操作系统核心概念与发展历程

"这篇文档是关于计算机操作系统的重点总结，涵盖了操作系统的基本概念、发展历程、主要类型、关键功能以及操作系统的一些核心特征。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和协调计算机的软硬件资源，以提供高效、可靠的计算环境。根据描述，我们可以将操作系统的主要知识点分为以下几个部分： 1. **操作系统的作用**：OS不仅扩展了计算机的功能，还向用户提供服务，如文件管理、进程调度等。它是用户与硬件之间的桥梁，通过合理的方法控制程序执行和资源分配，以提高系统效率。 2. **操作系统的运行状态**：OS有两种运行模式，即用户态和核心态（内核）。用户态的OS以客户/服务器方式运行，而核心态则更接近硬件，用于直接控制硬件资源。 3. **操作系统的类型**： - **批处理系统**：早期的联机批处理和脱机批处理系统主要用于批量处理任务，提高硬件利用率。 - **多道程序系统**：结合批处理与多道程序，提高了系统的响应速度和效率。 - **分时系统**：允许多个用户同时交互，按时间片分配CPU资源，分为单用户分时和多用户分时。 - **实时操作系统**：强调快速响应时间和高可靠性，适用于控制设备或需要实时反馈的场景。 - **网络操作系统**：专注于网络通信、资源管理和网络服务，提供集中式和分布式两种结构。 - **分布式操作系统**：运行在分布式计算环境中，强调系统的透明性、健壮性和可移植性。 - **嵌入式操作系统**：适用于嵌入式设备，强调微型化、可定制性、实时性和可移植性。 4. **操作系统的功能**：主要包括进程管理、存储管理、文件管理和I/O设备管理，以及用户接口。其中，进程管理涉及到并发执行和进程同步等问题，存储管理关注内存分配和回收，文件管理涉及文件的创建、读写和保护，I/O设备管理则处理设备的请求和数据传输。 5. **操作系统的特征**：操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征。并发性允许多任务同时进行，共享性使得资源可以被多个进程使用，虚拟性通过映射实现逻辑资源与物理资源的分离，异步性则反映了进程执行的不确定性。 6. **程序执行方式**：包括顺序执行和并发执行。顺序执行具有顺序性、封闭性和可再现性的特点，而并发执行则带来了资源利用率的提升，但需要解决并发执行中的同步和通信问题，如引入进程来保证正确性。 通过以上知识点的总结，我们可以看到操作系统在计算机系统中的重要角色，它不仅管理硬件资源，还为用户提供了一个高效、安全的计算环境。理解这些概念对于学习和使用操作系统至关重要。