操作系统的概念
计算机系统自下而上可大致分为四部分: 硬件 、 操作系统 、 应用程序 和 用户 (这里的划分与计算机组成原理中的分层不同)。操作系统管理各种计算机硬件,为应用程序提供基础,并充当计算机硬件与用户之间的中介。
操作系统(Operating System,OS) 是指控制和管理整个计算机系统的硬件与软件资源,合理地组织、调度计算机的工作与资源的分配,进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合。操作系统是计算机系统中最基本的系统软件。
1. 用户观点
操作系统的用户观点即根据用户所使用计算机的不同而设计不同类型的操作系统。
2. 系统观点(资源管理的观点)
从资源管理的角度来看,操作系统是计算机系统的资源管理程序。在计算机系统中有两类资源: 硬件资源 和 软件资源 。按其作用又可以将它们分为四大类资源: 处理器 、 存储器 、 外设 和 信息(程序和数据) 。这四类资源构成了操作系统本身和用户作业赖以活动的物质基础和工作环境。它们的使用方法和管理策略决定了整个操作系统的规模、类型、功能和实现。与上述四类资源相对应,操作系统可被划分成处理器管理、存储器管理、设备管理和信息管理(即文件系统),并分别进行分析研究。由此,可以用资源管理的观点组织操作系统的有关内容。
3. 进程观点
这种观点把操作系统看作由若干个可以独立运行的程序和一个对这些程序进行协调的核心所组成的。这些运行的程序称为进程,每个进程都完成某一项特定任务(如控制用户作业的运行,处理某个设备的输入/输出...)。而操作系统的核心则是控制和协调这些进程的运行,解决进程之间的通信;它从系统各部分以并发工作为出发点,考虑管理任务的分割和相互之间的关系,通过进程之间的通信来解决共享资源时所带来的竞争问题。通常, 进程 可以分为 用户进程 和 系统进程 两大类,由这两类进程在核心控制下的协调运行来完成用户的要求。
4. 虚拟机观点
虚拟机的观点也称为机器扩充的观点。从这一观点来看,操作系统为用户使用计算机提供了许多服务功能和良好的工作环境。用户不再直接使用硬件机器(称为 裸机 ),而是通过操作系统来控制和使用计算机。计算机被扩充为功能更强大、使用更加方便的虚拟计算机。从功能分解的角度出发,考虑操作系统的结构,将操作系统分为若干个层次,每一层次完成特定的功能,从而构成一个虚拟机,并为上一层提供支持,构成它的运行环境。通过逐层的功能扩充,最终完成操作系统虚拟机,从而为用户提供全套的服务,满足用户的要求。
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