一、操作系统的概念、功能和定义
概念
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
操作系统
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，并合理地阻止调度计算机工作和资源的分配，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。
功能和目标
作为系统资源的管理者
作为用户和计算机硬件之间的接口
命令接口（允许用户直接使用）：
- 联机命令接口：交互式命令接口
- 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使用）：由一组系统调用组成（程序接口 = 系统调用）
作为最接近硬件的层次
需要提供的目标和功能：实现对硬件机器的拓展。
没有任何软件支持的计算机称为裸机。在裸机上安装的操作系统，可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能，将裸机改造成功能更强、使用更加方便的机器。
通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器，又称为虚拟机。
总结
二、操作系统的特征
操作系统的四个特征分别是并发、共享、虚拟和异步。
并发
- 并发：指两个或者多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但是在微观上是交替执行的。
- 并行：指两个或者多个事件在同一时刻同时发生。
共享
共享即资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
并发和共享的关系
并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
- 如果说失去并发性，则系统中只有一个程序正在运行，则共享性失去存在的意义。
- 如果说失去共享性，则多个应用程序不能同时访问硬盘资源，就无法实现同时发送文件，也就无法并发。
并发和共享互为存在的条件。
虚拟
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物，物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物是用户感受到的。
虚拟技术中的“时分复用技术”。在微观上处理机在各个微小的时间段内交替着为各个进程服务。
异步
异步是指，在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，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，这就是进程的异步性。
显然，如果失去了并发性，则系统只能串行地处理各个进程，每个进程的执行会一贯到底，只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性。
三、操作系统的发展和分类
手工操作阶段
主要缺点：用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低。
单道批处理系统
引入 脱机输入/输出 技术（用磁带完成），并监督程序负责控制作业的输入、输出。
优点：缓解了一定程序的人机速度矛盾，资源利用率有所提升。
缺点：内存中仅能有一道程序运行，只有该程序运行结束之后才能调入下一道程序。CPU有大量的时间是在空闲等待I/O完成。资源利用率依然很低。
多道批处理系统
优点：多道程序并发执行，共享计算机资源。资源利用率大幅提升，CPU和其他资源保持“忙碌”状态，系统吞吐量增大。
缺点：用户响应时间长，没有人机交互功能（用户提交自己的作业之后就只能等待计算机处理完成，中间不能控制自己的作业执行）
分时操作系统
分时操作系统：计算机以时间片尾单位轮流为各个用户/作业服务，各个用户可通过终端与计算机进行交互。
优点：用户请求可以被即时响应，解决了人机交互问题，允许多个用户同时使用一台计算机，并且用户对计算机的操作相互独立，感受不到别人的存在。
缺点：不能优先处理一些紧急任务，操作系统对各个用户/作业都是完全公平的，循环地为每个用户/作业服务一个时间片，不区分任务的紧急性。
实时操作系统
优点：能够优先响应一些紧急任务，某些紧急任务不需要时间片排队。
在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信息后及时进行处理，并且要在严格的时限内处理完时间。实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性。
网络操作系统
伴随着计算机网络的发展而诞生的，能把网络中各个计算机有机地结合起来，实现数据传送等功能，实现网络中的各种资源的共享（如文件共享）和计算机之间的通信。
分布式操作系统
主要特点就是分布性和并行性，系统中的各台计算机的地址相同，任何工作都可以分布在这些计算机上，由他们并行、协同完成这个任务。
个人计算机操作系统
如Windows XP、MacOS，方便个人使用。