什么是操作系统？
1.操作系统的定义
操作系统的定义到目前为止并没有一个严格统一的定义。只能综合操作系统的功能和特点，做一个较为全面的定义：操作系统是计算机系统中的最重要，最基本的系统软件。从资源管理的观点来看，它是计算机系统中的资源管理器(程序)；它负责对系统的硬软件资源实施有效的控制和管理，提高系统资源的利用率。从方便用户使用的观点来看，它是一台虚拟机；它是计算机硬件的首次扩充，掩盖了硬件操作的细节，使用户或程序员与硬件细节隔离，从而方便了用户的使用。
2.操作系统在计算机系统中的地位
一个计算机系统可以堪称使由硬件和软件按层次结构组成的系统，自底向上各是：硬件层，操作系统层，语言处理程序层，应用程序层。
3.操作系统的目标
(1)方便性：操作系统使计算机系统更易于使用；
(2)有效性：操作系统使计算机资源的使用更有效，即使资源的利用率更高；
(3)可扩充性：操作系统必须能方便地开发，测试和引进新的系统功能，以适应计算机硬件和体系结构的迅速发展以及应用不断扩大的要求；(上文也说到操作系统是计算机硬件的首次扩充，为了实现扩充应用，操作系统必须提供相应的接口)
(4)开放性：操作系统必须能提供统一开放的环境，以使其应用在不同的系统中具有可移植性，并使不同的系统能够通过网络进行集成，从而能正确，有效地协同工作。
4.操作系统的作用
(1)从一般用户的观点来看，操作系统使用户与计算机硬件系统之间的接口。用户并不直接与计算机硬件打交道，而是通过操作系统提供的命令，系统功能调用以及图形化接口来使用计算机。
(2)从资源管理的观点来看，操作系统使计算机资源的管理者。处理机的分配和控制，内存的分配和回收，I/O设备的分配和处理，文件的存取，共享和保护工作都是由操作系统完成的。
(3)从虚拟机的观点来看，操作系统是扩充裸机(没有配置软件的计算机)功能的软件。在裸机上覆盖操作系统后，裸机将变成一台功能更强大使用更方便的虚拟机。
(4)从任务组织的观点来看，操作系统是计算机工作流程的组织者。它负责在众多作业间切换处理机，并协调它们的推进速度，从而进一步提高系统的性能。
多道程序设计技术的概念
1.多道程序设计
在单道程序处理系统时，内存中仅存放了一道程序，每当程序发出I/O请求时，CPU就处于等待I/O完成状态，致使CPU空闲。为了进一步改善CPU的利用率，引入了多道程序设计技术。
多道程序设计技术是指同时把多个作业放入内存并允许它们交替执行，共享系统中的各类资源，当一道程序因某种原因(如I/O请求)而暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。
2.多道程序设计的特点
(1)多道：是指主存中有两道或两道以上的作业，这些作业都处于它们的开始点和结束点之间。
(2)宏观上并行：从宏观上来看，进入系统的多道程序都处于执行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行结束。
(3)微观上串行：从微观上来看，多道程序在轮流使用CPU交替执行；在单处理机系统中任一时刻只能执行一道程序的一条指令。
3.多道程序设计优点
在操作系统中引入多道程序设计技术后减少了CPU时间的浪费，增加了系统的吞吐量，提高了系统效率。
4.多道程序设计的硬件支持
多道程序设计的硬件支持是：中断系统和通道技术。
(1)中断：中断指的是对异步或例外事件的响应；这一响应自动地保存CPU状态以便将来重新启动；自动转入规定地中断处理程序；
(2)通道：通道又称I/O处理机，它能完成主存和外设之间地信息传输，并与中央处理及并行操作。在具有通道结构地计算机系统中，主存，通道，控制器与设备之间采用四级连接，实施三级控制。
5.实现多道程序系统需要解决的问题
虽然多道程序设计技术能提高系统的吞吐量和有效地改善资源利用率，但实现多道程序还需要妥善解决下述问题：
(1)在多道程序之间应如何分配被它们共享的处理机，使CPU既能满足各程序运行的需求，又能提高处理机的利用率，一旦被处理机分配给某程序后，应何时收回等问题。
(2)如何为每道程序分配必要的内存空间，使它们各得其所又不会因互相重叠而丢失信息，应如何防止因某道程序出现异常情况而破坏其他程序等问题。
(3)系统中可能有多种类型的I/O设备供多道程序共享，应如何分配这些I/O设备，如何做到既方便用户对设备的使用，又能提高设备的利用率。
(4)在现代计算机系统中，通常存放着大量的程序和数据。应如何组织它们才能便于用户使用并能保证数据的安全性和一致性。
(5)对于系统中的各种应用程序，它们有的属于计算型，有的属于I/O型，有些作业既重要又紧迫，有的作业有要求系统能及时响应，这时应如何组织。
综上，为了提高CPU的使用率，增加系统的吞吐量，于是出现了多道程序的设计技术，为了解决上述问题，便形成了操作系统。