操作系统概论 & 功能
- 概述
- 定义
- 操作系统功能
- 作为系统资源的管理者
- 向上层提供方便易用的服务
- 作为最接近硬件的层次
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概述
概念：
- 定义
- 控制和管理计算机硬件和软件资源的程序
- 一种系统软件
- 为上层用户、应用程序提供简单易用的服务
- 负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作
- 发展历程
- 从简单批处理系统到现代复杂操作系统
- 类型
- 单用户、多用户、实时、分布式、嵌入式等
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
- 向上层提供方便易用的服务
- 是最接近硬件的一层软件
操作系统功能
功能：
- 资源的管理者
- 设备管理
- 设备驱动
- 设备调度
- 设备缓冲区管理
- 设备错误处理
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- 文件管理
- 文件创建
- 文件读写
- 文件访问控制
- 文件目录管理
- 存储管理
- 内存分配
- 内存保护
- 内存扩充
- 虚拟内存管理
- 进程管理
- 进程创建
- 进程调度
- 进程同步
- 进程通信
- 进程终止
- 设备管理
- 用户接口
- 为上层提供服务
- 普通用户
- 图形用户界面
- GUI图形界面
- 命令行界面
- 联机命令接口- 脱机命令接口
- 软件/程序员
- 网络用户界面
- 程序接口 （系统调用）
- 普通用户
- 为上层提供服务
- 扩充机器
｜ 对硬件机器的扩展
作为系统资源的管理者
执行一个程序前需要将该程序放到内存中，才能被 CPU 处理
使用 QQ 和朋友视频聊天的过程：
- 找到 QQ 的安装位置 —— 逐层打开文件夹，找到 QQ.exe 这个程序的存放位置（文件管理）
- 双击打开 QQ.exe —— 需要把该程序相关数据放入内存（存储管理）
- QQ 程序正常运行 —— 对应的进程被处理机 CPU 处理（进程管理）
- 开始和朋友视频聊天 —— 需要将摄像头设备分配给进程（设备管理）
通过上述例子，我们可知操作系统作为系统资源的管理者，提供了文件管理、存储管理、进程管理、设备管理四个功能。
向上层提供方便易用的服务
对于硬件来说，只听得懂二进制指令，用户很难直接操作硬件，所以操作系统进行了一定的封装，仅仅暴露出简单易用的接口。
封装思想：操作系统把一些难以直接操作的硬件功能封装成简单易用的服务，使用户能更方便地使用计算机，用户无需关心底层硬件的原理，只需要对操作系统发出命令即可。
作为最接近硬件的层次
需要实现对硬件机器的拓展
没有任何软件支持的计算机称为裸机。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称为扩充机器，又称之为虚拟机
操作系统对硬件机器的拓展：将CPU、内存、磁盘、显示器、键盘等硬件合理地组织起来，让各种硬件能够相互协调配合，实现更多更复杂的功能
普通用户无需关心这些硬件在底层是怎么组织起来工作的，只需直接使用操作系统提供的接口即可
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