操作系统是 一套主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务的相互关联的系统软件程序,同时也是计算机系统的内核与基石。它位于硬件之上,应用程序之下,是用户与计算机硬件之间的桥梁。
操作系统的主要功能包括:
资源管理:
确保CPU、内存、外设等资源被有效分配和调度,同时通过抽象层简化硬件复杂性。
程序管理:
为每个运行的程序分配独立的空间,防止程序之间串门导致崩溃,并决定哪些程序优先运行,从而保证整个系统的流畅性。
用户界面:
提供一个友好的用户界面,使用户能够更方便地与计算机交互,实现各种复杂的计算任务。
设备控制:
控制输入与输出设备,操作网络与管理文件系统等基本事务。
虚拟化:
将CPU虚拟化为进程,磁盘虚拟化为文件,内存虚拟化为地址空间,提供给应用程序使用。
从用户角度来看,操作系统体现为其提供的各项服务;从程序员的角度来看,操作系统主要是指用户登录的界面或者接口。
常见的操作系统类型包括桌面操作系统(如Windows、macOS)、手机操作系统(如iOS、Android)、服务器操作系统(如Windows Server、Linux)和嵌入式操作系统(如Android TV、RISC-V)等。
操作系统的设计目的是为了与硬件交互,管理所有的软硬件资源,为用户程序(应用程序)提供一个良好的执行环境。它通过封装底层细节,提供标准接口以供调用,大大简化了上层应用软件的开发。