操作系统引论
操作系统的定义
从系统管理人员的角度来看：操作系统是计算机资源的管理者。
从用户观点看：引入操作系统是为了给用户提供一个良好的界面，从而使用户无须了解许多有关硬件和系统软件的细节，能方便灵活地使用计算机。
从发展的观点看：引入操作系统是为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，使之在追加新的服务和功能时更加容易，且不影响原有的服务与功能。
定义：操作系统是计算机系统的一个系统软件，它控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以及方便用户操作的程序集合和接口。
操作系统的产生和发展
1、第一代计算机没有操作系统
在第一代计算机上没有操作系统，对计算机的操作完全是人工操作方式，这种人工操作方式有两个缺点：用户完全独占计算机。计算机等待人工操作
2、第二代计算机有了监控系统
第二代计算机主要用于科学和工程计算，程序大多用FORTRAN语言书写，该语言适用于作数值运算，当时主机上用的控制程序称之为监控程序（Monitor），其功能相对比较简单，监控程序是操作系统的雏形 。
单道批处理系统（Simple Batch System）是将所有的作业用一台相对比较便宜的计算机（如IBM 1401）输入到磁带上，此计算机称为输入/输出机，实施数值运算、速度较快的计算机称为主机（如IBM7094）。大批的作业在输入/输出机的控制下输入到磁带后，用一个特殊的程序来控制作业的读入和运行，这个特殊的程序叫作业控制语言（JCL，Job Control Language）书写，它能控制程序的运行。
3、第三代计算机操作系统得到了极大的发展。
有了第三代计算机之后，CPU的速度更快了，用户的要求也越来越高了，但是相对于CPU来讲，I/O设备的速度太慢了。
4、第四代计算机操作系统向多元化方向发展。
随着大规模集成电路（在每平方厘米的芯片上集成数千个晶体管）的发展，计算机向着微型化、网络化和智能化的方向发展。
个人计算机的时代到来了。
个人计算机连接成了网络。因此运行其上的网络操作系统和分布式操作系统就开始崛起。
操作系统的特征
并发：两个或两个以上的事物在同一时间间隔内发生。
共享：系统中的软、硬件资源供多个程序共同使用。两种形式：互斥共享：某时间内仅允许一个进程访问。同时访问：某时间段内，允许多个进程同时访问。
虚拟：通过某种技术手段把一个物理上的实体，变成多个逻辑上的对应物。
随机性：是指系统中各种事件的发生顺序是不确定的。
操作系统的功能
1、进程管理
任务：对处理机分配和运行实施有效管理。
功能：进程控制、进程同步、进程通信、进程调度。
2、存储管理
任务：方便用户使用内存；提高内存的利用率；从逻辑上扩充内存。
功能：内存分配；地址映射；内存保护；内存扩充。
3、设备管理
任务：完成用户程序请求的I/O操作，为用户程序分配I/O设备；提高外部设备的利用；尽可能地提高输入/输出的速度；方便用户使用外部设备。
功能：设备分配；设备控制；设备无关性。
4、文件管理
任务：大量的信息以文件的形式放在外存，对信息的管理也就是对文件的管理 。
功能：文件存储空间的管理；目录管理；文件的读写管理；文件的存取控制。
5、操作系统接口
命令接口：联机命令接口；脱机命令接口；图形用户接口。
程序接口：系统调用。
操作系统类型
成熟的：批处理系统，分时系统，实时系统。
发展中的：微机操作系统，多处理机操作系统，网络操作系统，分布式操作系统，嵌入式操作系统。
批处理系统
单道：内存中仅放一道作业；作业的完成顺序与进驻内存的顺序相关。
多道：内存中放多道作业；作业的完成顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系。
优点：资源利用率高；系统吞吐量大。
缺点：平均周转时间长；无交互能力。
分时系统
允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好象独占计算机一样。
类型：简单分时系统，具有前后台的分时系统；多道分时系统 。
特征：多路性、独立性、交互性、及时性。
实时系统
对外部输入的信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。
类型：闭环——实时控制系统；开环：实时信息处理系统。
特殊要求：高可靠性；过载保护；对截止时间的要求 。
微机操作系统
CP/M 操作系统，MS-DOS 操作系统，OS/2 操作系统，Windows 操作系统，UNIX及类UNIX 操作系统。
多处理机操作系统
引入原因：增加系统吞吐量；节省投资 ； 提高系统可靠性。
类型：非对称多处理模式——主-从模式；对称多处理模式—— 独立管理模式。
网络操作系统
模式：客户/服务器模式——Client/server；对等模式——Peer to Peer。
功能：网络通信；资源共享管理；网络服务；网络管理；互操作能力。
分布式操作系统
分布式系统是由若干个计算机经互连网络连接而成的，这些计算机既可以独立工作，又能协同工作。可实现系统内的资源管理，任务动态分配，并能并行地运行分布式程序。
特点：多机合作；健壮性；透明性；共享性。
嵌入式系统
嵌入式计算机，顾名思义即将计算机嵌入到其他设备上，这些设备无处不在，大到汽车发动机、机器人，小到电视机、微波炉、移动电话。运行在其上的操作系统比较简单，只实现所要求的控制功能。