【从零开始学习计算机科学】操作系统（一）什么是操作系统？操作系统的功能是什么

综述

我们知道，计算机系统可以分为软件和硬件部分。对于操作系统，其属于计算机硬件之上的第一层软件，属于系统软件的范畴。操作系统在计算机硬件启动后，通过引导模块（比如BIOS）加载启动，并获取计算机硬件的控制权限。操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。它提供了计算机硬件和其他系统软件和用户程序之间的接口。计算机用户的角度来说，计算机操作系统体现为其提供的各项服务；从程序员的角度来说，其主要是指用户登录的界面或者接口；如果从设计人员的角度来说，就是指各式各样模块和单元之间的联系。事实上，全新操作系统的设计和改良的关键工作就是对体系结构的设计，经过几十年以来的发展，计算机操作系统已经由一开始的简单控制循环体发展成为较为复杂的分布式操作系统，再加上计算机用户需求的愈发多样化，计算机操作系统已经成为既复杂而又庞大的计算机软件系统之一。操作系统与计算机体系结构之间存在着一定的关联性，因为操作系统最底层的一些调用是通过直接对寄存器和硬件指令相关的，但是操作系统又起到了屏蔽体系结构的功能，用户只需要关注这个操作系统，通过操作系统提供的用户接口实现对计算机硬件的控制。对于采用了不同体系结构的计算机，只要使用同样的操作系统，用户就可以以相同的方法控制它们。

我们可以通过计算机的发展历程观察操作系统的发展历程。在第一代计算机时期，处于无操作系统阶段，其通过手工操作来实现操作系统的各种功能。在第二代计算机时期，人们开发出了驻留在内存的监督和管理作业执行的监督程序，比如联机批处理系统和脱机批处理系统，这个阶段形成了现代操作体系的雏形。在第三代计算机时期，产生了以多道程序系统为代表的通用操作系统，多道程序系统通常有以下特征：计算机内存中同时存在多个相互独立的用户程序和数据（多程序并存）；每个程序都占有一定数量的资源且都处于运行过程中（宏观上并行）；每个程序轮流使用计算机系统的资源，并且它们的执行时串行的（微观上串行）。在这个阶段，操作系统技术逐步趋于成熟。在第四代计算机时期至今，处于操作系统的快速发展阶段，由于计算机系统中各种技术的发展与融合，出现了许多不同类型的操作系统。这些不同种类的操作系统用于管理不同种类的计算机，都具有一定的特殊性。

1，分时操作系统。分时操作系统的管理和调度方式是使每个程序在一定的时间之内都能够分享到一定的CPU时间来执行。

2，实时操作系统。实时操作系统调度计算机系统的一切可利用的资源完成实时任务，并控制计算机系统中的所有实时任务协调一致运行。

3