- 操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配
- 提供给用户和其他软件便利的界面和环境
- 是计算机系统中最基本的系统软件
并发
- 并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件看似同时发生，但实际上是交替发生
- 并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生
- 操作系统的并发性：指计算机系统中同时运行着多个程序，这些程序宏观上看似同时运行着，而微观上却是交替运行的
- 单核 CPU 同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发地执行
- 多核 CPU 同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行地执行
共享
- 共享：即资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用
- 互斥共享方式：系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但一个时间段内只允许一个进程访问该资源示例：使用 QQ 和微信视频。一时间段内摄像头只能分配给其中一个进程
- 同时共享方式：系统中的某些资源，运行一个时间段内由多个进程同时对它们进行访问。所谓的同时往往是宏观上的，而在微观上，这些进程可能是交替地对该资源进行访问的（即分时共享）。示例：使用 QQ 发送文件 A ，同时使用微信发送文件 B 。宏观上看，两边都在同时读取并发送文件，说明两个进程都在访问硬盘资源，从中读取数据。微观上看，两个进程是交替着访问硬盘的
并发和共享是两个最基本的特征，二者互为存在条件
资源共享是以程序的并发为条件的，若系统不允许程序并发执行，则自然不存在资源共享问题。若系统不能对资源共享实施有效的管理，则必然影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行
虚拟
- 虚拟：指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体（前者）是实际存在的，而逻辑上对应物（后者）是用户感受到的
- 虚拟技术实现资源共享：如处理器的分时共享。节省内存空间：如虚拟存储器
异步
- 异步：指在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进
- 只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性
- 作为系统资源的管理者处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理
- 作为用户与计算机之间硬件系统之间的接口命令接口：联机命令接口、脱机命令接口。程序接口：可以在程序中进行系统调用（广义指令）来使用程序接口。普通用户不能直接使用程序接口，只能通过程序代码间接使用
- 实现对计算机资源的扩充
此阶段无操作系统
单道批处理系统
- 优化：引入了脱机输入/输出技术（外围设备和磁带，由监督程序控制）。
- 缺点：
- 内存中仅可执行单一程序。
- CPU 空闲时间依然较多，资源利用率较低。
多道批处理系统
- 优点：多道程序并发执行，提升资源利用率、CPU 使用率和系统吞吐量。
- 缺点：用户响应时间长，缺乏人机交互功能。
分时操作系统
- 改进：采用时间片轮流服务用户，实现人机交互。
- 优点：即时响应用户请求，解决人机交互问题，实现多用户并发使用。
- 缺点：公平调度，无法优先处理紧急任务。
实时操作系统
- 优点：优先处理紧急任务，在严格时限内处理事件。
- 特点：及时性和可靠性。
特殊用途操作系统
- 网络操作系统：连接网络计算机，实现数据传输和资源共享。
- 分布式操作系统：多台计算机地位平等，并行协作完成任务。
- 典型操作系统：Windows NT、网站服务器。
指令与 CPU 状态
- 指令：分为特权指令（内核态）和非特权指令（用户态）。
- CPU 状态：内核态（特权指令）和用户态（非特权指令）。
- 控制：程序状态字寄存器（PSW）中的二进制位（1：内核态，0：用户态）。