操作系统原理概览：从批处理到分布式系统

"这份资源是南京航空航天大学操作系统课程的复习笔记，主要涵盖了操作系统的基本概念、类型、目标、功能以及设计原则。笔记作者通过学习获得了90+的好成绩，适合计算机考研复习使用。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理着计算机的硬件资源，并为用户提供方便、高效的服务。根据工作方式，操作系统主要分为五类：批处理系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。 1. 批处理系统：在这种系统中，用户一次性提交多个作业，操作系统负责自动运行这些作业，无需用户干预。这样可以提高计算机的利用率，减少人机交互时间。 2. 分时操作系统：分时系统允许多个用户同时通过终端与计算机进行交互，采用时间片轮转的方式为每个用户分配计算资源。例如，Unix和Linux操作系统就是典型的分时系统。 3. 实时操作系统（RTOS）：实时系统强调响应速度和确定性，常用于需要快速响应外部事件的场合，如航空航天、自动化设备等领域。 4. 网络操作系统：网络操作系统（NOS）为网络中的计算机提供服务，实现数据传输、资源共享等功能。例如，Windows Server、Linux的Samba服务等。 5. 分布式操作系统：分布式系统允许在多台计算机之间分布执行任务，这些计算机通过网络相互协作，共同完成一个任务。这种系统具有高可用性、可扩展性和容错性。 操作系统的主要目标包括：方便性（提供友好的用户界面）、有效性（高效利用硬件资源）、可扩充性（适应新的硬件和软件需求）和开放性（允许第三方开发和集成应用）。操作系统的基本功能包括进程管理、存储管理、设备管理、信息/文件管理和用户接口管理。 从设计角度，操作系统应具备管理CPU、内存、外设的能力，以及为用户提供程序和数据的存储空间和使用接口。为了提高效率，操作系统采取了如分时技术、内存交换与覆盖、虚拟设备等策略。 操作系统的特征包括并发性（多任务同时运行）、共享性（资源共用）、虚拟化（如虚拟内存、虚拟设备）和异步性（程序执行的不确定性）。这些特性使得操作系统能够支持复杂的计算环境和多用户需求。 第二章提到程序并发执行的特征，包括顺序性（程序指令按顺序执行）、封闭性（程序运行期间独占资源）和可再现性（在相同条件下多次运行结果一致）。并发执行时，虽然执行顺序可能变得不可预测，但必须保证在相同的环境下，相同输入会得到相同输出。这涉及到操作系统如何管理和调度进程，确保系统的稳定性和可靠性。