计算机操作系统教程(机类本科)第1章

《计算机操作系统》第1章操作系统概述在我们日常使用计算机的过程中，操作系统是那个默默工作却至关重要的幕后英雄。

它就像是一个大管家，有条不紊地管理着计算机的各种资源，让我们能够方便、高效地完成各种任务。

那么，究竟什么是操作系统呢？操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。

它负责控制和协调计算机系统中各个部件的工作，为用户和应用程序提供一个方便、安全、高效的工作环境。

从最直观的角度来看，当我们打开计算机，首先映入眼帘的那个界面，比如 Windows 系统的桌面、Mac 系统的 Finder 等，就是操作系统为我们呈现的。

通过这个界面，我们可以启动各种应用程序，如浏览器、办公软件、游戏等。

而在这背后，操作系统在默默地做着大量的工作。

操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面：首先是处理器管理。

计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件，但在同一时间内，只能执行一个程序。

操作系统通过合理地分配 CPU 时间，让多个程序能够并发执行，从而提高计算机的利用率。

这就好像是一个调度员，安排不同的任务在合适的时间使用 CPU 资源。

其次是内存管理。

内存是计算机存储数据和程序的重要场所，操作系统要确保各个程序能够合理地使用内存空间，避免出现内存泄漏、内存不足等问题。

它就像是一个仓库管理员，精心安排着货物（数据和程序）在仓库（内存）中的存放位置。

然后是设备管理。

计算机系统中有各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。

操作系统要负责对这些设备进行有效的管理，包括设备的分配、驱动程序的加载等，让用户能够方便地使用这些设备。

文件管理也是操作系统的重要职责之一。

计算机中的文件众多，操作系统需要建立一套有效的文件系统，对文件进行存储、检索、更新、共享和保护。

这就像是一个图书管理员，管理着图书馆（计算机）中的大量书籍（文件）。

此外，操作系统还提供了用户接口，分为命令接口和图形接口。

命令接口允许用户通过输入命令来操作计算机，而图形接口则以直观的图形方式让用户与计算机进行交互。

计算机操作系统第一章在我们日常使用计算机的过程中，可能很少有人会去深入思考计算机操作系统究竟在背后扮演了怎样的角色。

但实际上，它就像是计算机的“大管家”，默默地管理和协调着计算机的各种资源，让我们能够高效、便捷地使用计算机完成各种任务。

计算机操作系统，简单来说，是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。

它负责控制和管理计算机的硬件、软件资源，为用户提供一个方便、高效、安全的操作环境。

操作系统的发展历程可谓是一部波澜壮阔的科技进步史。

从早期的批处理系统，到后来的分时操作系统，再到如今的实时操作系统和网络操作系统，每一次的变革都带来了巨大的影响。

早期的批处理系统，主要是为了提高计算机的资源利用率。

在那个时候，计算机资源非常宝贵，人们通过将一批作业事先准备好，然后一次性提交给计算机进行处理，从而减少了人工干预和等待时间。

但这种方式的交互性很差，用户无法及时获得反馈。

随着技术的发展，分时操作系统应运而生。

它允许多个用户同时使用计算机，每个用户都感觉自己在独占计算机。

这极大地提高了计算机的交互性和使用效率，用户可以随时向计算机发送指令，并迅速得到响应。

而实时操作系统则主要应用于对时间要求非常严格的领域，比如航空航天、工业控制等。

在这些领域中，系统必须在规定的时间内完成任务，否则可能会导致严重的后果。

网络操作系统则是随着计算机网络的发展而出现的。

它不仅要管理本地计算机的资源，还要协调网络中其他计算机的资源，实现资源共享和通信。

操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面。

首先是处理机管理。

计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件之一，操作系统需要合理地分配和调度 CPU 资源，以确保各个任务能够得到及时的处理。

它通过进程和线程的概念来实现这一功能，将一个任务分解为多个进程或线程，然后根据一定的算法进行调度。

其次是存储管理。

计算机的内存是有限的，操作系统需要合理地分配内存空间，确保各个程序都能够正常运行。

第一章操作系统概论第二章用户与操作系统的接口第三章进程管理第四章存储管理第五章文件系统第六章输入/输出系统第七章Linux 操作系统简介第八章操作系统环境下的编程及应用目录第一章操作系统概论1.1 什么是操作系统1.2 多道程序设计的概念1.3 操作系统的功能和主要特征1.4 操作系统的结构1.5 操作系统的分类1.1 什么是操作系统1.1.1 操作系统作为最基本的系统软件1. 计算机系统资源　一个计算机系统由两部分构成：系统硬件和系统软件。

系统硬件是指构成计算机系统所必须配置的全部设备。

现代计算机系统一般都包含一个或多个处理器、内存、磁盘、光盘、打印机、时钟、鼠标、键盘、显示器、网络接口以及其它输入输出设备。

计算机系统硬件构成了计算机本身和用户作业赖以活动的物质基础。

通常，我们把计算机系统中所配置的硬件称为硬件资源。

只有系统硬件而无系统软件的计算机称为裸机。

用户直接使用裸机不仅不方便，而且将严重降低系统效率。

系统软件是一个计算机系统必须配置的程序和数据的集合。

它们是专门为计算机系统所配置的，例如操作系统、各种语言处理程序(汇编程序、编译程序等)、编辑程序、连接装配程序、系统实用程序以及系统维护程序等，这些都可算是系统软件，但是最为重要、最为基本的系统软件便是我们所要讲的操作系统了。

　操作系统本身是计算机系统软件中的重要组成部分，而其物质基础是系统硬件。

系统硬件和系统软件统称为计算机系统资源。

2. 计算机系统的层次结构用户1用户2用户n硬件应用程序语言处理程序操作系统…图1.1 计算机系统的层次结构1.1.2 操作系统作为资源管理器(1)跟踪资源状态。

(2) 分配资源。

(3) 回收资源。

(4) 保护资源。

1.1.3 操作系统作为虚拟机在一个计算机系统的四个层次组成中，最低层是硬件。

对多数计算机而言，在机器语言一级的体系结构(包括指令系统、存储组织、I/O和总线结构)上编程是相当困难的，尤其是输入输出操作。