OS考研複習筆記——操做系統的定義、目標、做用和發展的主要動力

計算機系統由硬件和軟件兩部分組成。操做系統（OS，Operating System）是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件系統的首次補充。

硬件：計算機物理設備，即各類處理機存儲器、輸入/輸出設備、通訊設備等。

軟件：指由計算機硬件執行以完成必定任務的全部程序以及數據

（一）操做系統的定義

操做系統（OS，Operating System）是一個管理計算機系統資源、控制程序運行的系統軟件，它爲用戶提供了一個方便、安全、可靠的工做環境和界面。

做爲計算機系統的控制和指揮中心，操做系統就是一個軟件，並且是一個系統軟件（System Software）。它的運行既可依賴於計算機系統的硬件（Hardware），又要管理計算機系統的一切硬件設施。

（二）操做系統的目標

目前存在多種類型的OS，不一樣類型的OS，其目標各有所側重。通常來講，就有其中如下幾點：

1.有效性

有效性是推進操做系統發展最主要的動力。

操做系統使計算機的內存、CPU、I/O設備等資源獲得充分的利用。而且還可以合理地組織計算機的工做流程，從而進一步改善系統的資源利用率和提升系統的吞吐量。

操做系統的有效性包括如下兩個含意：

    1）提升系統資源利用率
  
    2）提升系統的吞吐量

2.方便性

操做系統的設計應儘可能使得計算機系統更容易獲得使用。

方便些和有效性是設計操做系統時最重要的兩個目標。

3.可擴充性

操做系統採用了模塊化結構，以便於增長新的功能模塊和修改之前的功能模塊。

OS具備很好的可擴充性，可以適應計算機硬件、體系結構以及應用發展的要求。

4.開放性

因爲生產廠家生產了各類不一樣類型的計算機和設備，就出現了兼容性的問題，爲使來自不一樣廠家的計算機和設備可以經過網絡加以集成化，而且可以正確、有效地協同工做，實現應用的可移植性和互操做性。要求操做系統（OS）必須創建一個統一開放的開放環境就是OS要具備開放性的前提。

（三）操做系統的做用

從不一樣的角度來觀察操做系統的做用，從通常用戶的角度來看，可把OS看做是用戶與計算機硬件系統之間的接口，從資源管理的角度來看，可把OS看做是計算機系統資源的管理者。

OS實現了對計算機資源的抽象，隱藏了對硬件操做的細節。

1.操做系統做爲用戶與計算機硬件系統之間的接口

操做系統做爲用戶與計算機硬件西永之間的接口的含義是：OS處於用戶與計算機硬件系統之間，用戶經過OS來使用計算機系統。**注意**：操做系統是一個系統軟件，這類型的接口屬於軟件接口。

OS做爲接口的示意圖：

從圖中能夠看出，用戶能夠經過三種方式使用計算機：

      1.命令方式
      2.系統調用方式
      3.圖形、窗口方式
   

2.OS做爲計算機系統資源的管理者

在計算機系統中，一般都包含了硬件和軟件資源，概括起來可將資源分爲四類：處理器、存儲器、I/O設備以及信息（數據和程序）。

相應地，OS的主要功能也正是針對這四類資源進行有效的管理，即：

    1）處理機管理：用於分配和控制處理機

     2）存儲器管理：主要負責內存的分配和回收

    3）I/O設備管理：負責I/O設備的分配和操縱

     4）文件管理：負責文件的存取、共享和保護
    
 

3.OS實現了對計算機資源的抽象

在裸機（徹底無軟件的計算機系統）上安裝OS後，即可變成一臺功能顯著加強，使用極爲方便的多層擴充機器或多層虛擬機。

OS是鋪設在計算機硬件上的多層系統軟件，不只加強了系統的功能，也隱藏了對硬件操做的細節，並且也實現了對計算機硬件操做的多個層次的抽象。

（四）推進操做系統發展的主要動力

推進操做系統發展的主要動力，能夠歸結爲以下四個方面：

 

1.不斷提升計算機資源的利用率

在計算機發展初期，系統特別昂貴，提升計算機系統中各類資源的利用率，這是OS最初發展的推進力。由此造成了自動地對一批做業進行處理的多道批處理系統。

在20世紀60年代和70年代，出現了能有效提升I/O設備和CPU利用率的SPOOLing系統和改善存儲器系統利用率的虛擬存儲器技術，以及在網絡環境下，在服務器上配置了容許全部的網絡用戶訪問的文件系統和數據庫系統。

 

2.方便用戶

當資源利用率不高的問題獲得解決，用戶在上機、調試程序時的不方便性就成了主要矛盾。隨後就造成了容許用戶進行人機交互的分時系統，或稱爲多用戶系統。

在10年代初出現了受到用戶歡迎的圖形化用戶界面。

3.器件的不斷更新換代

微電子技術的發展，也推進了計算機器件，特別是微機芯片的更新，使得計算機性能獲得了提升。

在多處理機發張的同時，外部設備也獲得了發展。

4.計算機體系結構的不斷髮展。

計算機體系結構的發展，也推進了OS的發展併產生新的操做系統類型。
 

 

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