操作系统

操作系统是计算机系统中的核心系统软件，负责管理和控制计算机系统中硬件和软件资源
合理组织计算机工作流程和有效利用资源，在计算机与用户之间起接口的作用

1.1 操作系统的类型

操作系统的类型（依据使用环境和对作业的处理方式）分为批处理、分时、实时、网络和分布
式等。
1、批处理：把作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列。可分联机和脱机。特征为脱机
使用计算机、成批处理和多道程序运行。
2、分时：采用分时技术，使多个用户同时以会话控制自己程序的运行，每个用户都认为拥
有各自独立的、支持自己请求服务的系统。特征有交互性、多用户同时性和独立性。
3、实时：专用，系统与应用难分离。并不强调资源利用率，更关心及时性、可靠性和完整性。
分实时过程控制和实时信息处理。特征有即时响应、高可靠性。
4、网络：按网络架构的各个协议标准制订，包括网络管理、通信、资源共享、系统安全和多种
网络应用，实现协同工作和应用集成。特征有互操作性、协作处理。
5、分布式：要求一个统一的操作系统，实现系统操作的统一性，负责全系统的资源分配和
调度，为用户提供统一的界面。
6、操作系统的 5 项基本功能，包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。

1.2 操作系统的结构

结构分为无序、层次、面向对象、对称多处理和微内核。
1、无序：又称整体或模块结构。以大型表格和队列为中心，操作系统各个部分围绕着表格运
行，整个系统是一个程序。模块结构相对独立，模块之间通过规定的接口相互调用。优点为
缩短开发周期。缺点是模块之间调用关系复杂、相互依赖，使分析、移植和维护系统较易出错。
2、层次：操作系统分解成若干个单向依赖的层次，由多层正确性保证操作系统的可靠性。优
点层次结构清晰，简化了接口设计，有利于系统功能的增加或删改，易于保证可靠性，便
于维护和移植。
3、面向对象：基于面向对象程序设计的概念，采用了各种不同的对象技术。把对象最为系统
中的最小单位，由对象、对象操作、对象保护组成的操作系统。优点适用于网络操作系统和分
布式操作系统。
4、对称多处理：所有多处理运行且共享同一内存（内存储器、主存、实存）。优点适合共享存
储器结构的多处理机系统。
5、微内核：把系统的公共部分抽象出来，形成一个底层核心，提供最基本的服务，其他功
能以服务器形式建立在微内核之上。具有良好的模块化和结构化特征，模块之间和上下层之
间通过消息来通信。
操作系统大多拥有两种工作状态：核心态和用户态。一般的应用程序工作在用户态，内核模
块和最基本的操作系统核心工作在核心态。
微内核结构由一个简单的硬件抽象层和一组比较关键的原语（仅仅为建立系统必须的部分
包括线程管理、地址空间和进程间通信）或系统调用组成。
微内核的目标将系统服务的实现和系统的基本操作规则分离开来。
微内核技术的优点：（

1）统一的接口；（2）可伸缩性好；（3）可移植性好；（4）实时

性好；（

5）安全可靠性高，安全是微内核的特性；（6）支持分布式系统、支持多处理器的

架构和高度并行的应用程序；（

7）真正面向对象的操作系统。