操作系统定义
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的分配，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本的系统软件。
操作系统的功能
一、系统资源的管理者：
- 处理机管理——处理中断事件、处理器调度（进程调度）
- 存储器管理——主要任务是分配内存空间
- 文件管理——信息资源的管理
- 设备管理——管理各类外围设备，包括分配、启动和故障处理等
- 作业管理——作业的输入和输出，作业的调度与控制
二、提供用户与硬件之间的接口：
- 命令接口——允许用户直接使用，分为联机命令接口（交互命令接口）、脱机命令接口（批处理命令接口）
- 程序接口——允许用户通过程序间接，由一组系统调用组成
- GUI——图形用户界面
操作系统的特点
- 并发——指两个及以上的事件在同一时间间隔内宏观上同时发生，微观上交替执行
- 共享——系统中的资源可供内存中多个并发的进程共同使用，分为互斥共享与同时共享
- 虚拟——物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，对应物是用户感受到的
- 异步——由于资源有限，在多个程序并发执行的情况下，进程的执行不是一贯到底的而是走走停停，以不可预知的速度向前推进
操作系统的发展与分类
- 手工操作阶段
- 批处理系统
- 多道程序系统
- 分时操作系统
- 实时操作系统
- 个人计算机操作系统
- 网络操作系统
- 分布式操作系统
操作系统运行机制
为了系统安全的运行，将指令分成以下两种：
- 特权指令：具有特殊权限的指令 ，如对I/O设备使用的指令、访问程序状态的指令、存取特殊寄存器指令等
- 非特权指令
由于处理的指令不同，处理机呈现两种不同的状态 ：
- 用户态：只能执行非特权指令
- 核心态：既能执行非特权指令又能执行特权指令
运行在不同处理机状态下的程序也呈现两种不同的状态：
- 内核程序：运行在核心态下，作为系统的管理者
- 应用程序：运行在用户态下
操作系统的内核
内核是一个操作系统的核心，是操作系统中最接近硬件的软件部分，提供操作系统的最基本的功能，它主要负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统。为减少系统本身的开销，往往将一些与硬件紧密相关的、基本的、公共的、运行频率较高的模块以及关键性数据结构独立开来，如时钟管理、进程调度、中断处理程序、设备驱动程序等，使之常驻内存，并对他们进行保护。