什么是操作系统?
操作系统的定义
操作系统(Operation System, OS) 是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理的组织和调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其它软件方便的接口和环境,它是计算机系统中最基本的系统软件。
操作系统层次结构如图。
用户可以直接和操作系统进行交互,但是大多数情况下都是通过应用软件与操作系统进行交互。硬件指的是CPU、内存、硬盘等资源。
操作系统说明:
- 负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作
- 为上层的应用程序、用户提供简单易用的服务
- 操作系统是系统软件,而不是硬件
操作系统对硬件和软件的管理例子:
操作系统的功能和目标
我们可以先想一下:
- 操作系统作为
系统资源的管理者
(资源包括硬件、软件、文件等),需要提供什么功能呢? - 操作系统作为
用户与计算机硬件之间的接口
,要为其上层的用户、应用程序提供简单易用的服务,需要提供什么功能? - 操作系统作为
最接近硬件的层次
,需要在纯硬件的基础上实现什么功能?
系统资源的管理者
我们以网易云音乐听歌为例:
step1: 找到安装目录 D:\install\163 music\CloudMusic
step2: 双击cloudmusic.exe
step3: 网易云音乐运行中
step4: 放歌
在第一步中,我们所找的目录,是操作系统提供的文件管理功能。
一个进程是一个程序执行过程,执行前需要将程序放到内存中,所以第二步是操作系统提供的存储器管理。
一个进程要能正常的往下运行,需要分配CPU,所以第三步是操作系统提供的处理机(CPU)管理。
网易云音乐能播放声音是因为调用了音频等设备,所以第四步是操作系统提供的设备管理。
用户与计算机硬件之间的接口
作为用户和计算机硬件之间的接口,操作系统给我们提供了:
命令接口:允许用户直接使用
程序接口:允许用户通过程序间接使用
GUI:现代操作系统中最流行的图形用户接口
其中命令接口和程序接口统称为用户接口
例子:
联机命令接口:用户说一句,系统做一句,比如在cmd中允许time
命令,就会和系统产生交互行为;
脱机命令接口:用户说一堆,系统做一堆,就是批处理命令;
程序接口:如一些 .dll
的文件,只能通过用户程序间接调用,该调用过程称之为 系统调用
;
GUI:比如删除文件可以直接拖拽到回收站,而不用输入命令
最接近硬件的层次
没有任何软件支持的计算机成为 裸机
。在裸机上安装操作系统,可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能,将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器。
所以操作系统作为最接近硬件的层次,需要实现对硬件机器的扩展。
通常把覆盖了软件的机器称之为 扩充机器
,又称之 虚拟机
。
总结
什么是操作系统介绍完了,下一章将介绍操作系统的特征。最后,我们以一张图介绍本文: