1.操作系统概论
1.1操作系统的资源管理功能和目标
操作系统的定义：操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务、合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。（操作系统的定义没有统一的说明，此处的定义为书中提供，按照操作系统的功能方面来定义。）
*操作系统的管理资源包括软件资源和硬件资源。软件资源包括程序、数据和文档。硬件资源主要包括中央处理器（CPU）、内存、外存、输入/输出设备。*
计算机系统的层次结构：
第二种表达方式：（高三级为软件级，低三级为硬件级）
高级语言级
汇编语言级
操作系统机器级
指令系统
微程序机器级
数字逻辑级
整个计算机系统分为四层结构时，从底向上可分为硬件、操作系统、应用软件、用户。
操作系统直接安装在硬件上，屏蔽复杂的硬件细节，向上层应用软件及用户提供简单、抽象、统一、友好的使用接口。
操作系统的资源管理技术：（1）资源复用，包括空分复用和时分复用。（2）资源虚化（3）资源抽象
其中，资源复用和资源虚化解决的都是物理资源不足的问题，资源抽象解决的是物理资源的易用性问题。
操作系统的目标：（1）方便用户使用（2）扩充机器功能（3）管理系统资源（4）提高系统效率（5）构筑开放环境
1.2操作系统的功能
1）处理器管理（处理中断事件和处理器调度）
处理器管理策略的不同会形成不同类型的操作系统或不同类型的任务处理方式。
2）存储管理功能（提高利用率、方便用户使用、提供足够的存储空间、方便用户进程并发进行。内存的分配、保护和扩充）
3）设备管理功能（方便用户的使用，提高CPU与I/O设备利用率）
4）文件管理功能（解决软件资源的存储、共享、保密和保护问题）
5）网络与通信管理功能（对网络中硬件和软件资源进行管理）
1.3操作系统的主要特性
1）并发
2）异步（随机性）
3）共享：互斥访问，同时访问
4）虚拟
1.4操作系统的发展和分类
1）手工操作阶段（无操作系统）
2）早期批处理（联机批处理和脱机批处理）：
①联机批处理：指的是I/O设备与主机直接连接方式。
②脱机批处理处理：
批处理指的是输入输出方式，单道程序和多道程序指的是外设与主机之间的数据传输方式。
3）多道程序设计
优点：①资源利用率高②作业吞吐量大，单位时间内完成的工作总量大
缺点：①用户交互性差，整个作业完成后或中间出错时才与用户交互，不利于修改和调试
②作业平均周转时间长
实现多道程序设计必须妥善解决：①存储保护和系统浮动②处理器的管理和调度，系统资源的管理和调度
分类：批处理系统（脱机，成批处理，多道程序运行），分时操作系统（时间片，多路，独立，及时，交互），实时操作系统
通用操作系统，微机操作系统，网络操作系统
分布式操作系统 嵌入式操作系统
1.5操作系统的用户接口
1）程序接口（应用编程接口）：许多操作系统的程序接口由一组系统调用组成。
系统调用的分类（根据所属资源类型）：进程和作业管理，文件管理，设备管理，内存管理，信息维护，通信
陷入或异常处理机制：实现系统调用功能的机制。
访管指令（陷入指令或异常中断指令）：由于系统调用而引起处理器中断的机器指令。
2）操作接口（作业级接口）：操作控制命令，作业控制语言（脱机用户接口），图形用户界面，新一代用户界面
1.6操作系统的结构设计
主要构件：内核，进程，线程，管程。
结构：单体式结构，层次式结构，微内核结构
运行模型：非进程模型，进程模型
