操作系统概述：目标、功能与历史

"02操作系统概述1" 操作系统是计算机科学中的核心组成部分，它在硬件与应用程序之间起到桥梁作用，管理并协调系统资源的分配。本章主要探讨了操作系统的概念、目标、发展历史以及主要理论成就，并介绍了主流操作系统。操作系统的设计目标主要包括三个方面：方便性、有效性及易扩展性。它旨在简化用户对计算机的使用，高效利用资源，并能随着技术进步进行功能扩展。 在操作系统的主要功能中，它扮演着用户与计算机硬件之间的接口角色，屏蔽了硬件的复杂性，使得程序员可以更加专注于程序的逻辑。操作系统提供了多种服务，如程序开发环境、程序运行支持、I/O设备访问控制、文件管理以及错误检测和响应。此外，它还负责统计会计工作，记录系统的使用情况。 操作系统的研究课题广泛，涵盖了并发控制、资源调度、存储管理、文件系统等多个领域，这些课题相互关联，共同构成了操作系统的复杂体系。操作系统与硬件之间的接口包括指令集架构（ISA）、应用程序二进制接口（ABI）和应用编程接口（API）。ISA定义了计算机的机器语言指令系统，而ABI和API则规定了软件如何与操作系统交互，使得应用程序能够访问硬件资源和服务。 操作系统的发展历程可以追溯到早期的大型主机时代，那时的操作系统主要是为了管理和调度有限的计算资源。随着时间的推移，操作系统逐渐演变为多用户、多任务的系统，例如批处理系统、分时系统、实时系统以及现代的网络和分布式操作系统。当今，主流的操作系统有Windows、Linux、macOS等，它们各自具有独特的特性和应用场景。 操作系统在计算机系统中的地位至关重要，因为它决定了计算机的性能、稳定性和安全性。理解操作系统的原理和设计对于任何计算机科学的学习者或从业者来说都是必不可少的知识基础。通过深入学习操作系统，我们可以更好地优化程序性能，解决系统问题，甚至开发出新的操作系统或者改进现有系统，以适应不断变化的技术需求。