操作系统的定义

操作系统(Operation System, OS) 是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理的组织和调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其它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。

操作系统层次结构如图。操作系统层次图

用户可以直接和操作系统进行交互,但是大多数情况下都是通过应用软件与操作系统进行交互。硬件指的是CPU、内存、硬盘等资源。

操作系统说明:负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作

为上层的应用程序、用户提供简单易用的服务

操作系统是系统软件,而不是硬件

操作系统对硬件和软件的管理例子:左边是应用程序,右边是硬件

操作系统的功能和目标

我们可以先想一下:操作系统作为 系统资源的管理者 (资源包括硬件、软件、文件等),需要提供什么功能呢?

操作系统作为 用户与计算机硬件之间的接口 ,要为其上层的用户、应用程序提供简单易用的服务,需要提供什么功能?

操作系统作为 最接近硬件的层次,需要在纯硬件的基础上实现什么功能?

系统资源的管理者

操作系统作为系统资源的管理者

我们以网易云音乐听歌为例:

step1: 找到安装目录 D:\install\163 music\CloudMusic

step2: 双击cloudmusic.exe

step3: 网易云音乐运行中

step4: 放歌

在第一步中,我们所找的目录,是操作系统提供的文件管理功能。

一个进程是一个程序执行过程,执行前需要将程序放到内存中,所以第二步是操作系统提供的存储器管理。

一个进程要能正常的往下运行,需要分配CPU,所以第三步是操作系统提供的处理机(CPU)管理。

网易云音乐能播放声音是因为调用了音频等设备,所以第四步是操作系统提供的设备管理。

用户与计算机硬件之间的接口操作系统作为用户与计算机硬件之间的接口

作为用户和计算机硬件之间的接口,操作系统给我们提供了:

命令接口:允许用户直接使用

程序接口:允许用户通过程序间接使用

GUI:现代操作系统中最流行的图形用户接口其中命令接口和程序接口统称为 用户接口

例子:

联机命令接口:用户说一句,系统做一句,比如在cmd中允许time 命令,就会和系统产生交互行为;

脱机命令接口:用户说一堆,系统做一堆,就是批处理命令;

程序接口:如一些 .dll 的文件,只能通过用户程序间接调用,该调用过程称之为 系统调用 ;

GUI:比如删除文件可以直接拖拽到回收站,而不用输入命令

最接近硬件的层次

没有任何软件支持的计算机成为 裸机。在裸机上安装操作系统,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。

所以操作系统作为最接近硬件的层次,需要实现对硬件机器的扩展。

通常把覆盖了软件的机器称之为 扩充机器,又称之 虚拟机。

总结

什么是操作系统介绍完了,下一章将介绍操作系统的特征。最后,我们以一张图介绍本文:

总结