操作系统概论：并发、共享与系统分类

"操作系统概述（第2讲）" 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硬件与软件资源，以提供高效、便捷的用户服务。操作系统作为一个程序的集合，其主要任务包括调度计算资源、管理内存、处理输入输出、控制文件存储以及确保系统的安全性和稳定性。 在现代操作系统中，有四个关键特征： 1. 并发性（Concurrence）：操作系统允许多个任务同时执行，即使在单处理器系统中，也能通过时间片轮转等方式实现这种假象的并行处理。 2. 共享（Sharing）：资源可以在多个进程间共享，这提高了资源利用率并促进了协作。 3. 虚拟化（Virtual）：操作系统通过虚拟化技术，如虚拟内存和虚拟设备，为用户提供比实际物理资源更多的资源感知。 4. 不确定性（Uncertainty）：由于并发和共享的存在，操作系统的行为可能会受到各种因素的影响，表现出一定程度的不确定性。 操作系统的发展历程可大致分为四个阶段： 1. 第一代计算机采用人工操作方式，没有操作系统。 2. 第二代计算机引入了脱机和批处理，操作系统开始萌芽。 3. 第三代计算机出现了多道程序设计技术，标志着操作系统的形成。 4. 第四代计算机，即个人计算机时代，操作系统进一步发展和成熟，如Windows和Linux等。 操作系统按照功能和应用领域可以分为多种类型： 1. 嵌入式操作系统（如Windows CE、VxWorks）：针对特定应用，体积小，响应速度快。 2. 并行操作系统（如Mach、Chorus）：用于并行计算机，能统一管理多台计算机。 3. 分布式操作系统（如分布式操作系统）：将分布式计算机系统统一管理，提供单一接口。 4. 网络操作系统（如NetWare、Windows Server系列）：提供网络通信和资源共享功能。 5. 实时系统（如某些专用系统）：对响应时间和可靠性有严格要求，常见于工业控制等领域。 6. 分时系统（如CTSS、MULTICS）：将CPU时间分割，允许多个用户同时交互使用。 7. 批处理系统（如IBSYS）：处理批量作业，不需用户直接参与。 8. 微机操作系统（如CP/M、MS-DOS、Windows、Linux）：适用于个人计算机，分为单用户和多用户系统。 分时系统，又称为Time-Sharing Systems，是指操作系统将CPU的时间资源分割成多个时间片，每个时间片内执行一个进程，通过快速切换实现多个进程的并发执行，让用户感觉每个进程都在连续运行。这种技术使得多个用户可以同时在一台计算机上进行交互操作，提高了资源的使用效率和用户的体验。