本文件为操作系统使用和安装指南,包含系统要求、配置说明及常见问题解答等内容,旨在帮助用户更好地理解和操作相关软件环境。
### 操作系统的目标与作用
#### 目标
1. **便利性**:操作系统简化了用户使用计算机资源的过程,无需深入了解硬件细节。
2. **效率**:通过高效管理处理器、内存等关键资源,提升整个系统的运行效能。
3. **可扩展性**:适应技术进步和新设备需求,支持系统升级与功能增强。
4. **开放性**:兼容多种编程语言及开发工具,促进应用程序的编写。
#### 作用
1. **作为用户与硬件接口**:操作系统充当了桥梁角色,通过提供简单的命令或图形界面使用户能够轻松控制计算机资源。
2. **管理资源**:包括处理机、内存、设备和文件等各类系统资源的有效分配及使用。
3. **保障安全**:利用权限控制系统确保数据的安全性和系统的完整性,防止未授权的访问与操作。
### 操作系统的发展历程
#### 初始阶段
1. **无操作系统时代**:早期计算机没有操作系统支持,程序员需直接编写机器指令进行编程,这种方式效率低下且难以维护。
2. **脱机输入输出方式**:引入了辅助设备以分离输入输出任务和CPU处理环节,但仍有局限性。
#### 批量处理系统
1. **简单批处理系统**:通过作业控制语言实现了自动化批量操作,提高了工作效率,但仍缺乏交互功能。
2. **多道程序批处理系统**:在内存中同时存放多个作业以提高资源利用率和吞吐率,但也带来了复杂的调度挑战。
#### 分时系统
1. **概念介绍**:分时允许多个用户通过终端共享一台主机的资源,并感觉如同独占计算机。这种方式利用时间片轮换实现多用户的交互式使用。
2. **关键技术**
- 时间片分配算法
- 快速上下文切换技术,确保不同用户间的快速转换。
#### 实时系统
1. **定义**:实时系统能够及时响应外部事件,并在规定时间内完成处理任务。这类系统的性能取决于其对时间限制的严格遵守。
2. **分类**
- 硬实时任务
- 软实时任务
3. **特点对比**
与分时系统相比,实时更注重快速反应和确定性。
### 操作系统的特性
#### 并发性(Concurrency)
指多个程序看似同时执行的现象。实际上通过合理的调度机制实现交替运行以模拟并行效果。
#### 共享资源(Sharing)
操作系统中的资源共享分为两种模式:
1. **互斥访问**:同一时间只有一个进程可以使用某项资源,其他请求该资源的进程需等待。
2. **并发访问**:多个进程可以在同一时刻同时访问相同的设备或文件等共享资源。
#### 虚拟化(Virtualization)
操作系统通过虚拟技术将一个物理实体转换为逻辑上的多个对应物,例如虚拟内存和处理器。这不仅提高了资源利用率,还简化了用户操作流程。