大学计算机基础-操作系统基础操作系统基本作用

# 1. 引言

## 1.1 什么是操作系统

操作系统（Operating System），简称OS，是指控制和管理计算机硬件与软件资源，合理地组织和调度计算机的工作和资源的一种系统软件。它是计算机系统中最基本的软件，也是用户与计算机硬件之间的接口和桥梁。

## 1.2 操作系统的重要性

操作系统作为计算机系统的核心组成部分，承担着以下重要的角色和功能：

- 资源管理：操作系统负责管理计算机的各种资源，如处理器、内存、硬盘、网络等，合理分配和调度这些资源，以满足用户的需求，并提高计算机系统的利用率。
- 用户界面：操作系统提供了与计算机系统交互的用户界面，例如命令行界面、图形界面等，使用户能够方便地使用计算机系统和应用软件。
- 进程管理：操作系统管理和调度计算机上的进程，确保它们按照一定的顺序和优先级进行执行，保证系统的稳定性和效率。
- 文件系统管理：操作系统管理计算机上的文件系统，包括文件的存储、读写、权限控制等，使用户能够方便地管理和使用文件。
- 网络管理：操作系统提供网络功能和服务，管理计算机系统与外部网络的连接和通信，实现网络资源的共享和访问控制。
- 安全性和权限管理：操作系统确保计算机系统的安全性，包括用户身份验证、访问权限控制、数据加密等，保护系统和用户的信息安全。

综上所述，操作系统在计算机系统中起到了重要的作用，是计算机系统正常运行和用户高效使用的基础。

# 2. 操作系统的功能

操作系统作为一种软件，具有多种功能来管理计算机系统的硬件和软件资源，并提供用户界面和其他服务。以下是操作系统的主要功能：

### 2.1 管理计算机资源

操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、硬盘、网络设备等。它通过调度算法来分配处理器时间片，控制进程的执行顺序，以及提供内存管理机制，包括内存分配和释放、虚拟内存等。此外，操作系统还负责管理输入输出设备，如打印机、显示器、键盘等，以确保各种设备的正常工作。

### 2.2 提供用户界面

操作系统通常提供一种用户界面，使用户可以与计算机进行交互。这种用户界面可以是命令行界面（CLI）或图形用户界面（GUI）。命令行界面通过命令行解释器（如Windows的cmd.exe或Linux的shell）来接受用户的命令，并将其转化为相应的操作。而图形用户界面通过图形化的窗口和图标来提供更直观的用户体验，用户可以通过鼠标和键盘进行操作。

### 2.3 实现进程管理

进程是正在运行的程序的实例。操作系统负责创建、运行、终止和调度进程。它通过进程调度算法来决定哪些进程获得处理器时间片，以及进程的优先级和执行顺序。操作系统还提供进程间通信机制，使不同的进程可以共享数据和资源。

### 2.4 文件系统管理

文件系统是用于组织和存储文件和目录的一种机制。操作系统负责管理文件系统，包括创建、删除、重命名和复制文件和目录，以及控制对文件的访问权限。它还提供文件系统缓存和磁盘调度算法，以提高文件读写的性能和效率。

### 2.5 网络管理

操作系统提供网络管理功能，使计算机可以连接到互联网或局域网，并实现网络通信。它负责管理网络设备驱动程序、配置网络参数、处理网络通信协议等。操作系统还提供网络安全机制，如防火墙、加密等，以保护计算机和网络的安全。

### 2.6 安全性和权限管理

操作系统提供安全性和权限管理机制，以确保计算机系统的安全。它通过访问控制列表（ACL）、用户身份验证、加密技术等手段来保护系统的机密性、完整性和可用性。操作系统还提供用户账户管理和权限分配功能，以控制用户对系统资源的访问权限。

综上所述，操作系统具有多种功能，包括管理计算机资源、提供用户界面、实现进程管理、文件系统管理、网络管理以及安全性和权限管理等。这些功能使得操作系统成为计算机系统中不可或缺的核心组成部分。

# 3. 操作系统的基本操作

操作系统的基本操作是指用户在日常使用中经常会涉及到的操作，包括系统的启动和关闭、文件和文件夹的操作、进程和任务管理、网络设置和配置、系统设置和优化，以及错误处理和故障排查。

#### 3.1 启动和关闭系统

在操作系统中，启动和关闭系统是最基本的操作之一。用户可以通过启动按钮或命令来启动计算机系统，也可以通过关机按钮或命令来关闭计算机系统。

# Python示例代码演示系统启动和关闭操作
def start_system():
    print("系统正在启动...")

def shutdown_system():
    print("系统正在关闭...")

start_system()
# 等待系统运行
# ...
shutdown_system()

#### 3.2 文件和文件夹操作

在操作系统中，文件和文件夹的操作是经常使用的功能。用户可以创建、删除、复制、移动文件和文件夹，以