操作系統(OS),什么是操作系統(OS)

操作系統（Operating System，簡稱 OS）的出現、使用和發展是近四十余年來計算機軟件的一個重大進展。盡管操作系統尚未有一個嚴格的定義，但一般認為操作系統是管理系統資源、控制程序執行、改善人機界面、提供各種服務，合理組織計算機工作流程和為用戶有效使用計算機提供良好運行環境的一種系統軟件。

計算機發展到今天，從個人機到巨型機，無一例外都配置一種或多種操作系統，操作系統已經成為現代計算機系統不可分割的重要組成部分，它為人們建立各種各樣的應用環境奠定了重要基礎。配置操作系統的主要目標可歸結為：1.方便用戶使用。OS通過提供用戶與計算機之間的友善接口來方便用戶使用。2.擴大機器功能。OS通過擴充改造硬件設施和提供新的服務來擴大機器功能。3.管理系統資源。OS有效管理好系統中所有硬件軟件資源，使之得到充分利用。4.提高系統效率。OS合理組織好計算機的工作流程，以改進系統性能和提高系統效率。5.構筑開放環境。OS遵循有關國際標準來設計和構造，以構筑出一個開放環境。其含義主要是指：遵循有關國際標準（如開放的通信標準、開放的用戶接口標準、開放的線程庫標準等）；支持體系結構的可伸縮性和可擴展性；支持應用程序在不同平臺上的可移植性和可互操作性。

計算機系統包括硬件和軟件兩個組成部分。硬件是所有軟件運行的物質基礎，軟件能充分發揮硬件潛能和擴充硬件功能，完成各種系統及應用任務，兩者互相促進、相輔相成、缺一不可。每一層具有一組功能并提供相應的接口，接口對層內掩蓋了實現細節，對層外提供了使用約定。硬件層提供了基本的可計算性資源，包括處理器、寄存器、存儲器，以及各種 I/O 設施和設備，這些設施和設備組成了計算機系統的硬件，它可以按照用戶的需要接收與存儲信息、進行數據處理和輸出運算結果，是操作系統和軟件賴以工作的基礎。操作系統層通常是最靠近硬件的軟件層，對計算機硬件作首次擴充和改造，主要完成資源的調度和分配，信息的存取和保護，并發活動的協調和控制等許多工作。操作系統是上層其他軟件運行的基礎，為編譯程序和數據庫管理系統等系統程序的設計者提供了有力支撐。系統程序層的工作基礎建立在被操作系統改造和擴充過的機器上，利用操作系統提供的擴展指令集，可以較為容易地實現各種各樣的語言處理程序、數據庫管理系統和其他系統程序。此外，還提供種類繁多的實用程序，如連接裝配程序、庫管理程序、診斷排錯程序、分類 /合并程序等供用戶使用。應用程序層解決用戶特定的或不同應用需要的問題，應用程序開發者借助于程序設計語言來表達應用問題，開發各種應用程序，既快捷又方便。而最終用戶則通過應用程序與計算機系統交互來解決他的應用問題。

操作系統的作用與功能操作系統在計算機系統中的作用可以從三個方面來理解：操作系統是用戶與計算機硬件之間的接口。操作系統為用戶提供了虛擬機（Virtual Machine）。操作系統是計算機系統的資源管理者。

操作系統的主要特性1.并發性（concurrence）2.共享性（sharing）3.異步性（asynchronism）4.虛擬性（virtual）

操作系統的演變

1.串行處理系統

早期的計算機，從20世紀40年代末到50年代中期，程序員直接與硬件接觸，根本沒有操作系統。計算機運行在一個集成了指示器、各種開關、一些輸入設備以及一個打印機的控制臺上。用機器代碼編寫的程序由輸入沒備、讀卡機載入，在因錯誤而導致程序被掛起時，出錯位置由指示燈顯示。程序員可以通過檢測寄存器和主存來尋找出錯原因。如果程序正常執行完畢，則結果會輸出到打印機上。

2.簡單批處理系統

早期計算機十分昂貴，因而最大限度地利用它就顯得很重要。早期計算機的上機安排和底動時間所造成的時間花勞是不可接受的。為了改善上述情況，產生了批處理系統的概念，第1個批處理系統產生于20世紀50年代中期，由General Motors開發，用于IBM 701計算機上。這個概念后來被IBM公司的顧客改進并應用在IBM 704中。到20世紀60年代初期，一些業主自行開發了批處理系統，IBSYS即IBM公司為7090／7094計算機配置的操作系統，b于它對其他系統的廣泛影響而尤為著名。 簡單批處理系統的中心思想是，通過應用一種被稱為監控器的軟件，使用戶不必再直接接觸機器，而是先通過卡片帆和紙帶機向計算機控制器提交作業，由監控器將作業組織在一起構成一批作業，然后將整批作業放人由監控器管理的輸入設備上，每當 個作業執行完畢返回監控器時，監控器已自動裝入下一個作業。

3.多道程序批處理系統

4.分時系統

利用多道程序設計技術，可高效對作業進行批處理。然而，對許多作業，例如事務處理，提供一個用戶與計算機直接作用的交互作用模式是必要的。

5.實時系統

雖然多道批處理系統和分時系統已能獲得令人較為滿意的資源利用率和響應時間，但仍不能滿足實時控制和實時信息處理的需求，例如，導彈的制導系統、飛機訂票系統、情報檢索系統等，這就使實時系統應運而生。