計算機系統的層次結構

• 用戶

• 應用程序

• 操作系統

• 純硬件：CPU、RAM、ROM

其中，操作系統：

• 從操作系統層往兩側看：負責管理協調硬件、軟件等計算機資源的工作
• 從上往下看：為上層的應用程序和用戶提供簡單易用的服務
• 從下往上看：操作系統系統軟件，而不是硬件

定義

Operating System是指控制和管理整個計算機系統的硬件和軟件資源，并合理地組織調度計算機的工作和資源的分配，以提供給用戶和其他軟件方便的接口和環境。他是計算機系統中最基本的系統軟件。

操作系統的功能和目標

• 作為系統資源的管理者（從操作系統層向兩側看）

進程

是一個程序的執行過程。執行前需要將該程序放到內存中才能被CPU處理

以用QQ和朋友進行視頻聊天為例：

• step1:在各個文件夾中找到QQ的安裝位置：操作系統需要將各種文件有組織地存放起來－文件管理
• step2:雙擊打開QQ.exe可執行文件：操作系統需要把程序的相關數據放入內存中－內存管理
• step3:QQ程序正常運行：對應的進程被處理器CPU處理，要等待資源的分配后才可被運行－處理機管理
• step4:開始和朋友進行視頻聊天：需要把攝像頭設備分配給進程，當進程使用完攝像頭后要把這個設備回收－設備管理

目標

安全高效

• 作為用戶和計算機硬件之間的接口（自下往上看）

操作系統需要提供的功能或者說用戶接口

• 命令接口：1.聯機命令接口 2.脫機命令接口
• 程序接口
• GUI（圖形用戶界面）

命令接口

1.1聯機命令接口，又稱交互式命令接口

用戶說一句，操作系統做一句

1.2脫機命令接口，又稱批處理命令接口

用戶說一堆，操作系統做一堆

相比于程序接口，命令接口是可以被用戶直接使用的

例如在terminal下輸入指令，可以得到反饋，這就是交互的體現，而這些指令是可以直接被用戶所使用的

程序接口

例如在windows操作系統下，常見.dll文件。程序員在程序中調用user32.dll文件即可實現窗口創建等功能（該調用過程即為系統調用）。只能通過用戶程序間接地使用。

程序接口（僅運行用戶通過程序間接使用）：由一組系統調用組成（程序接口=系統調用=系統調用指令=廣義指令）

GUI圖形用戶界面（Graphical User Interface）

用戶可以使用形象的圖形界面進行操作，而不需要記憶復雜的命令、參數

換言之，就是將復雜的操作指令可視化，使用圖形操作的方式來表示操作指令的執行

• 作為最接近硬件的層次（從上往下看）

需要提供的功能和目標

實現對硬件機器的拓展

沒有任何軟件支持的計算機稱為裸機。在裸機上安裝的操作系統可以提供資源管理功能和方便用戶的服務功能，將裸機改造成功能更強、使用更方便的機器。

通常把覆蓋了軟件的機器稱為擴充機器，又稱為虛擬機

類比

硬件：錘子、木材、釘子…

操作系統：優秀的工匠

操作系統對硬件機器的拓展：通過優秀的工匠，這些簡單的原料可以組織成房子、獨木舟…普通用戶可以直接使用工匠提供的房子、獨木舟，而無需關系這些東西在底層是如何組織起來工作的

換言之，操作系統對硬件機器的拓展，實際上就是操作系統對硬件進行調用，封裝得到直接對硬件進行調用的功能給用戶

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统－操作系统的定义(大学如何自学计算机科学与技术)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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