操作系统目标
方便性，有效性，可扩充性，开放性
操作系统作用
OS是用户和计算机硬件系统之间的接口
用户三种方式使用计算机：系统调用方式；命令方式；图标-窗口方式
OS是计算机系统资源的管理者
OS实现了对计算机资源的抽象
OS发展过程
单道批处理系统
缺点：系统中的资源不充分运用，CPU存在等待状态是空闲的
多道批处理系统
作业排在外存上，称为“后备队列”
单位时间内完成的作业，在运行程序A时，利用I/O操作时所暂停的CPU空挡时间来调度另一道程序B运行，反复嵌套，保持CPU忙碌。
优点：利用率大了，系统吞吐量大（单位时间完成的作业数）
缺点：平均周转时间长，无交互能力。（批处理都没有）
要解决的问题：处理机争用，内存分配与保护，I/O设备分配，文件组织与管理，作业管理，用户与系统的接口
分时系统
为了满足人机交互。
在一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端所形成系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，交互方式使用计算机，共享主机的资源。
关键问题：
- 及时接收
- 及时处理
特征：多路性，独立性，及时性，交互性
实时系统
系统及时响应外部事件的请求，规定时间内完成对该事件的处理，控制所有实时任务协调一致的运行。
主要特征：将时间作为关键参数
特征：多路性，独立性，及时性，交互性，可靠性
操作系统基本特征
并发
并行性：两个或多个事件在同一时刻发生。
并发性：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
进程：在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，由一组机器指令、数据和堆栈等组成，能独立运行的活动实体。
共享
互斥共享
资源虽然可以提供给多个进程（线程）使用，但规定在一段时间内，只允许一个进程访问该资源
同时访问
资源允许在一段时间内由多个进程“同时”进行访问。
虚拟
该技术是通过“空分复用”或“时分复用”技术，将一条物理信道变为若干条逻辑信道，使只能供一对用户通话的物理信道，变为能供多个用户同时通话的逻辑信道。
异步
由于资源限制，进程的执行不能一气呵成，意思就是进程速度不可预知，称为异步性。
OS主要功能
处理机管理功能
就是对进程的管理：进程控制、进程同步、进程通信、调度
存储器管理
强调内存管理：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充
设备管理
I/O：缓冲管理、设备分配、设备处理
文件管理
文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护
操作系统与用户之间的接口
用户接口、程序接口
OS结构设计
传统操作系统
无结构操作系统
早期
模块化结构OS
优点：
- 提高OS设计正确性、可理解性和可维护性
- up OS可适应性
- up OS开发过程
缺点： 接口难以满足模块设计完成后的实际要求；设计者必须做出一系列的决定，但是各模块的设计齐头并进，造成各种决定的无序性
分层式结构OS
自底向上的分层设计基本原则：每一步设计都建立在可靠的基础上。
优点：
易保证系统的正确性；易扩充和易维护