操作系统的基本概念

操作系统的概念

操作系统(Operating System, OS)是指控制和管理整个计算机系统的硬件与软件资源，合理地组织、调度计算机的工作与资源的分配，进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合。操作系统是计算机系统中最基本的系统软件。

操作系统是系统资源的管理者。
向上层提供方便易用的服务。
最接近硬件的一层软件

操作系统的特征

并发#

注意同一时间间隔(并发)和同一时刻(并行)的区别。在多道程序环境下，一段时间内，宏观上有多道程序在同时执行，而在每个时刻，单处理机环境下实际仅能有一道程序执行，因此微观上这些程序仍是分时交替执行的。操作系统的并发性是通过分时得以实现的。

注意，并行性是指系统具有同时进行运算或操作的特性，在同一时刻能完成两种或两种以上的工作。并行性需要有相关硬件的支持，如多流水线或多处理机硬件环境。

单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发执行。

多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行地执行。

并发和共享是操作系统两个最基本的特征(没有就没有虚拟和异步)，两者之间互为存在的条件。

共享

互斥共享方式

同时访问方式

系统中还有另一类资源，这类资源允许在一段时间内由多个进程“同时”访问。这里所说的“同时”通常是宏观上的，而在微观上，这些进程可能是交替地对该资源进行访问即“分时共享“的。可供多个进程“同时”访问的典型资源是磁盘设备，一些用重入码编写的文件也可被”同时”共享，即允许若干个用户同时访问该文件。

虚拟

时分复用技术

如处理器的分时共享

空分复用技术

如虚拟存储器。

异步

操作系统的目标和功能

操作系统作为计算机系统资源的管理者

处理机管理
存储器管理
文件管理
设备管理

操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口#

图形化用户接口

Graphical User Interface, GUI

命令接口

联机命令接口又称交互式命令接口
脱机命令接口又称批处理命令接口

程序接口

通过系统调用(广义指令)来使用程序接口。

用户接口

有些教材会把程序接口和命令接口统称用户接口。

操作系统实现了对计算机资源的扩充

没有任何软件支持的计算机称为裸机，它仅构成计算机系统的物质基础，而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机。裸机在最里层，其外面是操作系统。操作系统所提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能，将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器；因此，我们通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚拟机。

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