王道操作系统考研笔记——1.1.1 操作系统的概念、功能和目标
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文章目錄
- 1.1.1 操作系統的概念、功能和目標
- 1.1.1.1 操作系統的概念
- 1.1.1.2 作為系統資源的管理者
- 1.1.1.3 作為用戶和計算機硬件之間的接口
- 1.1.1.4 作為最接近硬件的層次
- 1.1.1.5 小結
1.1.1 操作系統的概念、功能和目標
目前在市場上，我們熟知的操作系統有Window、安卓、IOS、MacOS、Linux。那么操作系統的概念到底是什么呢？
如果結合生活經驗是理解計算機系統的層次結構的話，我們可以來見證一臺電腦的誕生：
1.1.1.1 操作系統的概念
用一個圖片來概括計算機系統的層次結構的話，如圖：
從圖上來看，操作系統位于裸機之上，應用程序在操作系統的支持下運作，也就是說，操作系統起到了一個承上啟下的作用，如圖中所示，它可以負責管理協調硬件、軟件等計算機資源的工作，為上層的應用程序、用戶提供簡單易用的服務。由此我們可以引出操作系統的定義：
操作系統(Operating System , OS)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，它是計算機系統中最基本的系統軟件。
如果要拿直觀的例子來看的話，打開window操作系統的任務管理器，我們就可以理解上面的定義所在：
1.1.1.2 作為系統資源的管理者
現在我們需要思考幾個問題：
在思考這些問題前，我們先補充一個知識——進程。
如果學過數據庫我們知道：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。
舉一個平時上網中最簡單的例子，如果我們要用QQ和朋友視頻聊天，那么我們在沒有快捷方式的情況下，我們做的會是如下步驟：
在這個過程中，在第一步進行的時候，需要找到QQ程序所在的文件夾位置；在第二步進行的時候，需要把該程序相關數據放入內存；在第三步的時候，對應的進程被處理機（CPU）處理；在第四步的時候，需要將對應的攝像頭設備分配給進程。所以舉這個例子出來后，我們可以看到操作系統作為資源的管理者，他提供了以下四種功能：
- 處理機管理
- 存儲器管理
- 文件管理
- 設備管理
而其目標，就是為了安全、高效地管理系統的資源。
1.1.1.3 作為用戶和計算機硬件之間的接口
自下往上看，操作系統需要提供給應用程序怎樣的接口呢？大體可以分為以下三類：
-
命令接口：允許用戶直接使用
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程序接口：允許用戶通過程序間接使用
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GUI：現代操作系統中最流行的圖形用戶接口
其中我們可以把命令接口和程序接口統稱為用戶接口。在考研中最重要的即為這兩個。
命令接口允許用戶直接使用，其分類分為兩種，一種是聯機命令接口，特點是用戶說一句系統做一句；另外一種是脫機命令接口，特點是用戶說一堆，系統做一堆。
如果體現在windows系統的電腦上，我們可以按下win+R，輸入cmd打開shell窗口，這實際上是一個交互式命令接口，用戶說一句，操作系統做一句，這就是聯機命令接口。而脫機命令接口又為批處理命令接口，其在Window中體現為shell腳本。
程序接口在Windows操作系統電腦上的體現有很多，如：C：\windows\System32\user32.dll，如果程序員在程序中調用user.32.dll，即可實現創建窗口等功能，該功能只能通過用戶程序間接使用。
GUI作為圖形用戶界面，其結構操作更加明了，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。如果舉一個例子的話：在Window操作系統中，刪除一個文件只需要把文件拖拽進回收站即可。
我們對以上的知識做一個小結：
1.1.1.4 作為最接近硬件的層次
在1.1.1.3中，我們了解了從操作系統到應用程序直接所提供給用戶的接口種類；在這一小節，我們會從上往下看，從操作系統到裸機又有什么關聯。
我們常說的裸機，指的是沒有任何軟件支持的計算機；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。
我們通常把覆蓋了軟件的機器稱為擴充機器，又稱為虛擬機。
1.1.1.5 小結
總結
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