操作系统教程
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1.1.1 操作系统的定义和目标

操作系统作为控制应用程序执行的系统软件,已经存在很多年,其功能和内涵也在不断丰富和扩充,所以至今仍无法给出一个严格和统一的定义。但比较公认的定义是:管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。

任何一种计算机系统,均需配备操作系统,有的系统还同时配备了两种或两种以上的操作系统,因而操作系统是现代计算机系统不可分割的重要组成部分,它为人们营造各种以计算机为核心的应用环境奠定了坚实的基础。人们使用操作系统,最直截了当的目标是让用户更加有效和方便地使用计算机,同时也希望能充分发挥计算机硬件系统的最大效用,提高工作效率。操作系统的主要目标可归结为以下几个。

1. 方便使用

操作系统通过对外提供各种接口,尽可能简化用户操作,提高计算机系统的易用性。例如,用户可以直接输入命令或单击屏幕上显示的菜单,操作程序的运行和计算机的使用;而计算机软件开发人员可以在程序中利用系统调用直接对磁盘的文件或外部设备上检测数据进行读/写操作。

2. 扩充功能

操作系统通过适当的管理机制和提供新的服务来扩大机器的功能。例如,操作系统可以采用虚拟机技术为用户提供不同的运行模拟环境和平台,采用虚拟存储管理技术为用户提供比实际内存大得多的运行存储空间,采用Spooling技术将独占设备模拟成共享设备等。

3. 管理资源

操作系统应配置管理计算机系统中所有的软硬件资源的机制。如操作系统可以按照用户和程序的要求分配各种软硬件资源,然后在用户和程序不再使用时回收这些资源,以供下次重新分配。

4. 提高效率

操作系统应合理组织计算机的工作流程,改善系统性能并提高系统效率。如采用多道程序技术实现多进程的并发执行,提高处理器等系统资源的使用效率;提供多线程技术降低多进程并发执行时系统频繁切换所产生的管理开销。

5. 开放环境

操作系统应遵循国际和行业标准来设计,构筑一个开放的环境,以便使用者共享应用软件和应用资源。国际和行业标准包括系统平台标准、通信标准和用户接口标准等,遵循这些标准可以解决各种应用的运行兼容性问题;支持应用程序在不同的平台上的可移植性。