电脑专家——操作系统知识详解（一）

操作系统(operating system)是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。

操作系统的作用：管理系统中的各种资源、 为用户提供良好的界面。

对计算机系统而言， 操作系统是对所有系统资源进行管理的程序的集合；对用户而言，操作系统提供了对系统资源进行有效利用的简单抽象的方法。

安装了操作系统的计算机称为虚拟机(virtual machine)，是对裸机的扩展。

操作系统具有如下特征：

1)并发：在计算机系统中同时存在多个程序，宏观上：这些程序是同时在执行的，微观上：任何时刻只有一个程序在执行，即微观上这些程序在CPU上轮流执行。

2)共享：操作系统与多个用户的程序共同使用计算机系统中的资源。

3)虚拟性：把一台物理设备变成逻辑上的多台设备

4)随机性（不确定性）：操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应。

操作系统的主要功能

1．作业管理：包括任务管理、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等；

2．文件管理：又称为信息管理；

3．存储管理：实质是对存储“空间”的管理，主要指对内存的管理；

4．设备管理：实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收；

5．进程管理：又称处理机管理，实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

操作系统的类型

操作系统分为批处理操作系统（单、多道批处理）、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、个人计算机操作系统、嵌入式操作系统。

1．批处理操作系统

在计算机系统中能支持同时运行多个相互独立的用户程序的操作系统。

1）单道批处理系统

50年代产生的世界第一个操作系统，每次只允许一个作业或一个任务执行。

用户一次可以提交多个作业，但系统一次只处理一个作业，处理完一个作业后，再调入下一个作业进行处理。这些调度、切换系统自动完成。不需人工干预。

2）多道批处理系统

60年代。允许多个作业或多个任务同时装入主机存储器，使一个中央处理器轮流执行各个作业， 各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。作业执行时用户不能直接干预作业的执行，当作业中发现出错，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。

特点：多道、成批、宏观上并行。

2．分时操作系统

把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片，每个用户依次轮流使用时间片，实现多个用户分享同一台主机的操作系统。

分时系统的基本特征：多路性、独立性、交互性、及时性。

3．实时操作系统

能对随机发生的外部事件作出及时的响应并对其进行处理的操作系统。实时系统用于控制实时过程，它主要包括实时过程控制和实时信息处理两种系统。其特点是：对外部事件的响应十分及时、迅速；系统可靠性高。实时系统一般都是专用系统，它为专门的应用而设计。

实时操作系统又可分：实时控制系统、实时信息处理系统。

4．网络操作系统

使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关协议的集合。

功能：实现多台计算机之间的相互通信及网络中各种资源的共享。

5．分布式操作系统

分布式系统是以计算机网络为基础的，它的基本特征是处理上的分布，即功能和任务的分布。分布式操作系统的所有系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配并自动调度各处理机的工作负载。

网络和分布式的区别：

(1) 分布具有各个计算机间相互通讯，无主从关系；网络有主从关系。

(2) 分布式系统资源为所有用户共享；而网络有限制地共享。

(3) 分布式系统中若干个计算机可相互协作共同完成一项任务。

6．微机操作系统

配置在微机上的OS。如：DOS、 Windows Xp、 Unix、Linux等

7．嵌入式操作系统

在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统称为嵌入式系统。在嵌入式系统中的OS，称为嵌入式操作系统

嵌入式操作系统，是运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。

典型嵌入式操作系统的特性是完成某一项或有限项功能；它不是通用型的，在性能和实时性方面有严格的限制。嵌入式操作系统占有资源少、易于连接。

嵌入式操作系统系统功能可针对需求进行裁剪、调整和生成以便满足最终产品的设计要求。

几个与操作系统有关的概念

管道：某些操作系统中，可以将一条命令的执行结果输出给下一条命令，作为其输入并加以处理，这就是“管道功能”。管道功能可理解为将若干命令用输入输出“管道”串接在一起。如，DOS允许在命令中出现用竖线字符“|”分开的多个命令，将符号“|”之前的命令的输出，作为“|”之后命令的输入，竖线字符“|”是管道操作符。

输入重定向：通常一条命令执行时所需要的信息是由标准输入设备－－键盘输入的。也可以将命令执行过程中所需输入的处理信息预先写入某个文件，使命令执行时所需要的信息不从键盘接收，而取自另一个文件，这种机制叫输入重定向。如Dos中的小于号<是输入重定向操作符，在<之后的文件名或设备名是重定向的输入源。 如果一个命令或程序运行时需要输入较多数据，使用输入重定向可以提高效率。

输出重定向：命令的执行结果不在屏幕上显示，而直接引向另一个文件，这就是系统的输出重定向机制。如Dos中的>或>>。

批处理：所谓的批处理，就是按规定的顺序自动执行若干个指定的命令或程序。即是把原来一个一个执行的命令汇总起来，成批的执行。一般来说，这汇总的若干个命令是放在一个文本文件中（如Dos的Bat文件），编写这样的文件应符合作业控制语言的语法规则。