操作系统概述：目标、作用与基本特性

"操作系统引论-计算机操作系统汤晓丹第一章" 操作系统是计算机系统的核心软件，它的主要目标包括有效性、方便性和可扩充性。本章详细阐述了这些目标及其作用。 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.1 操作系统的目标 - **有效性**：早期的操作系统设计主要是为了提高计算机系统的资源利用率和吞吐量。资源利用率的提高体现在CPU、I/O设备的忙碌状态，以及内存和外存的有效利用。通过合理的调度和管理，操作系统可以减少资源的闲置，增加数据的有序性，进而提升整体系统效率。 - **方便性**：配置操作系统后，用户不再需要直接与硬件打交道，而是通过操作系统提供的用户界面和命令进行交互。例如，编译命令使得用户可以使用高级语言编写程序，简化了编程过程，增强了计算机的易用性。 - **可扩充性**：随着技术的发展，计算机硬件和应用需求不断变化，操作系统需要具备良好的可扩充性，能够适应新的硬件架构，支持多处理机系统、计算机网络，以及互联网环境下的新功能和新服务。 1.2 操作系统的发展过程 从早期的简单批处理系统到后来的分时系统、实时系统、网络操作系统，再到现代的分布式操作系统，操作系统经历了从单一任务到多任务、从单机到多机、从封闭到开放的演变。随着VLSI技术的进步，操作系统的设计理念和架构也发生了重大变化，如微内核结构和客户服务器模式的引入，以更好地满足系统的可扩展性和灵活性需求。 1.3 操作系统的基本特性 - 并发性：允许多个任务同时执行，提高系统效率。 - 共享性：资源共享，使得多个进程可以同时访问同一资源。 - 虚拟化：通过资源的抽象和模拟，提供超越物理限制的服务。 - 异步性：进程间的执行顺序不完全按照程序的逻辑顺序，增强了系统的响应能力。 - 安全性与保护：确保系统资源的安全，防止非法访问和破坏。 操作系统的设计和实现是一个复杂的过程，它需要平衡效率、可用性、安全性和可维护性等多个因素。理解操作系统的目标和作用有助于我们更好地理解和使用计算机系统，同时也有助于开发更加先进和适应未来需求的操作系统。