1.1.2　操作系统简介

1.操作系统的地位

计算机系统是由硬件和软件两部分构成的。在软件的分类中，操作系统属于系统软件，是紧挨着硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充，其他软件则是建立在操作系统之上的。通过操作系统对硬件功能进行扩充，并在操作系统的统一管理和支持下运行其他各种软件。

操作系统在计算机系统中占据非常重要的地位，它不仅仅是硬件与所有其他软件之间的接口。任何数字电子计算机（从微型计算机到巨型计算机）都必须在其硬件平台上安装相应的操作系统之后，才能构成一个可以协调运转的计算机系统。只有在操作系统的指挥控制下，各种计算机资源才能被分配给用户使用。也只有在操作系统的支撑下，其他各类软件，如编译系统软件、应用系统软件程序库，才得以获得运行条件。没有操作系统，任何应用软件都无法运行。

可见，操作系统实际上是一个计算机系统中硬、软件资源的总指挥部。操作系统的性能高低，决定了整体计算机的潜在硬件性能能否发挥出来。操作系统本身的安全性、可靠程度在一定程度上决定了整个计算机系统的安全性和可靠性。操作系统是软件技术的核心，是软件的基础运行平台。

2.操作系统的定义

综上所述，可给出操作系统的一个定义：操作系统是计算机系统中的系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够方便地使用计算机，使整个计算机系统能高效运行的一组程序模块的集合。

（1）“有效”主要指操作系统在管理资源方面要考虑到系统运行效率和资源的利用率，要尽可能地提高处理机的利用率，让它尽可能少地空转，其他的资源，例如内存、硬盘，则应该在保证访问效能的前提下尽可能地减少浪费的空间等。

（2）“合理”主要是指操作系统对于不同的用户程序要“公平”，以保证系统不发生“死锁”和“饥饿”的现象。

（3）“方便”主要是指人机界面方面，包括用户使用界面和程序设计接口两方面的易用性、易学性和易维护性。

操作系统主要有以下两方面的作用：

（1）操作系统要管理计算机系统中的各种资源，包括硬件及软件资源。在计算机系统中，所有硬件部件（如处理机、存储器、I/O设备）称作硬件资源；而程序和数据等信息称作软件资源。从微观上看，使用计算机系统就是使用各种硬件资源和软件资源。特别是在多用户、多道程序的系统中，同时有多个程序在运行，这些程序在执行的过程中可能会要求使用系统中的各种资源。操作系统就是资源的管理者和仲裁者，它负责在各个程序之间调度和分配资源，保证系统中的各种资源得以有效地利用。

（2）操作系统要为用户提供良好的界面。一般来说，使用操作系统的用户有两类。一类是最终用户，他们只关心自己的应用需求是否被满足，而不在意其他情况，至于操作系统的效率是否高，计算机设备是否正常，只要不影响使用，则一律不去关心。例如，用户在使用邮件服务器收发自己的电子邮件时，只注意自己的邮件是否快捷安全地收发，并不在意有多少用户同时使用这台邮件服务器。只要在这台邮件服务器上出现的堵塞、安全问题不影响到邮件的收发，就不会去关心这台邮件服务器的整体状态。但是另一类用户就必须关心整个邮件服务器的工作状态，这就是邮件服务器管理员。这类用户一般称为系统用户。他必须时刻监视系统的整体运行状态，如空间的使用情况，是否发生通信堵塞，是否有黑客攻击系统等。有时系统用户和最终用户可能是同一个人，比如许多使用Windows的用户，他可能正在用Office写一份报告，此时他是一位最终用户；他想查看一下所使用硬盘上的D盘还有多少剩余空间，是否需要删除一些不用的文件以获得更多的自由空间，此时他是一位系统用户。

操作系统必须为最终用户和系统用户这两类用户的各种工作提供良好的界面，以方便用户的工作。典型的操作系统界面有：命令行界面，如UNIX和MS-DOS；图形化的操作系统界面，如Windows。现在大多数操作系统向用户提供这两种界面。