操作系统（Operating System, OS）是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程、为用户提供方便的接口和环境的系统软件的集合。
在操作系统的层次结构中，OS 是计算机系统中最接近硬件的软件，是硬件之上的第一层软件：
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 处理机管理 | 进程控制、进程同步、进程通信、调度（作业/进程） |
| 存储器管理 | 内存分配与回收、地址映射、内存保护、内存扩充（虚拟存储） |
| 设备管理 | 设备分配、缓冲管理、设备驱动 |
| 文件管理 | 文件存储空间管理、目录管理、文件读写和保护 |
| 特征 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| 并发 | 多个事件在同一时间间隔内发生 | 最基本特征（单处理机微观串行、宏观并行） |
| 共享 | 系统资源供多个进程共同使用 | 互斥共享（如打印机）和同时访问（如磁盘） |
| 虚拟 | 将物理实体变为逻辑对应物 | 时分复用（CPU）和空分复用（内存） |
| 异步 | 程序执行走走停停，以不可预知的速度推进 | 由并发导致，需要同步机制保证正确性 |
| 概念 | 含义 | 要求 |
|---|---|---|
| 并发 | 多个事件在同一时间间隔内发生 | 单处理机即可（微观串行、宏观并行） |
| 并行 | 多个事件在同一时刻同时发生 | 需要多处理机 |
| 类型 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
| 时分复用 | 将资源在时间上分割给多个用户 | 虚拟处理器（CPU 时间片轮转） |
| 空分复用 | 将资源在空间上分割给多个用户 | 虚拟存储器（逻辑地址空间 > 物理地址空间） |
| 接口类型 | 说明 | 例子 |
|---|---|---|
| 命令接口 | 用户通过命令控制计算机 | 联机命令（CLI）、脱机命令（批处理） |
| 程序接口 | 程序通过系统调用请求服务 | API、系统调用（System Call） |
| 图形接口 | 通过 GUI 交互 | 窗口、菜单、图标 |
| 术语 | 定义 |
|---|---|
| 系统调用 | 用户程序请求操作系统服务的唯一途径 |
| 并发 / 并行 | 同一时间间隔 / 同一时刻发生 |
| 共享 | 资源可供多个进程共同使用 |
| 虚拟 | 将物理实体变为逻辑上的对应物 |
| 异步 | 程序执行走走停停，推进速度不可预知 |
| 内核态 / 用户态 | OS 运行态（可执行特权指令）/ 用户程序态（不能执行特权指令） |
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