15、操作系统基础全解析

操作系统基础全解析

1. 操作系统简介

操作系统（OS）是一组管理应用软件执行的程序，它充当计算机用户与硬件之间的桥梁。像Windows/NT、Windows、MacOS和OS/2都是常见的操作系统实例。

操作系统主要有以下目标：
- 让计算机系统更用户友好、易于操作。
- 充分利用计算机硬件资源。
- 运行用户应用程序，更便捷地解决用户问题。

计算机系统由应用程序、操作系统、硬件和用户这四个要素组成：
|要素|说明|
| ---- | ---- |
|用户|可以是机器、人或其他计算机|
|硬件|包含内存、CPU和输入/输出设备|
|应用程序|如数据库系统、编译器和网页浏览器等，帮助用户解决计算机相关问题|
|操作系统|提供在计算机系统操作中合理使用硬件的机制|

2. 计算机系统组织

2.1 计算机系统操作

典型的计算机系统由一个或多个CPU以及多个设备控制器组成，它们通过通用总线连接，可访问共享内存和其他资源。每个设备控制器负责管理特定类型的设备，如视频显示器、音频设备、磁盘驱动器等。设备控制器和CPU能并行运行，都在争取内存周期，而内存控制器负责协调对共享内存的访问，确保有序使用。

当计算机开机或重启时，需要执行一个初始软件（引导程序）来启动系统。该程序通常较简单，大多以固件形式存在于计算机硬件中，存储在只读存储器（ROM）或电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）里。它会配置系统的各个方面，包括CPU寄存器、设备控制器和RAM内容等，并且要能识别并加载操作系统内核到内存，之后操作系统会启动第一个进程