操作系统原理：作业定义与功能详解

在《计算机操作系统原理》教程中，第2.2.1节详细探讨了作业的定义。作业被定义为在一次应用业务处理过程中，从用户提交输入开始，直至处理完毕并生成输出结束，所涉及的所有相关工作。它是由一系列有序的作业步骤（job steps）构成，这些步骤可能包括数据处理、计算和通信等任务。作业的设计目标是为用户提供友好的服务接口，无论是通过应用程序编程接口（API）还是图形用户界面（GUI），以提高用户体验。 操作系统作为位于硬件抽象层（HAL）之上的系统软件，其主要职责是管理和控制硬件资源，同时协调不同软件层次间的交互。操作系统的核心功能包括资源调度、内存管理、文件系统、输入输出管理以及进程管理等，这些都是为了实现程序并发性，即在同一时间允许多个程序运行，但实际上是按照一定顺序执行的。同时，操作系统保证了资源的共享性，使得多个程序可以共享CPU、内存和其他硬件设施，但在操作系统的监控下确保资源的有效分配和使用。 虚拟性是操作系统的重要特性之一，它允许用户和应用程序感知到比实际硬件更多的资源，比如一台物理计算机通过虚拟化技术可以表现为多台独立的“虚拟”计算机。不确定性则指操作系统必须处理不可预知的事件，例如用户请求、外部中断和实时响应等。 操作系统的基本类型有多种，例如多道批处理系统，它一次处理多个作业，但每个作业按顺序执行；分时系统则将处理器时间划分给多个终端用户，实现共享；实时操作系统强调快速响应，对延迟有严格限制，常用于控制工业自动化或航空导航等领域；通用操作系统则是具有广泛功能，适用于多种应用环境的系统。 随着技术的发展，操作系统不断进化，出现了网络操作系统，支持网络连接和分布式计算；多处理机操作系统允许多个处理器协同工作；单用户操作系统通常专为个人用户设计；而面向对象操作系统利用面向对象编程思想提高系统灵活性；嵌入式操作系统针对特定硬件和有限资源设计，常见于移动设备；智能卡操作系统则服务于高度安全的应用，如金融交易和身份验证。 了解作业的定义和操作系统在其中的作用对于深入学习计算机科学和系统管理至关重要，掌握操作系统原理有助于开发高效、安全的软件系统。