Chapter4操作系统Overview4.1操作系统的定义4.2操作系统的类型实时系统实时操作系统要求在规定的时间内响应，并快速处理，其响应时间一般在毫秒、微秒级甚至更快。大多数实时操作系统是专用系统。实时操作系统本身对资源的使用和控制都必须优化以满足系统要求。单用户单任务系统计算机只能由一个人使用，且一次只能执行一个任务。大多数实时操作系统是专用系统。早前PC机的DOS（DiskOS）系统就是这种单用户单任务操作系统。虽然这种操作系统的效率低，但是系统对计算机硬件的要求不高。单用户多任务系统仍然只能支持一个人使用计算机，但允许同时执行多个任务。目前最为常见的PC机操作系统，包括Windows、Apple公司的MacOS、Linux。采用任务是一种分时处理技术，将CPU的执行时间划分为若干个时间片，在一个时间片内执行一个任务，在下一个时间片内执行另外一个任务，循环不息。可以在多个程序之间进行数据交换。由于需要支持多个任务，要在用户界面处理、系统资源的分配和调度等方面进行大量的处理，因此整个系统比较庞大，且比较复杂。多用户多任务系统允许多个用户使用一台主机，而且支持每个用户的多任务处理。早期硬件资源非常昂贵，多采用使用主机的多用户多任务系统，这种结构演变到今天就是网络服务器，终端工作站变成了PC机。最早的操作系统UNIX就是多用户系统，今天它也是高端网络服务器的操作系统，而Windows的服务器版也具有这种功能。并行系统并行操作系统是针对计算机系统的多处理器要求设计的，它除了完成单一处理器系统同样的作业与进程控制任务外，还需要完成在系统的多个处理器之间活动的分配、调度。并行系统要解决“负载平衡”（LoadBalancing）问题和“缩放”问题。分布式系统通过网络将物理上分布（分散）的具有独立功能的计算机系统互连起来，实现信息交换、资源共享、可互操作和协作处理的系统。侧重且扩大了操作系统对网络资源的控制范围，并实现统一控制。“云计算”。4.3常见的操作系统Windows基于图形用户界面(GUI)的操作系统。它可以同时运行多个应用程序(多任务)众多版本Windows3.X、WindowsNT、Windows95、97、98……Windows7个人版、专业版、企业版，乃至支持庞大用户量的数据中心版。UNIX/LinuxUNIX是非常著名的多用户多任务分时操作系统。UNIX不仅是一个运行可靠、稳定的系统，而且由其开创的操作系统技术一直为其他操作系统所遵循，因此它成了事实上的标准。Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统。Linux被认为是一种高性能、低开支的，可以替换其他昂贵操作系统的软件。劣势在于需要更多的修补，且其运行应用程序的数量远没有Windows那么多。MacOSMacOS是Apple公司为其Macintosh系列计算机设计的操作系统。早于Windows，且也是基于GUI的。具有很强的图形处理能力，被公认为是最好的图形处理系统。移动设备操作系统PalmOS由最早生产PDA的Palm公司开发。WindowsMobile微软公司开发的适用于移动设备的Windows系统。SymbianOSNokia和SonyEricsson等手机生产商联合开发的智能手机操作系统。AndroidGoogle公司收购了原开发商Android后，联合多家制造商推出的面向平板电脑、移动设备、智能手机的操作系统。基于Linux开放的源代码开发且仍然是免费系统。iOSApple公司为其生产的移动电话iPhone开发的操作系统。4.4操作系统的组成层次结构：内核（kernel）包括操控计算机各种资源的基本模块、设备驱动（DeviceDriver、内存管理Kernel的调度程序决定哪一个任务被执行，控制程序为这些任务分配时间片。用户接口（shell）Shell（外壳程序）负责接收用户（包括用户执行的应用程序）的操作命令，并将这个命令解释后交给Kernel去执行。Shell命令有两种方式，一种是会话式输入，另一种是命令文件方式。PC机的操作系统已经发展成一个极为庞大和复杂的系统：它的内核相对稳定，其主要变化是为了适应处理器芯片功能的变化；而它的外壳则占到整个庞大系统的大部分。图形用户界面（GUI）改变了用户使用计算机的方式，而对界面的管理，则成了操作系统最主要的开销，一方面界面要美观、流畅，另一方面要为用户定制界面提供各种方案。功能组成：进程管理存储器管理设备管理文件管理进程管理程序、作业和进程“程序”成为“作业”进而成为“进程”，并被按照一定规则进行调度。程序、作业和进程分别定义了计算机工作过程的不同状态。存放在磁盘上的程序看成它的一个静止状态