操作系统概论：处理机管理与系统目标

"处理机管理功能-操作系统第一章" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机硬件和软件资源，确保计算机系统高效、稳定运行。操作系统的主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。从用户角度来看，操作系统提供了一个友好的用户界面，使得用户无需直接操作底层硬件就能使用计算机，极大地方便了用户。同时，操作系统通过系统调用、命令图标和窗口等方式，使用户可以方便地与计算机交互。 在资源管理方面，操作系统作为计算机硬件资源的管理者，主要职责包括处理机管理、存储器管理、输入/输出设备管理和文件管理。处理机管理涉及进程的创建、运行和撤销。当创建进程时，操作系统会分配必要的资源，如内存空间和打开的文件；在运行阶段，操作系统通过调度算法来决定哪个进程获得处理机；当进程结束或发生异常时，操作系统会回收这些资源。进程同步和互斥是处理机管理的重要方面，进程互斥确保临界资源在同一时刻仅被一个进程使用，而进程同步则协调多个进程按特定顺序执行，以完成共同的任务。 操作系统还负责存储器管理，这包括内存分配、回收和页面调度等，旨在提高内存的利用率并避免碎片。输入/输出设备管理确保数据高效、有序地在设备间传输，而文件管理系统则管理磁盘上的文件，提供文件的创建、读写、删除及保护等功能。 从计算机系统发展的历史来看，早期的人工操作方式效率低下，随着技术的进步，出现了脱机输入输出方式和单道批处理系统，提升了计算机资源的利用率。单道批处理系统中，多个作业被依次提交给计算机执行，大大减少了等待时间。随着计算机技术的进一步发展，多道批处理系统、分时系统和实时系统相继出现，直至现代的网络操作系统和分布式操作系统，它们提供了更高级的并发处理和资源共享能力。 操作系统的设计和实现涉及到操作系统结构、进程通信、死锁处理、虚拟存储、设备驱动等多个复杂领域。学习操作系统有助于理解计算机系统的运行机制，为软件开发和系统优化提供理论基础。操作系统的设计和优化对于提升计算机性能、保障系统安全以及适应新技术的发展至关重要。