学习操作系统，首先遇到的问题：
（1）操作系统是什么
用课本上的话来说，操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
其主要作用是管理好这些设备，提高他们的利用率和系统吞吐量，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。
1.加深对使用的OS的理解，有利于深入编程：用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道;
2.编程时借鉴操作系统的设计思想和算法: 操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域;比如对JAVA虚拟机的理解
3.设计操作系统或者修改现有的系统: 嵌入式系统(Embedded OS）;
在了解了操作系统的含义之后，就开始进一步了解操作系统：
1.1 操作系统的目标、作用和模型
OS的目标：
①方便性：用户无需了解底层硬件，极大方便用户，使得计算机变得易学易用；
②有效性：提高系统资源利用率；提高系统的吞吐量；
③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；
④开放性：网络环境，遵循开放互联标准；
OS的作用：
①OS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）；
②OS作为计算机系统资源的管理者（达成有效性目标）；
③OS用作扩充机器，实现了对计算机资源的抽象（可扩充性）；
1.2操作系统的发展过程
①人工操作方式
特点：资源利用率低；CPU利用率低；
②脱机输入、输出方式（off-Line I/O）方式
优点：减少CPU空闲时间;提高I/O速度； 缺点：系统开销大
③单道批处理系统 作业成批处理，内存中只有一道；
特征：单道性；顺序性；自动性；
优点：
①一定程度解决人机矛盾，CPU与I/O速度矛盾；
②提高了资源利用率和系统吞吐量；
③算作OS的前身，但还不是现在所理解的OS；
④多道批处理系统 （一个重要的思想诞生：多道程序设计）
用户作业、外存上队列，称为“后备队列”；
作业调度程序、按照一定的算法、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”程序的好处：
①CPU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）；
②内存利用率提高：容量尽可能多的被利用；
③多种I/O设备并发被使用，也提高了利用率；
④总体→系统吞吐量增加（虽然CPU总是串行的，但一段时间被运行的作业数相对要多）；
多道批处理系统的特征：
①多道性
②无序性 作业进入内存由算法决定，不按提交顺序；入内存后顺序执行；
③调度性 作业调度、进程调度
多道批处理系统的优缺点：
优点：
资源利用率高：CPU和内存利用率较高；
系统吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；
缺点：
平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长；
无交互能力：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改；
多道批处理系统解决的五大问题：
a.处理机管理问题
b.内存管理问题
c.I/O设备管理问题
d.文件管理问题
e.作业管理问题
操作系统成型，定义如下：
操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度（多道），方便用户使用的程序的集合。
⑤分时系统
1）分时系统的产生
用户的新需求是主要动力：
A.人机交互
B.共享主机
C.便于用户上机
2）分时系统实现中的关键问题
交互：当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
共享：强调即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，系统也应能全部地及时接收并处理。
3）分时系统的实现方法
改变批处理系统的运行方式：
①多个用户连接主机；
②请求的作业发送到主机后，直接进入主机内存以快速响应；
③系统采用时间片轮转方式处理服务请求
4）分时系统的特征：
多路、独立、及时、交互
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；
⑥实时系统 实时控制；实施信息处理；
实时系统是指：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。
/*
操作系统发展是随着计算机硬件技术的发展而发展的，目标：充分利用硬件
推动操作系统发展的主要动力：器件的不断更新换代；方便用户；不断提高计算机资源利用率；计算机体系结构的不断发展
三大基本类型：多道批处理系统；分时系统；实时系统
多道批处理系统引发了现代操作系统的几乎所有问题
多道批处理系统与分时系统的出现标志着现代操作系统的形成
多道批处理系统只有在中断和通道引入之后才真正有意义
*/
1.3 操作系统的基本特性
并发，共享，虚拟，异步
/*并发和进程是现代OS最重要的基本概念*/
①并发
并行性：两个或多个事件在同一时刻发生；
并发性：两个或多个事件在同一时段发生；
理解CPU并发：
单处理器系统中，多道程序在宏观上看似并行，实际在微观上是多道程序占用CPU交替执行的，
并不是真正的“并行”。多处理器系统才有CPU并行。
单处理器系统中的并行：
在硬件技术支持的条件下，CPU和I/O操作能实现并行，这也是多道程序设计能够提高效率的原因之一。
②共享
互斥共享方式：
对临界资源采用该方式，资源分配给某进程后未释放前，不能被其他进程所用。
临界资源（独占资源）：一段时间内只允许一个进程访问的资源。
同时访问方式：
对允许“同时”访问的资源采用该方式，但“同时”仍然是“宏观并行微观串行”的，不是真正的同时
并发和共享互为存在的条件
多个程序并发才导致了资源需要共享；
资源共享若没有协调好，必然影响程序的并发执行；
③虚拟
通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑对应物，两种实现方式：
时分复用
空分复用
④异步
指进程的执行顺序和执行时间的不确定性
只要环境相同，无论快慢，结果应该相同，这需要进程互斥和同步手段来保证；
1.4 操作系统的主要功能
①处理机管理功能
主要解决内存中多道并发执行的“进程” 如何占用CPU，如何运行的问题
1）进程控制
2）进程同步
3）进程通信
4）调度
②存储器管理功能
1）内存分配
2）内存保护
3）地址映射（变换）
4）内存扩充
③设备管理功能
1）缓冲管理
2）设备分配
3）设备处理
④文件管理功能
1）存储空间的管理
2) 目录管理
3）文件的读写管理和保护
⑤用户接口
1）命令接口 联机用户接口；脱机用户接口；
2）程序接口
3）图形接口
1.5 操作系统的结构
①传统的OS结构
1）无结构OS
2）模块化OS结构
3）分层式OS结构
②微内核OS结构
1）C/S模式
2）面向对象编程技术 Object-Orientated Programming
3) 微内核
本章小结
了解操作系统的目标
理解操作系统的作用
了解推动操作系统发展的主要动力，认识其发展过程，及三大基本操作系统的特征和优缺点。
理解操作系统的并发、共享、虚拟和异步性。
理解其五大功能。
理解操作系统结构