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概述

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概念：

• 定义
  • 控制和管理计算机硬件和软件资源的程序
  • 一种系统软件
  • 为上层用户、应用程序提供简单易用的服务
  • 负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作
• 发展历程
  • 从简单批处理系统到现代复杂操作系统
• 类型
  • 单用户、多用户、实时、分布式、嵌入式等

定义

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  操作系统（Operating System，OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源分配；以提供给用户和其他软件方便的接口和环境；它是计算机系统中最基本的系统软件。

• 操作系统是系统资源的管理者
• 向上层提供方便易用的服务
• 是最接近硬件的一层软件

操作系统功能

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功能：

• 资源的管理者
  • 设备管理
    • 设备驱动
    • 设备调度
    • 设备缓冲区管理
    • 设备错误处理
      |
  • 文件管理
    • 文件创建
    • 文件读写
    • 文件访问控制
    • 文件目录管理
  • 存储管理
    • 内存分配
    • 内存保护
    • 内存扩充
    • 虚拟内存管理
  • 进程管理
    • 进程创建
    • 进程调度
    • 进程同步
    • 进程通信
    • 进程终止
• 用户接口
  • 为上层提供服务
    • 普通用户
      • 图形用户界面
      • GUI图形界面
    • 命令行界面
      - 联机命令接口
      • 脱机命令接口
    • 软件/程序员
      • 网络用户界面
      • 程序接口 （系统调用）
• 扩充机器
  ｜ 对硬件机器的扩展

作为系统资源的管理者

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  执行一个程序前需要将该程序放到内存中，才能被 CPU 处理

使用 QQ 和朋友视频聊天的过程：

1. 找到 QQ 的安装位置 —— 逐层打开文件夹，找到 QQ.exe 这个程序的存放位置（文件管理）
2. 双击打开 QQ.exe —— 需要把该程序相关数据放入内存（存储管理）
3. QQ 程序正常运行 —— 对应的进程被处理机 CPU 处理（进程管理）
4. 开始和朋友视频聊天 —— 需要将摄像头设备分配给进程（设备管理）

通过上述例子，我们可知操作系统作为系统资源的管理者，提供了文件管理、存储管理、进程管理、设备管理四个功能。

向上层提供方便易用的服务

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  对于硬件来说，只听得懂二进制指令，用户很难直接操作硬件，所以操作系统进行了一定的封装，仅仅暴露出简单易用的接口。

  封装思想：操作系统把一些难以直接操作的硬件功能封装成简单易用的服务，使用户能更方便地使用计算机，用户无需关心底层硬件的原理，只需要对操作系统发出命令即可。

作为最接近硬件的层次

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  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。在裸机上安装的操作系统，可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能，将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器

  通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器，又称之为虚拟机

  操作系统对硬件机器的拓展：将CPU、内存、磁盘、显示器、键盘等硬件合理地组织起来，让各种硬件能够相互协调配合，实现更多更复杂的功能

  普通用户无需关心这些硬件在底层是怎么组织起来工作的，只需直接使用操作系统提供的接口即可

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