•2.1  操作系统概述

•2.1.1  操作系统的概念

操作系统是一组控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、控制程序执行、改善人机界面、合理地组织计算机工作流程并为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。在计算机系统中设置操作系统的目的在于提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力，提高系统资源的利用率，方便用户使用计算机。

•2.1.2    操作系统的功能

从资源管理的角度来说，操作系统的主要任务是对系统中的硬件、软件实施有效的管理，以提高系统资源的利用率。计算机硬件资源主要是指处理机、主存储器和外部设备，软件资源主要是指信息（文件系统）和各类程序，因此，操作系统的主要功能相应地就有处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理、作业管理。

•1. 处理机管理

处理机管理主要有两项工作：一是处理中断事件，二是处理机调度。正是由于操作系统对处理机的管理策略不同，其提供的作业处理方式也就不同，如批处理方式、分时处理方式、实时处理方式等。

•2.存储管理

存储管理的主要任务是管理存储器资源，为多道程序运行提供有力的支撑。存储管理的主要功能包括存储分配、存储共享、存储保护和存储扩充。

•3. 设备管理

设备管理的主要任务是管理各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快I/O信息的传送速度，发挥I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率，以及提供每种设备的设备驱动程序和中断处理程序，向用户屏蔽硬件使用细节。设备管理具有以下功能：提供外围设备的控制与处理；提供缓冲区的管理；提供外围设备的分配；提供共享型外围设备的驱动和实现虚拟设备。

•4. 文件管理

文件管理是对系统的信息资源进行管理。文件管理主要完成以下任务：提供文件的逻辑组织方法、物理组织方法、存取方法、使用方法，实现文件的目录管理、存取控制和存储空间管理。

•5. 作业管理

用户需要计算机完成某项任务时要求计算机所做工作的集合称为作业。作业管理的主要功能是把用户的作业装入内存并投入运行。一旦作业进入内存，就称为进程。作业管理是操作系统的基本功能之一。

•2.1.3    操作系统的主要特征

现代操作系统广泛采用并行操作技术，使多种硬件设备能并行工作。如I/O操作和CPU计算同时进行，在内存中同时存放并执行多道程序等。以多道程序设计为基础的现代操作系统具有以下主要特征。

并发、共享、虚拟、异步

•并发性

并发性（Concurrence）是指两个或两个以上的运行程序在同一时间间隔段内同时执行。发挥并发性能够消除计算机系统中部件之间的相互等待，有效地提高了系统资源的利用率，改进了系统的吞吐率，提高了系统效率。采用并发技术的系统又称为多任务（Multitasking）系统。

•共享性

共享性（Sharing）是操作系统的另一个重要特征。共享是指操作系统中的资源（包括硬件资源和信息资源）可被多个并发执行的进程所使用。

并发性和共享性是操作系统的两个最基本的特征，又互为对方存在的条件。若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题；若系统不能对资源共享实施有效管理，协调好多个程序对共享资源的访问，也必然影响到程序并发执行的程度，甚至根本无法并发执行。

•异步性

异步性（Asynchronism）又称随机性。操作系统内部产生的事件序列有许许多多种可能，而操作系统的一个重要任务是必须确保捕捉和正确处理可能发生的随机事件，否则将会导致严重后果。例如，操作员发出命令或按按钮的时刻是随机的，各种各样的硬件和软件中断事件发生的时刻是随机的等等。

•虚拟性

虚拟是指将一个物理实体映射为若干个逻辑实体。例如，在多道程序系统中，虽然只有一个CPU，每次只能执行一道程序，但采用多道程序技术后，在一段时间间隔内，宏观上有多个程序在运行。在用户看来，就好像有多个CPU在各自运行自己的程序。这种情况就是将一个物理的CPU虚拟为多个逻辑上的CPU，逻辑上的CPU称为虚拟处理机。类似地，也可以把一台物理I/ O 设备虚拟为多台逻辑上的I/ O 设备。

•2.1.4   操作系统的分类

根据操作系统的功能特征的不同，操作系统分为   1）批处理系统；2）分时系统；3）实时系统。

根据使用环境的不同，操作系统分为：

嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统

•批处理操作系统

批处理（BatchProcessing）操作系统的工作方式是：用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业，最后由操作员将作业结果交给用户。

•分时操作系统

分时（TimeSharing）操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用，用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。

•实时操作系统

实时操作系统（RealTime Operating System）是指使计算机能及时响应外部事件的请求，在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。

•嵌入式操作系统

嵌入式操作系统（EmbeddedOperating System）是运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的操作系统。

•个人计算机操作系统

根据在同一时间使用计算机用户的多少，操作系统又可以分为单用户操作系统和多用户操作系统。单用户操作系统是指一台计算机在同一时间只能有一个用户在使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源，而如果在同一时间允许多个用户同时使用计算机，则称为多用户操作系统。

另外，如果用户在同一时间内可以运行多个应用程序（每个应用程序被称作一个任务），这样的操作系统称为多任务操作系统，如果用户在同一时间内只能运行一个应用程序，对应的操作系统称为单任务操作系统。

•个人计算机操作系统

个人计算机操作系统是单用户操作系统。个人计算机操作系统主要供个人使用，功能强、价格低，可以在几乎任何地方安装使用，能满足一般人工作、学习、游戏等方面的需求。个人计算机操作系统的主要特点是计算机在某一时间内为单个用户服务；采用图形界面人机交互的工作方式，界面友好，使用方便，用户无须专门学习，也能熟练操纵机器。

早期的DOS操作系统是单用户单任务操作系统，WindowsXP则是单用户多任务操作系统。

•网络操作系统

网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构、协议和标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用，其目标是相互通信及资源共享。

•分布式操作系统

大量的计算机通过网络联结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这种系统被称作分布式系统（DistributedSystem）。

•2.1.5    操作系统的简介

下面主要介绍一些常用的操作系统。

1.DOS  2. Windows 3. UNIX  4. Linux  5. iOS 

6.Android   7. Mac OS