软件设计师考试 | 第四章 操作系统知识 | 操作系统概述

（一）操作系统的基本概念

1.操作系统定义及作用

定义： 能有效地组织和管理系统中的各种软/硬件资源，合理地组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并且向用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。

重要作用：

• 通过资源管理提高计算机系统的效率；
• 改善人机界面面向用户提供友好的工作环境。

2.操作系统特征与功能

特征：

• 并发性
• 共享性
• 虚拟性
• 不确定性

功能：

• 进程管理，主要包括进程控制、进程同步、进程通信和进程调度；
• 文件管理，主要包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读/写管理和存取控制；
• 存储管理，主要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）和主存扩充；
• 设备管理，包括对输入/输出设备的分配、启动、完成和回收；
• 作业管理，包括任务、界面管理、人机交互、图行界面、语音控制和虚拟现实等。

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（二）操作系统分类及特点

1.批处理操作系统

批处理操作系统分为单道批处理和多道批处理。

• 单道批处理系统是一种早期的操作系统，“单道”的含义是指一次只有一个作业装入内存执行。当一个作业运行结束后，随即自动调入同批的下一个作业，从而节省了作业之间的人工干预时间，提高了资源的利用率。
• 多道批处理系统允许多个作业装入内存执行，在任意一个时刻，作业都处于开始点和终止点之间。每当运行中的一个作业由于输入/输出操作需要调用外部设备时，就把CPU交给另一个等待运行的作业，从而将主机与外部设备的工作由串行改变为并行，进一步避免了因主机等待外设完成任务而浪费宝贵的CPU时间。

2.分时操作系统

分时操作系统是将CPU的工作时间划分为许多很短的时间片，轮流为各个终端的用户服务。

分时系统主要有四个特点：多路性、独立性、交互性、及时性。

3.实时操作系统

实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。

• 实时控制系统：数据自动采集、武器控制、火炮自动控制等；
• 实时信息处理系统：飞机订票系统、情报检索系统等。

实时系统与分时系统的区别：

• 系统的设计目标不同；
• 交互性的强弱不同；
• 响应时间的敏感程度不同。

4.网络操作系统

网络操作系统是使联网计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供各种服务的软件和有关协议的集合。

分类：

• 集中模式
• 客户端/服务器模式
• 对等模式

5.分布式操作系统

分布式操作系统能直接对系统中的各类资源进行动态分配和调度、任务划分、信息传输协调工作，并为用户提供一个统一的界面、标准的接口，用户通过这一界面实现所需要的操作和使用系统资源，使系统中若干台计算机相互协作完成共同的任务，有效地控制和协调诸任务的并行执行，并向系统提供统一、有效的接口的软件集合。

6.微型计算机操作系统

微型计算机操作系统简称微机操作系统，常用的有Windows、Mac os、Linux。

7.嵌入式操作系统

嵌入式操作系统运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种装置等资源进行统一协调、处理、指挥和控制。

主要特点：

• 微型化
• 可定制
• 实时性
• 可靠性
• 易移植性

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（三）操作系统的发展

促使操作系统发展的因素有：

• 硬件的不断升级与新的硬件产品出现，需要操作系统提供更多、更复杂的支持；
• 新的服务需求，操作系统为了满足系统管理者和用户需求，需要不断扩大服务范围；
• 修补操作系统自身的错误。

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