OS的目标和作用

操作系统（Operating System , OS）是计算机硬件上的第一层软件，是计算机必须配置的最基本、最重要的系统软件。

1.1.1   OS的目标

有效性

方便性

可扩展性

开放性

1．有效性(早期OS的主要目标)

有效提高CPU和I/O设备利用率

提高的方法：合理地组织计算机的工作流程

2．方便性(现在OS越来越重视方便性)

可使计算机系统更容易使用(解释之)

方便性和有效性是设计OS的两个最重要的目标

3．可扩展性

为什么要有可扩充性？ 因为：

1. 计算机硬件和体系结构的发展，对OS提出了更高的功能和性能要求
2. 计算机网络，特别是Internet的发展，也对OS提出了一系列更高的要求
3. OS为了能适应发展的要求，须具有良好的可扩充性。

如何才有可扩充性？

1. 应采用新的OS结构，如微内核结构和客户服务器模式。

4．开放性

1. 1.  为什么要有开放性？

计算机网络，特别是LAN的迅速发展，使OS的应用环境由单机转向网络环境。为使不同厂家的计算机和设备能通过网络加以集成化，并能正确、有效地协同工作，实现应用的可移植性和互操作性，必须具有统一的开放环境，进而要求OS具有开放性。

1. 1.  什么是开放性？

开放性是指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。

1.1.2  OS的作用

1. 从用户观点看，OS是用户和计算机硬件系统之间的接口
2. 从资源管理观点看，OS是计算机系统资源（软、硬）的管理者

操作系统的作用:

1．OS作为用户和计算机硬件系统的接口

2．OS作为计算机资源的管理者

3．OS实现了对计算机资源的抽象

OS的作用

1.OS作为用户和计算机硬件系统的接口(用户接口)

用户可以通过三种方式使用计算机：

• •   命令方式（键盘命令）
  •  图标、窗口方式（GUI）
  •   系统调用方式（程序接口）

2.  OS作为计算机资源的管理者

1. 计算机系统资源可归结为四类：处理器、存储器、I/O设备、信息（数据和程序）
2. OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效管理：
   1. 处理机管理：分配和控制处理机
   2. 存储器管理：主要是内存分配和回收
   3. I/O设备管理：I/O设备的分配与操纵
   4. 文件管理：文件的存取、共享和保护

3. OS实现了对计算机资源的抽象

1. 完全无软件的计算机——裸机。
2. “裸机”难于使用。
3. 裸机覆盖了一层I/O设备管理软件如图1-2所示，由它来实现对I/O设备操作的细节，并向上提供一组I/O操作命令，如Read和Write命令，用户可以利用它进行数据输入/输出，而无需关心I/O实现的细节。此时用户所看到的是一台功能显著增强、使用极为方便的的机器，它向上提供了一组抽象的I/O设备，称为扩充机或虚拟机。

 

为了方便用户使用文件系统，又在第一层软件上再覆盖一层用于文件的管理软件，用它来实现对文件操作的细节，并向上提供一组对文件进行存取操作的命令。第二个层次的抽象。

又在文件管理软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件，用户便可在窗口环境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚拟机。

由此可知，操作系统是铺设在硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现对计算机硬件的多个层次的抽象。

1.1.3   推动OS发展的主要动力

1．不断提高计算机资源利用率。

最初发展的动力。批处理系统

2．方便用户: 继续发展的因素分时系统（或称多用户系统）

3．器件的不断更新换代

8位机→16位机→32位机→64位机(8位OS →16位OS ... )

4．计算机体系结构的不断发展

单机系统→多处理机系统：单机OS→多处理机OS

计算机网络：网络OS