定义
- 操作系统 是软硬资源的控制中心，以合理有效的方法组织多个任务共享使用计算机的各种资源，并提供编程和使用接口。
- 层次：硬件 — 操作系统 — 应用程序
- 狭义 OS = 内核（本课程聚焦）；广义 OS = 内核 + 系统调用 + GUI + 其他系统组件
目的
- 方便用户：屏蔽硬件细节，提供命令行/GUI/编程接口，简化用户使用
- 提高资源利用率：协调 CPU、内存、I/O 设备等资源，减少闲置浪费
四个核心管理功能
- 处理机管理（进程管理）：进程创建/撤销/调度/同步，分配 CPU 资源
- 存储管理：内存分配回收、地址映射、保护、扩充（虚拟内存）
- 文件管理：文件组织、存储、命名、快速检索、共享保护
- 设备管理：I/O 设备分配驱动、缓冲管理、中断处理
用户接口
- 操作接口：面向普通用户（命令行 CLI、图形界面 GUI、语音/视觉等多通道交互）
- 编程接口：面向程序员（系统调用 API，应用程序请求内核服务的唯一方式）
资源共享方式
- 空分共享（空间复用）：资源按空间划分，不同应用各占一块。典型：内存（不同进程加载到不同区域）、硬盘（多文件共享空间）
- 分时共享（时间复用）：资源按时间段轮流使用。典型：CPU（不同任务按时间片交替执行）
- 独占式共享：一次只允许一个任务使用（如打印机）
- 分时式共享：可间断穿插多个任务（如 CPU 时间片轮转）
用户类型
- 最终用户：通过操作接口使用计算机（点击图标、输入命令）
- 程序员：通过编程接口（系统调用）开发应用程序
作为接口的示意图
用户
应用程序
系统调用 | 命令 | 图标、窗口
操作系统
计算机硬件
操作系统最基本的功能