计算机系统由硬件和软件两部分组成，操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。它在计算机系统中占据着特别重要的地位，而系统软件、应用软件都将依赖于操作系统的支持，取得它的服务。
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标
1.方便性
2.有效性
3.可扩充性
4.开放性
方便性和有效性是设计操作系统时最重要的两个目标。
1.1.2 操作系统的作用
1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
(1)命令方式
(2)系统调用方式
(3)图形、窗口方式
2.OS作为计算机系统资源的管理者
3.OS用作扩充机器
4.进程管理
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
1.不断提高计算机利用率
2.方便用户
3.器件的不断更新换代
4.计算机体系结构的不断发展
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统的计算机系统
1.人工操作操作方式
人机矛盾(人工操作方式极大的降低了CPU的使用效率)、CPU和IO设备的速度不匹配的矛盾
2.脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式
1.2.2 单道批处理系统
1.单道批处理系统的处理过程
2.单道批处理系统的特征：自动性、顺序性、单道性
1.2.3 多道批处理系统
1.多道程序设计的基本概念
设计多道批处理系统可以带来以下好处：提高CPU的利用率、提高内存和IO设备的利用率、提高系统吞吐量
2.多道批处理系统的特征
多道性、无序性、调度性
3.多道批处理系统的优缺点
资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力
系统吞吐量是指系统在单位时间内所完成的总工作量。
4.多道批处理系统需要解决的问题
(1)处理机管理问题(2)内存管理问题(3)IO设备管理问题(4)文件管理问题(5)作业管理问题
操作系统是一组管理和控制计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
1.2.4 分时操作系统
1.分时系统的产生
如果说，推动多道批处理系统形成和发展的主要动力，是提高资源的利用率和吞吐量，那么分时系系统形成和发展的主要动力，则是用户需求。用户需求主要表现在以下几个方面：(1)人机交互(2)共享主机(3)便于用户上机
2.分时系统实现中的关键问题
(1)及时接收(2)及时处理
3.分时系统的特征
(1)多路性(2)独立性(3)及时性(4)交互性
1.2.5 实时操作系统
1.应用需求
虽然多道批处理系统和分时系统，已能获得较为令人满意的资源利用率和响应时间，但仍不能满足某些领域的需要。
(1)实时控制
(2)实时信息处理
2.实时任务
3.实时系统与分时系统的特征比较
(1)多路性(2)独立性(3)及时性(4)交互性(5)可靠性
1.3 操作系统的基本特性
1.3.1 并发
并行性：两个或多个事件在同一时刻发生；并发性：两个或多个事件在同一时间间隔内发生
程序是静态实体，它们是不能并发执行的，为使多个程序并发执行，必须分别为每个程序建立进程(Process)，进程是操作系统中能独立运行和作为资源分配的基本单位，它是由机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个活动的实体．在操作系统中引入进程的目的，是使多个程序能并发执行．
1.3.2 共享
在操作系统环境下，共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用．根据资源属性的不同将资源共享方式分为：
(1)互斥共享方式
(2)同时共享方式
并发和共享是使操作系统的两个最基本的特征，它们有是互为存在的条件．
1.3.3 虚拟
1.3.4 异步性
1.4 操作系统的主要功能
1.4.1 处理机管理功能
1.进程控制
2.进程同步
3.进程通信
4.调度
1.4.2 存储器管理功能
1.内存分配
2.内存保护
3.地址映射
4.内存扩充
1.4.3 设备管理功能
1.缓冲管理
2.设备分配
3.设备处理
1.4.4 文件管理功能
1.文件存储空间的管理
2.目录管理
3.文件读/写管理和保护
1.4.5 用户接口
1.命令接口
2.图形接口
3.程序接口
1.5 操作系统的结构设计
1.5.1 软件工程的基本概念
1.5.2 传统的操作系统结构
1.无结构操作系统
2.模块化OS结构
3.分层式OS结构
1.5.3微内核结构
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