操作系统——1.操作系统的概念、定义和目标

目录

1.概念

1.1 操作系统的种类

1.2电脑的组成

1.3电脑组成的介绍

1.4操作系统的概念（定义）

 2.操作系统的功能和目标

2.1概述

 2.2 操作系统作为系统资源的管理者

  2.3 操作系统作为用户和计算机硬件间的接口

 2.3.1用户接口的解释

2.3.2 GUI

 2.3.3接口小结

 2.4 作为最接近硬件的层次

 3.小结

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1.概念

1.1 操作系统的种类

现如今，我们可以见到的操作系统有以下几种：

• Windows
• Android（安卓，谷歌开发的，运用于智能手机）
• iOS（苹果手机的）
• MacOS（苹果电脑的）
• Linux

1.2电脑的组成

下面，我们结合经验，来看一下一台电脑是怎么组成的：

1. 购买一台裸机
2. 安装Windows操作系统
3. 安装应用软件QQ
4. 使用QQ和朋友聊天

首先，我们可以购买一台裸机，然后，我们在裸机上安装Windows操作系统（当然，你也可以安装别的），然后你可以安装应用软件QQ等，最后，你就可以使用应用软件和朋友聊天啦

一台电脑从下到上的结构如下图所示：

注意：我们可以看到用户中有一部分是和操作系统对接的，这表明用户可以直接对操作系统进行操作，比如手动杀死进程等操作

1.3电脑组成的介绍

由上面的讲述，我们可以知道，一台电脑由裸机，操作系统，和应用软件三部分组成。裸机，就是存硬件部分，比如CPU，内存，硬盘；应用程序，就是软件部分，比如QQ，浏览器，英雄联盟等等。而操作系统位于应用程序和裸机之间，它具有一下几方面的作用：

1. 负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作
2. 为上层的应用程序、用户提供简单易用的服务
3. 操作系统是系统软件，而不是硬件

具体情况可以参考下图：

1.4操作系统的概念（定义）

概念（定义）：

操作系统（Operating System，OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织调度计算机的工作和资源发分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境，它是计算机系统中最基础的系统软件

解释：

这个定义很长，我们可以这样记忆：首先是从中间往两边看，得出第一句话“控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织调度计算机的工作和资源发分配”；然后往上看，得出第二句话“以提供给用户和其他软件方便的接口和环境”，然后我们再往下看，得出第三句话“它是计算机系统中最基础的系统软件”

直观的例子：

打开Windows操作系统的任务管理器（快捷键：Ctrl+Alt+Del），如下图所示：

 2.操作系统的功能和目标

2.1概述

通过上面的描述，我们可以提出下面的几个问题：

1. 操作系统作为系统资源的管理者，它需要提供什么功能
2. 操作系统作为用户与计算机硬件之间的接口，要为其上层的用户、应用程序提供简单易用的服务，需要实现什么功能？
3. 操作系统作为最接近硬件的层次，需要在纯硬件的基础上实现什么功能？

具体描述如下图所示：

 2.2 操作系统作为系统资源的管理者

补充知识：

进程是一个程序的执行过程。执行前需要将该程序放到内存中，才能被CPU处理

下面，我们来分析一下使用QQ和朋友聊天的过程

1. 在文件夹中找到QQ的安装目录（比如D:/Tencent/QQ/Bin）（找到.exe文件）
2. 双击打开QQ.exe文件
3. QQ程序正常运行
4. 开始和朋友聊天

我们来分析一下，在这里面操作系统作为系统资源的管理者实现了哪些功能？

1. 第一步中，找到这个文件，说明操作系统可以实现文件管理
2. 第二步中，双击运行这个程序是需要把相关数据放进内存中的，说明操作系统可以实现存储器管理
3. 第三步中，QQ可以正常运行，但是我们的电脑不可能只运行一个程序，说明操作系统可以实现处理机管理（实际就是进程的调度）
4. 第四步，当我们和朋友聊天时，需要打字等操作，需要调用键盘，说明操作系统可以实现设备管理

综上所述，操作系统可以实现：

1. 处理机管理
2. 存储器管理
3. 文件管理
4. 设备管理

我们可以得到下面这张图：

  2.3 操作系统作为用户和计算机硬件间的接口

对于操作系统的这一功能，我们可以有如下的图片：

 2.3.1用户接口的解释

下面对用户接口进行一下解释：

 联机命令接口举例：

就比如常用的命令提示窗口：

脱机命令接口举例：

在C盘中找到.bat文件，然后用记事本打开，里面就是一系列的命令集合

 程序接口实例：

 注意：

系统调用=系统调用命令=广义指令

2.3.2 GUI

 2.3.3接口小结

 2.4 作为最接近硬件的层次

 3.小结

这篇博客主要写了操作系统的概念和它的功能，下面用一张图来小结一下：