操作系统OS（Operating System）
操作系统的特征是 并发性 , 共享性 , 虚拟性 , 异步性
现代操作系统的两个基本特征是 程序的并发执行 和 资源共享。
操作系统是 系统软件 ，不是应用软件。
主要功能是实现对系统 硬件和软件资源 的管理
操作系统的五大管理功能是处理机（进程）管理、存储器管理、设备管理、作业管理和用户接口 （文件管理）。
在操作系统中，不可中断 的操作叫 原语
从用户的观点出发，操作系统是用户和计算机之间的接口有命令接口 , 程序接口 , 图形接口 三种。
面对一般用户，通过 操作命令 方式控制操作系统；面对编程人员，通过 系统调用 控制。
在操作系统中，系统调用程序在系统态执行；一般用户函数调用程序由用户准备，在用户态执行。
进程的模式有 系统态 和 用户态 两种。
一般用户编写的程序是在用户态下工作，
系统态，即内核态，三种情况下会出现由用户态转为内核态，中断，异常，系统调用。
凡是涉及到计算机根本运行的事情都应该在内核态下执行，而中断、时钟日期、存储映象图都属于系统级的资源，对这些资源的修改都必须在核心态，但是读取则没有强制要求。
特权指令是只作用于系统态的。即使是超级用户（管理员、特权用户）也不可以使用
处理机的所有指令可以在 系统态 中执行。
操作系统的三种基本类型是批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统
操作系统目前有五大类型：批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统,网络操作系统,分布式操作系统
对于批处理系统，吞吐量和周转时间是最重要的；对于分时系统最小响应时间是最重要的；对于实时系统，截止时间是最重要的；
批处理 操作系统（Batch Processing Operating System）
分为单道批处理系统和多道批处理系统
运行效率对多道批处理系统最重要
多道批处理系统
特点：多道 和 成批处理
批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预，由操作系统控制它们自动运行。主要缺点是缺少交互性
多道程序并发执行
多道：计算机内存中同时存放多道相互独立的程序；在操作系统控制下相互穿插执行
宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占有处理机。有的程序正在CPU上执行，而另一些程序正在I/O设备上进行传输，即通过CPU操作与外设传输在时间上的重叠必须有中断和通道技术支持，其原因如下：
1)通道是一种控制一台或多台外部设备的硬件机构，它一旦被启动就独立于CPU运行，因而做到了输入/输出操作与CPU并行工作。
2)在硬件上引入了中断技术。所谓中断，就是在输入/输出结束时，或硬件发生某种故 障时，由相应的硬件（即中断机构）向CPU发出信号，这时CPU立即停下工作而转向处理中断请求，待处理完中断后再继续原来的工作。
多道程序执行（分为顺序执行 和 并发执行）。
如果是顺序执行： 可再现
如果是并发执行（伪并行）：不可再现
（程序的再现性是指程序多次执行结果是一样的）
分时 操作系统（Time Sharing Operating System， 简 称 TSOS）
多用户交互式操作系统，需要多道程序技术的支持
分时操作系统是多个用户通过终端同时共享一台主机，这些终端连接在主机上，用户可以同时与主机进行交互操作而互不干扰。（一台计算机同时为多个终端服务）
在操作系统中釆用分时技术就形成了分时系统。所谓分时技术就是把处理器的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。
确定时间片长度要从进程数目、切换开销、系统效率和响应时间等多方面因素加以考虑。
分时系统具有多路性、交互性、“独占”性 和 及时性 的特征。
多路性指，有多个用户使用一台计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU。
交互性是指，用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步)。
“独占”性是指，用户感觉不到计算机为其他人服务，就像整个系统为他所独占。
及时性指，系统对用户提出的请求及时响应。
缺点：
虽然分时操作系统比较好地解决了人机交互问题，但是在一些应用场合，需要系统能对外部的信息在规定的时间（比时间片的时间还短）内作出处理（比如飞机订票系统或导弹制导系统)。因此，实时系统应运而生
实时 操作系统 (Real Time Operating System， 简 称 RTOS)
设计实时操作系统时，首先应该考虑系统的 及时性 和 可靠性。
网络 操作系 统 （Network Operating System ， 简 称 NOS ）
通常运行在服务器上的操作系统，是基于计算机网络的，其目标是相互通信及资源共享。
分布式 操作系统 (Distributed Software Systems)
为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。
分布式操作系统是网络操作系统的更高形式，它保持了网络操作系统的全部功能，而且还具有透明性、可靠性和高性能等。
网络操作系统和分布式操作系统虽然都用于管理分布在不同地理位置的计算机，但最大的差别是：
网络操作系统知道确切的网址，而分布式系统则不知道计算机的确切地址；
分布式操作系统负责整个的资源分配，能很好地隐藏系统内部的实现细节，如对象的物理位置等。这些都是对用户透明的。
来源：牛客网
用户要求 分时系统和实时系统 对用户的请求在一定的时间内给予及时响应，都具有 及时性
能 同时执行多个程序 的OS是 多道批处理、分时系统、实时系统
交互类型的作业不适合批处理。如玩游戏、飞行模型、调试程序。解大型方程组可以
操作系统中采用 多道程序设计技术 后，提高了CPU和外部设备的利用率。
多道程序系统如何实现CPU计算与I/O操作的并行？
在多道程序系统中，当需要I/O操作时，不需要CPU直接控制I/O操作的完成。可利用通道、DMA及中断机构来直接控制I/O操作的完成，这时CPU也不是专门空闲等待I/O操作的完成，而是转去执行另一道程序。
为多道操作系统特意准备的
特权指令（多道优先级）
跳转指令（程序跳转）
（如果不是多道的操作系统，也就是单任务处理的，那么一个一个的执行就好了，当出现多道的时候，就会出现优先级的问题）
在单处理机系统中，相同的硬件条件下，要执行10个程序，每个程序单独执行需要6min。现在10个程序同时在多道程序系统执行，一般情况下，每个程序执行完毕需要的时间大于6min
（在多道系统中，会频繁切换任务（task）。造成CPU的浪费，也增加了处理时间。所以平均每个都会大于6min；）
操作系统：Windows、Unix
Unix操作系统允许用户在汇编语言上使用系统调用。
UNIX操作系统是著名的 分时系统
按照设备共享属性分类：
独占设备：在一段时间内只允许一个进程访问的设备，在一个用户作业未完成或退出之前，此设备不能分配给其他作业用。所有字符设备都是独享设备。如输入机、磁带机、打印机等。——很明显：需要装驱动。
共享设备：一段时间内允许多个进程同时访问设备，这些进程可以交叉的访问设备的不同数据块上的数据。如，磁盘、软硬盘、光盘等块设备都是共享设备。——无需驱动。
虚拟设备：通过软件技术将独享设备改造成共享设备。例如：通过SPOOLing技术将一台打印机虚拟成多台打印机。——实质还是独享设备，需要驱动。
在单处理机的环境下，多道程序的执行是并发的不是并行的，程序的执行与I/O操作能并行。
并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。