操作系统引论：目标、作用与基本特性解析

"该资源是关于‘操作系统’的课件，主要涵盖了操作系统的基本概念，包括其目标、作用和发展历程。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理并协调计算机硬件和软件资源，为用户提供友好的接口和服务。在第一章“操作系统引论”中，详细探讨了操作系统的主要目标和作用。 1.1 操作系统的目标 1.1.1 有效性 - 提高系统资源利用率：操作系统的主要任务之一是优化资源分配，确保CPU、I/O设备等硬件资源在大部分时间都能被有效利用，避免空闲。同时，通过内存管理和文件管理系统，使数据存储更有序，减少存储空间的浪费。 - 提高系统吞吐量：操作系统通过调度算法和并发控制，使得多个程序能够同时执行，减少程序等待时间，从而加快整体运行速度，提高系统的处理能力。 1.1.2 方便性 - 用户友好性：在没有操作系统的环境下，用户需直接使用机器语言进行编程和数据处理，这非常困难。操作系统提供了高级语言编译器和用户界面，使得用户可以通过简单的指令进行操作，降低了使用计算机的难度。 1.1.3 可扩充性 - 随着技术进步，操作系统需要适应不断变化的硬件环境和用户需求。现代操作系统设计时考虑了可扩充性，允许添加新功能，支持多处理器、分布式系统以及网络环境，例如微内核架构和客户服务器模型，便于扩展和维护。 1.2 操作系统的发展过程 操作系统的发展经历了单道批处理、多道批处理、分时系统、实时系统、个人计算机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等多个阶段。每个阶段都伴随着技术的进步和用户需求的变化，如批处理系统提高了处理效率，分时系统让多个用户可以同时使用一台计算机，而网络和分布式操作系统则满足了多计算机间协作的需求。 1.3 操作系统的基本特性 操作系统的基本特性包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和不确定性等。并发性允许多个任务同时执行，共享性则让多个进程可以访问同一资源，虚拟化技术创建了逻辑上的资源，异步性反映了程序执行的非顺序性，而不确定性则是由于并发和中断机制引入的。 总结来说，操作系统是计算机系统的心脏，它的主要目标是提高效率、便捷性和适应性。通过深入理解操作系统的目标和特性，我们可以更好地理解其在现代计算中的核心地位，以及为何它在技术发展中扮演着至关重要的角色。