操作系统概述：从单道到分时系统

"分时操作系统-操作系统课件第一章" 在计算机科学领域，操作系统（Operating System，简称OS）扮演着至关重要的角色，它是一组管理和控制计算机硬件与软件资源的程序，同时也是用户与计算机硬件之间的接口。操作系统的主要目标是提供一个高效、方便、安全的环境，使得用户能够有效地执行各种任务。在本课件中，我们将深入探讨分时操作系统这一主题。 分时操作系统（Time-Sharing Operating System，TSOS）的出现，源于人机交互、共享主机以及便于用户上机的应用需求。这种系统允许多个用户通过各自的终端同时与一台计算机进行交互，每个用户感觉就像独占了整个系统。分时系统的工作原理是将CPU的时间划分为若干个时间片，依次分配给各个终端的用户，使得所有用户可以在短时间内得到响应，从而实现多用户的并发操作。 分时系统的历史可以追溯到1960年代的MIT兼容分时系统CTSS（ Compatible Time-Sharing System），它是最早的分时操作系统之一。CTSS的出现，标志着计算机系统的使用方式发生了革命性的变化，用户不再需要等待长时间才能使用计算机，而是能够实时地进行数据输入和结果查看。 操作系统主要分为五类：批处理、分时、实时、网络和分布式。其中，分时系统的特点是提供了交互性和多任务能力，允许用户同时进行多项操作，提高了计算机资源的利用率。时间片轮转是分时系统的核心机制，通过短时间间隔的切换，确保每个终端都能得到公平的CPU执行时间。 学习操作系统，需要理解其基本概念，包括操作系统的定义、功能、种类及其特点。操作系统有四大主要功能：处理机管理（包括进程调度）、存储器管理（如内存分配）、设备管理（I/O设备的控制）和文件管理（文件的创建、读写和保护）。此外，操作系统的设计原则和内部构造也是学习的重点。 操作系统的学习涉及多个前置课程的知识，如微机原理、C语言和数据结构。学习操作系统需要把握好理论与实践的平衡，既要理解概念和原理，也要掌握相关的算法和数据结构。 参考书籍对于深入学习操作系统非常有帮助，包括William Stallings的《操作系统内核与设计原理》，孙钟秀的《操作系统教程》，汤小丹和汤子瀛的《计算机操作系统》，以及曾平和曾林的《操作系统习题与解析》等。 课程内容涵盖了操作系统的基本概述，处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理，以及进程间的制约关系。通过这些内容的学习，不仅可以增强对计算机系统本质的理解，也有利于进行软件开发，特别是对于计算机专业的学生来说，操作系统是考研的重要科目之一。