操作系统知识点（一）
目录
一、概念
1.管理系统资源
2.用户交互
二、特征
1.并发和并行
2.同时共享和互斥共享
3.虚拟
4.异步
三、发展和分类
1.手工操作阶段
2.批处理
（1）单道批处理
（2）多道批处理（操作系统诞生）
3.分时操作系统
4.实时操作系统
（1）硬实时
（2）软实时
一、概念
操作系统是一款管理和控制软件和硬件资源的系统软件。它作为用户与计算机之间的接口，提供了资源管理、人机交互等功能。方便用户快速上手和使用，用户无需关注底层实现细节。
常见的操作系统有：PC端的Windows、Mac Os、Linux…… 和移动端的安卓、ios、鸿蒙……
1.管理系统资源
主要可以分为文件管理、存储器管理、处理机管理、设备管理。
2.用户交互
提供了两种操作模式：图形化模式和命令行模式，可以降低用户的操作难度。
日常生活中使用电脑，看到的电脑的桌面。各种图标实际上就是图形化模式，用户可以通过图形化页面去获得图形化的反馈。（比如打开文件夹）
命令行模式最常见的就是在电脑上使用win+R键，输入cmd进入。
我们可以把命令分为交互式命令和批处理命令。交互式命令就是实时的，用户每输入一条指令，系统就会进行响应。而批处理命令是批量自动化进行的，通过将多条命令实现写入脚本文件中，当用户启动脚本，系统就会自动执行，无需人工干预。
二、特征
分为并发、共享、虚拟、异步。
1.并发和并行
并发指两个及以上的事件在同一时间间隔内发生。而并行指的是两个及以上的事件在同一时刻同时发生。即并发从宏观上看是同时发生的，但是在微观上是交替发生的，当具体到某一时刻时并不是同时发生。
比如在吃饭的时候吃一口饭，再喝一口汤。从宏观来看，吃饭和喝汤同时进行，但具体到某一时刻只在进行一项活动。如果你在做饭的时候，边切菜边唱歌，这就是并行执行。
在通常谈到单核CPU和多核CPU，单核CPU在同一时刻就只能运行一个程序，所以是并发的。而多核CPU，比如4核CPU，再同一时刻可以运行4个程序，这些程序是并行运行的，但是当超过4核时，它其中一些程序也是并发运行的。
计算机系统中看似多个软件同时运行，实际在微观上也是交替运行的，这就是操作系统的并发性。
2.同时共享和互斥共享
系统某些资源可以被多个进程共享使用，但是互斥共享就是一个时间段内只能有一个进程使用。而同时共享就是指一个时间段内可以多个进程“同时共享”，但可能在微观上是交替使用的。
比如在打语音通话的时候，其他人就无法在这段时间内给你打语音通话。这就是互斥共享。有时候你边下载电影，边给别人传送文件，看似同时进行，实际是交替访问硬盘的。这是同时共享。
3.虚拟
将物理资源抽象为多个逻辑实体，用户可以感知到比实际物理资源更丰富、灵活的资源分配方式。
比如单核CPU“同时”运行多个进程。
操作系统中实现虚拟的方式主要有空分复用和时分复用。
4.异步
多个程序并发执行时，有可能因为有限的资源而以不可预知的速度向前推进，并不是一贯到底的。
比如你和你妈都在厨房做饭，家里只有一个炒菜锅，有可能你妈先用锅，这时候你就没法炒菜。你就要在旁边等待。也有可能你先用锅，你妈就需要在旁边等待。这就属于异步。
三、发展和分类
1.手工操作阶段
人机速度矛盾，计算机资源利用率低。
2.批处理
（1）单道批处理
优点：缓解了人机速度的矛盾，资源利用率有所提升。
缺点：内存中仅有一道程序在运行，CPU有大量时间在等待输入输出的完成，资源利用率依然很低。
（2）多道批处理（操作系统诞生）
优点：多道程序并发执行，资源利用率大幅度提升。
缺点：用户响应时间长，用户在任务过程中无法与系统实时交互。
3.分时操作系统
优点：以时间片为基本单位，轮流供各个用户使用。实现了用户和系统之间的即时交互。
缺点：无法优先处理紧急任务，对所有用户平均分摊时间，不区分任务的紧急性。
4.实时操作系统
可以优先处理紧急任务，某些紧急任务不需要时间片排队。特点是及时性和可靠性。
（1）硬实时
系统响应紧急任务之后，必须在严格的时限内完成任务处理。
（2）软实时
处理紧急任务时，偶尔允许超出时间限制。