操作系统入门：理论与实践

操作系统（第4版）第1章"操作系统引论"主要介绍了操作系统在信息时代的重要地位，它是国家安全、科技发展以及个人学习如考研和求职的关键知识。本章涵盖了操作系统的基本概念、历史发展、类型和特征，强调了它作为计算机硬件和软件之间桥梁的作用。 首先，章节从计算机硬件结构开始，详细解释了CPU、内存、I/O设备、系统总线等组件的功能与相互关系。CPU执行指令的过程，包括从内存读取指令、译码、取操作数和执行，涉及到了专用和通用寄存器、程序计数器、栈指针和程序状态字等关键概念。同时，区分了特权指令和非特权指令，以及用户态和管理模式的转换。 操作系统的发展历程被概述，从早期单一任务到现代多任务、多用户的操作系统，如分时、优先级调度等管理策略。操作系统的主要类型，如批处理系统、实时系统、网络操作系统和分布式操作系统，也得到了提及。 接着，章节深入探讨了操作系统的核心功能，如存储管理。它负责内存分配、地址映射（逻辑地址到物理地址的转换）、内存保护以避免程序间的干扰，并通过虚拟存储器技术扩展可用内存。此外，作业和进程管理也是重点，包括作业调度、进程控制、进程通信等，确保多个程序并发运行且协调有序。 设备管理则涵盖了输入输出设备的控制，包括设备的分类、设备驱动程序的作用，以及如何通过数据、地址和控制总线进行设备通信。操作系统还负责监控资源状态、分配资源、回收资源，以及实施策略以保证资源的有效利用。 第1章通过系统地介绍操作系统的基础理论、结构以及核心功能，帮助读者建立起对操作系统全面且深入的理解，为后续的学习和实际应用打下坚实的基础。学习时，不仅需要理解概念，还要注重联系实际，培养独立思考和解决实际问题的能力，通过做题和实验来深化理解和掌握。