操作系统提供的服务<br>
1）创建程序：提供各种工具和服务，如编辑程序和调试程序，帮助用户编程并生成高质量的源程序。
2）执行程序：将用户程序和数据装入主存，为其运行做好一切准备工作并启动它执行。当程序编译或运行执行出现异常时，应能报告发生的情况，终止程序执行或进行适当处理。
3）数据I/O：程序运行过程中需要I/O设备上的数据时，可以通过I/O命令或I/O指令，请求操作系统的服务。操作系统不允许用户直接控制I/O设备，而能让用户以简单方式实现I/O控制和读写数据。
4）信息存取：文件系统让用户按文件名来建立、读写、修改、删除文件，使用方便，安全可靠。当涉及多用户访问或共享文件时，操作系统将提供信息保护机制。
5）通信服务：在许多情况下，一个进程要与另外的进程交换信息，这种通信发生在两种场合，一是在同一台计算机上执行的进程之间通信；二是在被网络连接在一起的不同计算机上执行的进程之间通信。进程通信可以借助共享内存（shared memory）方法实现，也可以使用消息传送（message passing）技术实现。采用前一种方法，操作系统要让两个进程连结到共享存储区；采用后一种方法，操作系统实现消息在进程之间的移动。
6）错误检测和处理：操作系统能捕捉和处理各种硬件或软件造成的差错或异常，并让这些差错或异常造成的影响缩小在最小范围内，必要时及时报告给操作员或用户。
7）资源分配：多道作业同时运行时，每一个必须获得系统资源。系统中的各类资源均由操作系统管理
8）统计：当希望知道用户使用计算机资源的情况，如用了多少？什么类型？以便用户付款或简单地进行使用情况统计，统计结果可以作为进一步改进系统服务，对系统进行重组的有价值的工具。
9）保护：在多用户多任务计算机系统中，保护意味着对系统资源的所有存取都要确保受到控制。用户程序对各种资源的需求经常发生冲突，为此，操作系统必须做出合理的调度。
发展与分类
手工操作阶段
程序员将纸带输入进系统，处理之后输出
CPU等待输入
缺点：用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低
批处理阶段
单道批处理系统
引入脱机输入/输出技术（用磁带完成），并使用监督程序（操作系统的雏形）负责控制作业的输入输出
优点：缓解了一定程度的人机速度矛盾，资源利用率有所提升
缺点：内存中仅能有一道程序运行，只有程序运行结束之后才能调入下一道程序。
缺点：CPU有大量的时间是在空闲等待I/O完成，资源利用率依然很低。
多道批处理系统（操作系统开始出现）
每次往内存中输入多道程序
操作系统正式诞生，并引入了中断技术，有操作系统负责管理这些程序的运行，各个程序并发执行
优点：多道程序并发执行，共享自算计资源。资源利用率大幅提升，CPU和其他资源保持“忙碌”状态，系统吞吐量大。
缺点：用户响应时间长，没有人机交互功能（运行之中不能控制自己的作业）
分时操作系统
分时操作系统
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务，各个用户可以通过终端与计算机进行交互
优点：用户请求可以被即时响应，解决了人机交互问题。允许多个用户同时使用一台计算机，并且用户对计算机的操作相互独立，感受不到别人的存在。
缺点：不能优先处理一些紧急事务，操作系统对各个用户/作业都是完全公平的，循环地为每个用户/作业服务一个时间片，不区分任务的紧急性。
实时操作系统
优点：能够优先响应一些紧急任务，某些紧急任务不需要时间片排队。
在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且要在严格的时间限制内处理完事件。其主要特点是及时性和可靠性。
硬实时系统
必须在绝对严格的规定时间内完成处理。如：导弹控制系统
软实时系统
能够接收偶尔违反时间规定。如：火车票系统
网络操作系统
是伴随着计算机网络的发展而诞生的，能把网络中各个计算机有机地结合起来，实现数据传送功能，实现网络中各种资源的共享（如文件共享）和各台计算机之间的通信：如Widows NT
分布式操作系统
主要特点是分布性和并性性。系统中的各台计算机地位相同，任何工作都可以分布在这些计算机上，由他们并性、协同完成这个任务。
个人计算机操作系统
Widoows 10、Macos等
基本概念
概念
操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用计算机的程序的集合。 它是配置在计算机上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。操作系统在计算机中占据特别重要的地位，它是计算机中最重要的系统软件，是其他系统软件和应用软件运行的基础。
特征
并发
指两个或者多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同一时间同时发生的，但微观上是交替发生的。
操作系统的并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
一个单核处理机（CPU）同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会负责协调多个程序交替执行。微观上交替，宏观上同时
事实上，操作系统是伴随着“多道程序技术”而出现的。因此，操作系统和程序并发是一起诞生的。
共享
两种方式
互斥共享方式
系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但是一段事件只能允许一个进程访问该资源
同时共享方式
系统中的某些资源，允许一个时间段内有多个进程“同时”对它们进行访问
虚拟
虚拟是把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体（前者）是实际存在的，而逻辑对应物（后者）使用户感受到的
空分复用技术（第三章）（如虚拟存储技术）
时分复用技术（虚拟处理器）：微观上处理机在各个微小的时间段内交替着为各个进程服务
显然，如果失去了并发i选哪个，则一个时间段内系统中只需要运行一道程序。因此，没有并发行，就谈不上虚拟性。
异步
显然，只有系统拥有并发行，才有可能导致异步性。
并发和共享的关系
并发指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
共享性指系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用
如果失去并发性，则共享性失去存在的意义。
如果失去共享性，假如QQ与微信同时发送文件，则二者不能同时访问系统资源，就无法并发。
故并发和共享互为存在条件
并发和共享是操作系统最基本的两个特征
