计算机系统概述
操作系统的概念（定义）
概念：操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织调度计算机的工作和资源的分配；以提供给用户和其他软件方便的接口和环境；
他是计算机系统中最基本的系统软件。
操作系统的层次结构：
执行一个程序前需要将该程序放到内存中，才能被CPU处理。
系统资源的管理者：
- 处理器管理
- 存储器管理
- 文件管理
- 设备管理
操作系统的功能和目标——向上层提供方便易用的服务。
- 直接给用户使用的：
-
GUI：图形化用户接口。
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联机命令接口 = 交互式命令接口
-
脱机命令接口 = 批处理命令接口
- 该软件/给程序员使用的：
- 程序接口：可以在程序中进行系统调用来使用程序接口。普通用户不能直接使用程序接口，只能通过程序代码间接使用。
- 操作系统的功能和目标——作为最接近硬件的层次
- 需要实现对硬件机器的拓展
- 没有任何软件支持的计算机称为裸机。
- 通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器，又称之为虚拟机。
操作系统的特征
并发
并发：指两个或者多个时间在同一个时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的。
对照 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。
操作系统的并发性：计算机系统中“同时”运行着多个程序，这些程序宏观上看是同时运行的，而微观上看是交替运行的。
注意：单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发的执行。
多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行的执行。
共享
共享即资源共享，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。
两种资源共享方式：
互斥共享方式：系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
同时共享方式：系统中的某些资源，允许一个时间段内由多个进程“同时”对他们进行访问。eg：同时共享方式：使用QQ发送文件A,同时使用微信发送文件B。宏观上看，两边都在同时读取并发送文件，说明两个进程都在访问硬盘资源，从中读取数据。微观上看，两个进程是交替着访问硬盘的。
并发和共享互为存在条件
虚拟
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物，物理实体上存在的，而逻辑上对应物是用户感受到的。
没有并发性就谈不上虚拟性。
异步
在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。
只有系统拥有并发性，才有可能导致异步行动。
操作系统的发展与分类
手工操作阶段
缺点：人机速度矛盾。
批处理阶段——单道批处理技术
引入脱机输入、输出技术，并由监督程序负责控制作业的输入输出。
优点是：环节人机速度矛盾。
缺点是：资源利用率依然很低。
批处理阶段——多道批处理技术
多道程序并发执行，共享计算机资源，资源利用率大幅度提升
但是没有人机交互功能。
分时操作系统
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务
优点是：提供人机交互功能。
但是不能优先处理一些紧急任务。
实时操作系统
优点是：能优先处理紧急任务
硬实时系统
必须在绝对严格的规定时间内完成处理。
软实时系统
能接受偶尔违反时间规定。
后面还有：网络操作系统 分布式操作系统 个人计算机操作系统
操作系统的运行机制
预备知识：程序是怎样运行的。