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### 第一讲：什么是操作系统
计算机操作系统是指控制和管理硬件资源及软件资源的程序集合，它合理组织计算机的工作流程，并提供给用户方便的操作界面。
#### 操作系统的三个作用：
- **管理者**：负责管理和调度系统中的软硬件资源。
- **虚拟机**：为用户提供一个等价的扩展机器或虚拟环境。
- **控制者**：作为最基础和复杂的系统软件，它管理并执行应用程序。
### 操作系统的发展历史
#### 第一代（1945-1955）：手工操作
特点：
- 使用机器语言编程；
- 无操作系统支持；
- 主要用于数学计算。
输入输出方式包括插件板、纸带和卡片等。随着计算机处理能力的提升，手动操作效率低下导致资源浪费。
#### 第二代（1955-1965）：单批道处理系统
特点：
- 适用于大型机；
- 使用汇编语言及FORTRAN作业。
代表操作系统有Fortran Monitor System (FMS) 和 IBM为7094机开发的IBSYS。这类系统支持联机和脱机批处理，提高了主机CPU与I/O设备的工作效率。
优点：同一批作业能够自动依次更替执行，提升了整个系统的吞吐量；
缺点：CPU和外设使用状况不均衡（计算密集型作业导致输入输出设备闲置；而以数据传输为主的任务则使处理器空闲）。
#### 第三代（1965-1980）：多批道处理系统
特点：
- 使用集成电路技术；
- 系统庞大且复杂。
支持内存中同时存放多个程序，引入了多道技术和虚拟存储概念。新技术如Multiprogramming和Spooling大大提高了资源利用率。
优点：CPU、内存及I/O设备的使用效率高；作业吞吐量大；
缺点：缺乏用户交互性；平均周转时间较长。
#### 第四代（70年代中期至今）：分时系统
特点：
- 多个用户共享同一台计算机。
操作系统能够同时支持多个程序按时间段轮流占用CPU资源。代表性的操作系统包括CTSS和Multics等。
特征：
1. **同时性**：若干用户可以同时连接到一台计算机，宏观上看每个用户都似乎在独立使用机器；微观上则是轮换使用的机制。
2. **交互性**：通过终端设备如键盘、鼠标发送请求，并根据系统反馈继续操作直至满意结果出现。
3. **独立性**：各用户的程序和数据彼此隔离不受干扰；
4. **及时响应**：用户发出指令后能够在较短时间内获得回应。
### 中断机制
中断是指当CPU收到外部信号时暂停当前任务，转而处理该事件，在完成后再返回原工作点继续执行。通道用于控制I/O设备与内存之间的通信，并且可以独立于CPU运行以实现并行操作。
5星
