操作系统基础：从导论到多道程序系统

"操作系统课件 第一张" 操作系统是计算机科学中的核心部分，它是连接硬件和软件的桥梁，使得用户能够高效、便捷地使用计算机。在第一章的课件中，主要介绍了操作系统的概念以及不同类型的计算机系统。让我们深入探讨这些知识点。 首先，操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的关键组件，它的主要任务是管理和协调硬件资源，为用户提供一个友好的接口来执行各种应用。操作系统不仅负责硬件资源如中央处理器（CPU）、内存和输入/输出设备的管理，还负责调度和控制应用程序的执行，确保它们能有效、安全地运行。 操作系统有多种类型，包括大型机系统、桌面系统、多处理器系统、分布式系统、集群系统、实时系统和手持系统等。大型机系统通常用于处理大规模数据和并发任务，而桌面系统则是我们日常使用的个人电脑操作系统，如Windows或Mac OS。多处理器系统是指拥有两个或更多处理器的系统，可以同时执行多个处理任务。分布式系统是由多个独立的计算机节点通过网络连接，共同完成一项任务。集群系统是将多台计算机组合成一个整体，以提高性能和可用性。实时系统强调对时间限制的响应，如航空航天控制系统。手持系统，如智能手机和平板电脑的操作系统，如Android和iOS，设计时考虑了低功耗和移动性。 操作系统的主要目标是提高用户效率和系统利用率。它通过执行用户程序、管理资源分配、控制程序执行和设备操作来实现这一目标。操作系统内核是其核心部分，始终在内存中运行，负责系统的底层操作和管理。 在多道程序系统中，操作系统允许同时在内存中保留多个程序，这样可以更有效地利用CPU时间。批处理系统是早期的一种操作系统形式，它批量处理用户提交的作业，减少了操作员的干预。随着技术的发展，多道程序批处理系统出现，允许多个作业共享CPU，提高了系统的吞吐量。 此外，操作系统还需要具备一些关键特性，如进程管理、内存管理、文件系统、设备管理以及安全管理等。这些特性使得操作系统能够有效地分配资源、控制并发执行、存储数据、处理输入/输出请求，并保护系统免受恶意攻击。 操作系统是现代计算机系统的心脏，它在硬件和用户之间架起了一座桥梁，使得复杂的计算任务变得简单易行。理解操作系统的概念、类型及其功能对于学习和使用计算机至关重要。