操作系统的概念：

操作系统是管理计算机硬件的程序，它还为应用程序提供基础，并且充当计算机硬件和计算机用户之间的中介。

操作系统做什么：

计算机系统可以大致分为四个部分：硬件，操作系统，系统程序和应用程序，用户。

硬件：提供基本的计算资源。
操作系统：控制与协调各用户应用程序对硬件的使用。
应用程序：定义解决用户问题的资源使用方式。
用户：User。

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩充，它位于硬件与其他软件之间，是所有其他软件运行的基础。

裸机：没有配置软件的计算机。即计算机硬件。
虚拟机：覆盖了软件的机器称之为虚拟机或扩展机。
每当人们在计算机系统上覆盖了一层软件，系统功能就增强了。

配置操作系统的主要目标：

提供用户与计算机之间的接口，使计算机更易于使用。
有效的控制和管理计算机系统中各种资源，使之得到更有效的利用。
合理地阻止计算机系统的工作流程，以提高资源利用率并改善系统性能。

从用户观点看：操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，为用户使用计算机提供服务。
从资源管理观点看：操作系统是计算机系统资源的管理者。

操作系统的定义：

目前没有一个关于操作系统的十分完整的定义。一个公认的定义是：操作系统是一直运行在计算机的程序（通常称之为内核）。

操作系统是一组控制与管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，以及方便用户的程序集合。

OS管理的计算机系统资源：

操作系统管理的计算机系统软硬件资源包括：
处理机，存储器，设备，文件。

资源的共享使用方式：

资源的共享使用方式有：

时分复用：多个用户或程序轮流使用某个资源。
空分复用：多个用户或程序同时使用资源的一部分。

分时技术：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用，若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂停运行，把处理机让给另一个作业使用，等待下一轮时再继续其运行。

作业是用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作的集合，包括用户程序，，所需的数据及命令等。

单道批处理系统及其特征：

内存中始终只保持一道作业的批处理系统称为单道批处理系统。
自动性：自动依次运行，无人工干预。
顺序性：完成顺序与进入顺序相同。
单道性：内存只有一道作业。

多道批处理系统及其特征：

在批处理系统中引入多道程序设计技术后就形成了多道批处理系统。
多道性：计算机内存中同时存放几道独立的程序。
无序性：进入顺序与完成顺序无严格对应关系。
调度性：作业从提交到完成经历两级调度，作业调度，进程调度。

分时系统实现中的关键问题：

及时接收：设置多路卡。及时处理：时间片轮转。

分时操作系统的特征：

多路性：也称之为同时性，一台计算机与若干台终端相连接，终端上的这些用户可以同时使用计算机。交互性：用户通过终端采用人机会话的方式直接控制程序运行，同程序进行交互。
独立性：用户彼此之间都感觉不到别人也在使用这台计算机，好像只有自己独占计算机一样。
及时性：用户请求能在很短时间内获得响应。

实时系统：

实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间范围内完成对该事件的处理，并控制实时任务协调一致地运行。

包含实时控制系统个实时信息处理系统。
实时控制系统：指以计算机为中心的生产过程控制系统。
实时信息处理系统：要求对信息进行实时处理的系统。

操作系统的基本类型：

操作系统有三种基本类型：
批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统。如果一个操作系统兼有其中两者及以上的功能，则称之为通用操作系统。

其他类型的操作系统：

嵌入式操作系统，个人计算机操作系统，网络操作系统，分布式操作系统。

操作系统的四个基本特征：

并发，共享，虚拟，不确定。
并发：指两个或者多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发是指宏观上一段时间内有多道程序在同时进行，但是在单处理机系统中，微观上这些程序是交替执行的。
共享：是指系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。

并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

虚拟：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。如分时技术，虚拟内存。

不确定性：表现在多个作业的执行顺序和每个作业的执行时间是不确定的。不确定性也称为异步性。

双重模式操作：

至少需要两种操作模式：用户模式以及核模式。
在计算机硬件中增加模式位表示当前模式：内核模式（0）或用户模式（1）。

核心态：又称管态，系统态，是操作系统管理程序执行时机器所处的状态，这种状态具有较高的特权，能执行一切指令，访问所有的寄存器和存储区。
用户态：又称为目态，是用户执行程序时机器所处的状态，这种状态具有较低的特权，只能执行规定的指令，访问指定的寄存器和存储区。

资源管理：

操作系统的资源管理功能包括：
处理机管理：也称进程管理。
存储器管理。
设备管理。
文件管理。

操作系统负责与进程相关的工作：
进程的创建于删除，进程的挂起与恢复，提供进程同步机制，提供进程通信机制，提供死锁处理机制。

处理机管理的主要任务是对处理机的分配和运行实施有效的管理：
进程控制：负责进程的创建，撤销以及状态转换。
进程同步：对并发执行的进程进行协调，有同步与互斥。
进程通信：负责完成进程之间的信息交换。
调度：分为作业调度和进程调度。

操作系统负责以下与内存管理有关的活动：
记录内存的哪部分正在被使用以及被谁使用。
决定将那个进程以及数据调入内存。
需要时分配和收回内存。

操作系统杜泽下列有关文件管理的活动：
创建和删除文件，创建和删除目录，提供操作文件和目录的源语。把文件映像到二级存储器。在稳定存储介质中备份文件。

操作系统的运行环境：计算机硬件能提供的支持，构成了现代操作系统的运行环境，包括：处理机，存储器，设备，时钟，中断等。

练习：

操作系统的三个主要的目的：

提供用户与计算机之间的接口，使计算机更易使用。
有效的控制和管理计算机系统中的各种资源，使之得到更有效的利用。
合理组织计算机系统的工作流程，以提高资源利用率并改善系统性能。

内核模式和用户模式之间的区别是如何作为一种基本的保护形式（安全）发挥作用的？

核心模式具有较高的特权，能够执行一切指令，访问所有的寄存器和存储区，用户态具有较低的特权，只能执行规定的指令，访问指定的寄存器和存储区，核心模式和用户模式可以在一定条件下相互转换。

在脱机批处理方式中，有一台负责与外部设备交换信息的计算机，一般称之为：

外围处理机

在计算机系统中，操作系统是：

核心系统软件

实时操作系统必须在___内处理来自外部的时间：

被控制对象规定时间

在设计实时操作系统时，要重点考虑的是：

及时响应，快速处理。提高系统资源的利用率。有高可靠性。

分时系统追求的目标是：

快速响应用户

一个多道批处理系统，在提高了计算机系统的资源利用率，同时__:

增加了单位时间内作业的吞吐量。

批处理系统的主要缺点是：

无交互能力

从用户的观点看，操作系统是：

用户与计算机之间的接口

所谓__是指讲一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等资源。

多道程序设计

操作系统中最基本的两个特征是：

并发与共享

小结：

操作系统的基本特征是：并发，共享，不确定，虚拟。

实时系统按应用的不同分为：实时控制系统，实时信息处理系统。

如果一个操作系统兼有批处理，分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统叫做通用操作系统。

没有配置软件的计算机叫做裸机。

在单处理系统中，多道程序运行的特点是，多道，宏观上并行，微观上并行。

按内存中同时进行程序的数目可以将批处理系统分类为：单道批处理系统和多道批处理系统。

操作系统的基本类型主要有：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统。