓冲，则可有效缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。
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设备分配
设备分配的基本任务是根据用户进程的I/O请求、系统现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。
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设备处理
设备处理程序又叫设备驱动程序。其基本任务是用于实现CPU和设备控制器之间的通信，即由CPU向设备控制器发出I/O命令，要求它完成指定的I/O操作；反之，由CPU接收从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和相应的处理。
1.4.4 文件管理功能
文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理以方便用户使用，并保证文件的安全性。
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文件存储空间的管理
在多用户的环境下，若由用户自己对文件的存储进行管理，不仅非常困难，而且也必然十分低效。因而需要由文件系统对诸多文件及文件的存储空间实施统一的管理。其主要任务是：为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，进而提高文件系统的存、取速度。
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目录管理
目录管理的主要任务是为每个文件建立一个目录项，目录项包括文件名、文件属性、文件在磁盘上的物理位置等，并对众多的目录项加以有效地组织，以实现方便的按名存取。
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文件的读/写管理和保护
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文件的读写管理
该功能是根据用户的请求，从外存中读取数据，或将数据写入外存。
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文件保护
为了防止系统中的文件被非法窃取和破坏，在文件系统中必须提供有效的存取控制功能，以实现下述目标：
- 防止未经核准的用户存取文件
- 防止冒名顶替存取文件
- 防止以不正确的方式使用文件
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1.4.5 操作系统与用户之间的接口
为了方便用户对操作系统的使用，操作系统向用户提供了“用户与操作系统的接口”。该接口通常分为如下两大类：
1. 用户接口
为了便于用户直接或间接地控制自己的作业，操作系统向用户提供了命令接口。用户可通过该接口向作业发出命令以控制作业运行。
分为三种：
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联机用户接口
为联机用户提供。由一组键盘操作命令及命令解释程序组成。
当用户在终端或控制台上键入一条命令后，系统便立即转入命令解释程序，对该命令加以解释执行。在完成指定功能后系统又返回到终端或控制台上，等待用户键入下一条命令。这样，用户便可通过先后键入不同命令的方式来实现对作业的控制，直至作业完成。
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脱机用户接口
为批处理作业的用户提供。
用户用作业控制语言JCL把需要对作业进行的控制和干预的命令事先写在作业说明书上，然后将它与作业一起提供给系统。当系统调度到该作业运行时，通过调用命令解释程序去对作业说明书上的命令逐条解释执行，直至遇到作业结束语句时系统才停止该作业的运行。
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图形用户接口
图形用户接口采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的各种图标来将系统的各项功能、各种应用程序和文件直观、逼真地表示出来。用户可以通过菜单用移动鼠标选择菜单项的方式取代命令的输入，以方便、快捷的对应用程序和文件操作，从而把用户从繁琐且单调的操作中解脱出来。
2. 程序接口
程序接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。它是由一组系统调用组成的，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。每当应用程序要求OS提供某种服务（功能）时，便调用具有相应功能的系统调用（子程序）。
1.4.6 现代操作系统的新功能
1. 系统安全
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认证技术
这是一个用来确认被认证的对象是否名副其实的过程，以确定对象的真实性。防止入侵者进行假冒和篡改等。
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密码技术
即对系统中所需存储和传输的数据进行加密，使之成为密文，这样，攻击者即使截获到数据，也无法了解到数据的内容。
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访问控制技术
①通过对用户存取权限的设置，可以限定用户只能访问被允许访问的资源，这样也就限定了用户对系统资源访问范围；②通过对文件属性的设置来保障指定文件的安全性，如设置文件属性为只读时，该文件就只能被读而不能被修改等。
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反病毒技术
通过反病毒软件来检测病毒。
2. 网络的功能和服务
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网络通信
用于在源主机和目标主机之间，实现无差错的数据传输。
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资源管理
对网络中的共享资源（硬件和软件）实施有效管理，协调诸用户对共享资源的使用，保证数据的安全性和一致性。
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应用互操作
在一个由若干个不同网络互连所构成的互联网络中，必须提供应用户操作功能，以实现信息的互通信和信息的互用性。
互通信：指在不同的网络中的用户之间，能实现信息的互通。
互用性：表示用户可以访问不同网络中的文件系统和数据库系统中的信息。
3. 支持多媒体
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接纳控制功能
在多媒体系统中，为了保证同时运行多个实时进程的截止时间，需要对在系统中运行的软实时软实时任务，即SRT任务的数目、驻留在内存中的任务数目加以限制，为此设置了相应的接纳控制功能，如媒体服务器的接纳控制、存储器的接纳控制和进程接纳控制。
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实时调度
多媒体系统中的每一个任务，往往都是一些要求较严格的、周期性的软实时任务SRT，如为了保证动态图像的连续性，图像更新的周期必须在40ms之内，因此在SRT调度时，不仅需要考虑进程的调度策略，还要考虑进程调度的接纳度等，相比传统的OS这就要复杂得多。
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多媒体文件的存储
为了存放多媒体文件，对OS最重要的要求是能把硬盘上的数据快速地传送到输出设备上。因此，对于在传统文件系统中数据的离散存放方式以及磁盘寻道方式都要加以改进。
参考资料：《计算机操作系统》—— 汤小丹等。