1.1　操作系統概述

計算機系統由軟件和硬件組成，其中軟件由一系列按照特定順序組織的數據和指令構成，而硬件一般由芯片、器件及電路等組成。軟件需要運行在硬件上，硬件需要有可運行的軟件才能發揮其功能，軟件和硬件只有互相協作才能完成實際的工作。在計算機科學中，軟件是指計算機系統處理的所有信息，包括程序和數據。

計算機軟件可以進一步劃分為用戶程序、系統軟件（System Software）和介于兩者之間的中間件。用戶程序一般針對某一特定業務提供特定功能，系統軟件一般為計算機提供最基本的通用功能，包括操作系統、數據庫管理系統、編譯器、解釋器等面向開發者的軟件。常見的系統軟件分類如表1-1所示。

表1-1　常見的系統軟件分類

操作系統作為系統軟件的集大成者，一般會內嵌數據庫和語言運行時（解釋器、加載器），同時提供驅動程序和用戶程序的開發工具，包括驅動程序/用戶程序開發環境、編譯器、鏈接器等。

操作系統在其早期階段主要表現為批處理系統，每類設備都需要定制化的操作系統。計算機科學家通過對ISA（Instruction Set Architecture，指令集體系結構）的定義，首次將計算機處理器架構與實現解耦，與此同時，也將操作系統與CPU（Central Processing Unit，中央處理器）等硬件解耦，這為操作系統從專用走向通用奠定了技術基礎。在大型機時代，首先需要解決的問題是多個用戶如何同時操作同一臺計算機。為解決此問題，操作系統引入了分時、多任務、文件系統、動態鏈接等概念。操作系統對計算機的快速發展和普及做出了不可磨滅的貢獻，經過多年的探索和實踐，其基礎理論和技術已經基本成熟，但仍在不斷發展和持續演進中。