1.1 操作系统的基本概念

操作系统的定义

操作系统(Operating System，OS) 是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配；以提供给用户和其他软件方便的接口和环境；它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

• 操作系统向上层提供方便易用的服务

• 操作系统是最接近硬件的一层软件

操作系统的目标和功能

一、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

二、操作系统向上层提供方便易用的服务

（1）命令接口

• 联机命令接口（交互式命令接口）

用户说一句，系统执行一句

• 脱机命令接口（批处理命令接口）

用户说一堆，系统执行一堆

（2）程序接口（广义指令）

可以在程序中进行系统调用来使用程序接口。普通用户不能直接使用程序接口，只能通过程序代码间接使用。

例如GUI，即是通过调用程序接口实现的。

三、操作系统是最接近硬件的一层软件

实现对硬件机器的扩展

没有任何软件支持的计算机成为裸机。在裸机上安装的操作系统，可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能，将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器。

通常把覆盖了软件的机器成为扩充机器，又称之为虚拟机。

操作系统的特征

1、并发

并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的。

并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生。

单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发地执行

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

2、共享

• 同时访问方式

• 互斥共享方式

同时给共享方式宏观上是同时的，微观上是交替访问的

并发性和共享性互为条件

• 资源共享的前提是存在程序并发运行

• 若系统不能对资源共享进行有效的管理，则程序无法并发运行

3、虚拟

程序需要放入内存并分配CPU资源才能运行

虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实际存在的，而逻辑上对应物(后者)是用户感受到的。

操作系统的虚拟技术包括：

• 时分复用技术

• 空分复用技术

4、异步

异步是指在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。

只有系统拥有并发性才可能导致异步性。