操作系统基础：从裸机到多道程序系统

"成组链接法示意图-操作系统课件" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理和控制硬件及软件资源，使得用户能够高效、便捷地使用计算机。在计算机系统中，硬件包括CPU、存储器和各种设备，而软件则包含了系统软件如操作系统、编译程序、编辑程序和应用软件。操作系统作为第一层软件，起到了硬件和其它软件之间的桥梁作用，通过其功能增强计算机的功能。 操作系统的发展历程经历了几个主要阶段。最初是手工操作阶段，没有操作系统，用户直接与硬件交互。随后进入了批处理阶段，分为早期联机批处理和早期脱机批处理，这一时期计算机开始批量处理作业，但用户交互性较差。接着是执行系统阶段，进一步提升了作业调度和输入输出的效率。最后，多道程序系统出现，允许多个作业同时运行，共享系统资源，提高了计算机的利用率。 操作系统主要有三大基本类型：多道批处理系统、分时系统和实时系统。多道批处理系统允许多个作业在内存中同时存在，作业的运行无需用户干预。分时系统则允许多个用户共享同一计算机，每个用户轮流获得处理机的时间片，给人一种独立使用计算机的错觉。实时系统对响应速度有严格要求，分为实时控制系统（用于工业生产过程控制）和实时信息处理系统（强调信息处理的速度）。 通用操作系统集成了上述几种类型的特性，既能处理批处理作业，又能实现分时共享，甚至满足实时性需求。操作系统的主要功能包括处理机管理（如进程控制、调度），内存管理（内存分配、回收），以及文件管理、设备管理、作业管理和用户接口等。处理机管理中，进程控制确保各个进程有序执行，进程同步和通信解决并发问题，调度则决定了哪些进程可以得到CPU的使用权。内存管理则涉及到如何有效地分配和回收内存，以提高内存的利用率和系统的稳定性。 在本课件中，还提到了一种磁盘空间管理方法——成组链接法，虽然具体内容未给出，但通常它是一种用于管理磁盘空闲空间的数据结构，通过链接空闲块形成链表，便于快速查找和分配空闲空间。这种方法在实际操作系统中广泛使用，有助于优化磁盘空间的使用。 操作系统是计算机科学的重要研究领域，其设计和实现直接影响到计算机的性能和用户体验。成组链接法则是操作系统中存储管理的一个重要概念，理解并掌握这些知识对于理解和使用计算机系统至关重要。