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简介
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现代操作系统 Operating System 操作系统概念 操作系统（英语：Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统所处位置是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。是管理电脑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。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统的型态非常多样，不同机器安装的OS可从简单到复杂。 操作系统分类 桌面操作系统 桌面操作系统主要用于个人计算机上。个人计算机市场从硬件架构上来说主要分为两大阵营，PC机与Mac机，从软件上可主要分为两大类，分别为类Unix操作系统和Windows操作系统。 服务器操作系统 服务器操作系统一般指的是安装在大型计算机上的操作系统，比如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等。 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统是应用在嵌入式系统的操作系统。嵌入式系统广泛应用在生活的各个方面，涵盖范围从便携设备到大型固定设施，如数码相机、手机、平板电脑、家用电器、医疗设备、交通灯、航空电子设备和工厂控制设备等，越来越多嵌入式系统安装有实时操作系统。 操作系统的四大部分 操作系统理论研究者有时把操作系统分成四大部分： 驱动程序：最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，它们的职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。 内核：操作系统内核部分，通常运行在最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。 接口库：是一系列特殊的程序库，它们职责在于把系统所提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口（API），是最靠近应用程序的部分。例如，GNU C运行期库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSI C和POSIX编程接口的形式。 外围：是指操作系统中除以上三类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的部件。例如，在微内核结构中，大部分系统服务，以及UNIX/Linux中各种守护进程都通常被划归此列。 操作系统主要功能 操作系统的主要功能是资源管理，程序控制和人机交互等。计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两大类。设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等。信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。 操作系统的目标 有效性（系统管理人员的观点）： 管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程 方便性（用户的观点） 提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别 可扩充性与开放性（开放的观点）： 硬件类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统间的资源共享和互操作。 操作系统的作用(三方面） (1)从资源管理的观点—OS作为资源管理器： OS的首要任务是管理计算机系统中硬件与软件资源，使其得到充分而有效的利用： 1）跟踪资源状态：时刻掌握计算机系统中资源的使用情况。 2）分配资源：处理对资源的使用请求，协调冲突，确定资源分配算法。 3）回收资源：回收用户释放的资源，以便下次重新分配。 4）保护资源：负责对系统资源的保护，避免受破坏。 (2)从软件分层、扩允机器观点—虚拟机： 提供硬件的高层界面(虚拟机)，取消硬件限制 1）操作系统提供无限的内存、无限的CPU 2）扩充机器，功能更强大，使用更方便 【虚拟机】：使用户和程序员在不必涉及和了解硬件工作细节的情况下能方便的使用计算机，而为用户所提供的一个等价的扩展计算机，称为虚拟计算机。 (3)从服务用户的观点—OS用户与裸机间接口： 操作系统为方便用户使用计算机提供了二级访问接口： 1）命令接口:命令行。 2）调用接口:形式上类似于过程调用，在应用编程中使用。 3）图形接口：图形用户界面GUI，方便用户使用。 编程更为容易，软件可移植性增强；使用更为方便。 现代操作系统的主要特征 现代操作系统的主要特征： 设置操作系统的目的就是提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力，充分发挥系统的利用率，方便用户使用。因此现代操作系统普遍采用以多道程序设计为基础的并行操作技术。主要特征如下： (1)并发性(concurrency) (2)共享性(sharing) (3)虚拟性(virtual) (4)异步性(asynchronism) 现代操作系统简介 现代操作系统通常都有一个使用的绘图设备的图形用户界面（GUI），并附加如鼠标或触控面版等有别于键盘的输入设备。旧的OS或性能导向的服务器通常不会有如此亲切的界面，而是以命令行界面（CLI）加上键盘为输入设备。以上两种界面其实都是所谓的壳，其功能为接受并处理用户的指令（例如按下一按钮，或在命令提示列上键入指令）。 现代操作系统历史 选择要安装的操作系统通常与其硬件架构有很大关系，只有Linux与BSD几乎可在所有硬件架构上运行，而Windows NT仅移植到了DEC Alpha与MIPS Magnum。在1990年代早期，个人计算机的选择就已被局限在Windows家族、类Unix家族以及Linux上，而以Linux及Mac OS X为最主要的另类选择，直至今日。 现代操作系统的应用 大型机与嵌入式系统使用很多样化的操作系统。在服务器方面Linux、UNIX和WindowsServer占据了市场的大部分份额。在超级计算机方面，Linux取代Unix成为了第一大操作系统，截止2012年6月，世界超级计算机500强排名中基于Linux的超级计算机占据了462个席位，比率高达92%。随着智能手机的发展，Android和iOS已经成为目前最流行的两大手机操作系统。 客户/服务器模式下的操作系统模型
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