计算机操作系统入门：存储程序模型与操作系统角色

"计算机操作系统是计算机科学中的核心课程，它主要介绍了操作系统在计算机系统中的作用、发展、特征和功能。本课件详细讲解了存储程序式计算机模型，操作系统作为扩展机器和资源管理的角色，以及操作系统的历史和发展。" 操作系统是计算机系统的基础组成部分，它管理并控制着计算机硬件和软件资源，为用户提供了一个友好的交互环境。在存储程序式计算机模型中，程序和数据存储在内存中，由控制器执行存储的指令，通过运算器进行计算，并通过输入/输出设备与用户交互。操作系统在这个模型中起到了关键作用，它可以被视为扩展机器，通过提供高级接口隐藏了硬件的具体细节，使得用户可以更专注于应用程序的开发，而不是底层硬件的控制。 操作系统不仅仅是机器功能的扩展，它还是资源的管理者。在多道程序设计的环境中，多个程序同时在内存中运行，操作系统负责调度这些程序对处理器、内存和其他资源的访问，确保系统资源的有效利用和公平分配。此外，操作系统还负责管理磁盘、网络接口等外围设备，提供文件系统和网络通信等功能。 从历史的角度看，操作系统的发展经历了从无操作系统到批处理系统，再到分时系统、实时系统和个人计算机操作系统等多个阶段。随着计算机技术的进步，操作系统也不断演进，引入了多任务、多线程、虚拟化等技术，以适应不断增长的计算需求和复杂的应用场景。 操作系统的主要特征包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和确定性（对于实时操作系统）。它的功能涵盖了进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理、用户接口以及网络安全等多个方面。例如，进程管理涉及进程的创建、撤销、同步和通信；内存管理则包括内存分配、回收、地址映射等机制；文件系统管理负责文件的存储、检索和保护；设备管理通过驱动程序控制硬件设备；用户接口提供命令行界面或图形用户界面；而网络安全则是保护系统免受恶意攻击的重要部分。 操作系统是计算机系统的心脏，它协调和优化着硬件和软件的交互，为用户提供高效、可靠的计算环境。理解和掌握操作系统的工作原理对于任何IT从业者来说都是至关重要的基础。