何为操作系统，操作系统的发展历程
英语：operating system，缩写作 OS
两种定义:
u Operating system is a program that manages the computer hardware.
操作系统是管理计算机硬件资源的程序。
u A program that acts as an intermediary between a user of a computer and the computer hardware.
在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的一种程序。
. OS的目标
- 方便性：用户无需了解底层硬件，无需用0、1机器语言操作。（可以说不用手，用工具，进入石器时代了。）
- 有效性：CPU、I/O、存储等的管理专门、合理地被组织管理起来，提高资源的利用率。
- 可扩充性：扩充应用软件；适应硬件和体系结构发展，扩充底层管理功能模块等。
- 开放性：网络环境，遵循开放互联标准。
OS的作用
(1)作为用户与计算机硬件系统之间的接口 * 达成了方便性的目标。*
(2)OS作为计算机系统资源的管理者* 达成有效性目标 *
(3) OS用作扩充机器
二： 操作系统的发展过程
1.1946-50年代中：
电子管时代，计算机速度慢，无操作系统，计算机资源昂贵
工作方式：
用户：既是程序员又是操作员；用户是计算机专业人员；
编程语言：机器语言；
输入输出：纸带或卡片；
计算机工作特点：
用户独占全机，资源利用率极低；
CPU等待用户，计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；
主要矛盾：
人机矛盾----人工操作严重降低了计算机资源的利用率
提高效率的途径：
脱机输入/输出技术。
脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式:
等待人工操作纸带输入数据的不是CPU,而是外围机，一定程度上解决人机矛盾。
2.单道批处理系统(Simple Batch Processing System)
- 作业成批、脱机方式输入到磁带或磁盘上
- 进一步减少脱机I/O中装卸磁带等耗时操作
- 系统监督程序(Monitor)控制作业自动过渡，一个接一个的连续处理。
3. 多道批处理系统
用户作业、外存上排队，称为“后备队列”；
作业调度程序、按一定的算法、从后备队列中选择若干作业 调入内存
入内存的作业、共享CPU和系统中的各种资源，自动批量处理。
“多道”程序有什么好处
CPU利用率提高：减少了CPU等待时间（正在运行的程序若因为I/O操作暂停，可调度其他程序执行，不必装卸。）
内存利用率提高：容量尽可能多的被利用
多种I/O设备并发被使用，也提高了利用率
总体à系统吞吐量增加（虽然CPU总是串行的，但一段时间内被运行的作业数相对要多）
多道批处理系统解决的五大问题：
- 处理机管理问题
- 内存管理问题
- I/O设备管理问题
- 文件管理问题
- 作业管理问题
4. 分时系统(time-sharing system)
实现方法
改变批处理系统的运行方式：
多个用户连接主机
请求的作业发送到主机后，直接进入主机内存以快速响应
系统采用时间片轮转方式处理服务请求
响应时间RT(response time)≈时间片×用户数
分时系统是指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
分时系统是多道程序的逻辑扩充
分时系统的特征：
多路、独立、及时、交互
5. 实时系统(Real-Time System)
系统能及时(或即时)响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。
