1.1.2　操作系統簡介

1.操作系統的地位

計算機系統是由硬件和軟件兩部分構成的。在軟件的分類中，操作系統屬于系統軟件，是緊挨著硬件的第一層軟件，是對硬件功能的首次擴充，其他軟件則是建立在操作系統之上的。通過操作系統對硬件功能進行擴充，并在操作系統的統一管理和支持下運行其他各種軟件。

操作系統在計算機系統中占據非常重要的地位，它不僅僅是硬件與所有其他軟件之間的接口。任何數字電子計算機（從微型計算機到巨型計算機）都必須在其硬件平臺上安裝相應的操作系統之后，才能構成一個可以協調運轉的計算機系統。只有在操作系統的指揮控制下，各種計算機資源才能被分配給用戶使用。也只有在操作系統的支撐下，其他各類軟件，如編譯系統軟件、應用系統軟件程序庫，才得以獲得運行條件。沒有操作系統，任何應用軟件都無法運行。

可見，操作系統實際上是一個計算機系統中硬、軟件資源的總指揮部。操作系統的性能高低，決定了整體計算機的潛在硬件性能能否發揮出來。操作系統本身的安全性、可靠程度在一定程度上決定了整個計算機系統的安全性和可靠性。操作系統是軟件技術的核心，是軟件的基礎運行平臺。

2.操作系統的定義

綜上所述，可給出操作系統的一個定義：操作系統是計算機系統中的系統軟件，是能有效地組織和管理計算機系統中的硬件和軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執行，并向用戶提供各種服務功能，使得用戶能夠方便地使用計算機，使整個計算機系統能高效運行的一組程序模塊的集合。

（1）“有效”主要指操作系統在管理資源方面要考慮到系統運行效率和資源的利用率，要盡可能地提高處理機的利用率，讓它盡可能少地空轉，其他的資源，例如內存、硬盤，則應該在保證訪問效能的前提下盡可能地減少浪費的空間等。

（2）“合理”主要是指操作系統對于不同的用戶程序要“公平”，以保證系統不發生“死鎖”和“饑餓”的現象。

（3）“方便”主要是指人機界面方面，包括用戶使用界面和程序設計接口兩方面的易用性、易學性和易維護性。

操作系統主要有以下兩方面的作用：

（1）操作系統要管理計算機系統中的各種資源，包括硬件及軟件資源。在計算機系統中，所有硬件部件（如處理機、存儲器、I/O設備）稱作硬件資源；而程序和數據等信息稱作軟件資源。從微觀上看，使用計算機系統就是使用各種硬件資源和軟件資源。特別是在多用戶、多道程序的系統中，同時有多個程序在運行，這些程序在執行的過程中可能會要求使用系統中的各種資源。操作系統就是資源的管理者和仲裁者，它負責在各個程序之間調度和分配資源，保證系統中的各種資源得以有效地利用。

（2）操作系統要為用戶提供良好的界面。一般來說，使用操作系統的用戶有兩類。一類是最終用戶，他們只關心自己的應用需求是否被滿足，而不在意其他情況，至于操作系統的效率是否高，計算機設備是否正常，只要不影響使用，則一律不去關心。例如，用戶在使用郵件服務器收發自己的電子郵件時，只注意自己的郵件是否快捷安全地收發，并不在意有多少用戶同時使用這臺郵件服務器。只要在這臺郵件服務器上出現的堵塞、安全問題不影響到郵件的收發，就不會去關心這臺郵件服務器的整體狀態。但是另一類用戶就必須關心整個郵件服務器的工作狀態，這就是郵件服務器管理員。這類用戶一般稱為系統用戶。他必須時刻監視系統的整體運行狀態，如空間的使用情況，是否發生通信堵塞，是否有黑客攻擊系統等。有時系統用戶和最終用戶可能是同一個人，比如許多使用Windows的用戶，他可能正在用Office寫一份報告，此時他是一位最終用戶；他想查看一下所使用硬盤上的D盤還有多少剩余空間，是否需要刪除一些不用的文件以獲得更多的自由空間，此時他是一位系統用戶。

操作系統必須為最終用戶和系統用戶這兩類用戶的各種工作提供良好的界面，以方便用戶的工作。典型的操作系統界面有：命令行界面，如UNIX和MS-DOS；圖形化的操作系統界面，如Windows。現在大多數操作系統向用戶提供這兩種界面。