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操作系统（Operating System, OS）是计算机系统中必不可少的核心系统软件，其他软件（如编辑程序、汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件）是建立在操作系统的基础上，并在操作系统的统一管理和支持下运行。操作系统是用户与计算机之间的接口，用户可以通过操作系统提供的功能访问计算机系统中的软硬件资源。
操作系统有效地组织和管理系统中的各种软、硬件资源，合理地组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并向用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
操作系统的4个特征是并发行、共享性、虚拟性和不确定性。从传统的资源管理的观点来看，操作系统的功能可分为五大部分：进程管理、文件管理、存储管理、设备管理和作业管理。 （1）进程管理：实质上是对处理机的执行”时间“进行管理，采用多道程序等技术将CPU的时间合理地分配给每个任务。主要包括进程控制、进程同步、进程通信、进程调度。 （2）文件管理：主要包含文件存储空间管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制。 （3）存储管理：是对主存储器”空间“进行管理，主要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）和主存扩充。 （4）设备管理：实质是对硬件设备的管理，包括输入输出设备的分配、启动、完成和回收。 （5）作业管理：包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语言控制和虚拟现实等。操作系统提供系统命令级的接口，供用户组织和控制自己的作业运行。操作系统还提供编程一级接口，供用户程序和系统程序调用操作系统功能。
操作系统分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微机操作系统和嵌入式操作系统等。
批处理操作系统分为单道批处理和多道批处理。
单道批处理操作系统是一种早期的操作系统，”单道“的含义是指一次只有一个作业装入内存执行。作业由用户程序、数据和作业说明书（作业控制语言）三部分组成。当一个作业运行结束后，随即自动调入同批的下一个作业，从而节省了作业之间的人工干预时间，提高了资源的利用率。 多道批处理操作系统允许多个作业装入内存执行，在任意一个时刻，作业都处于开始点和终止点之间。每当运行中的一个作业由输入/输出操作需要调用外部设备时，就把CPU交给另一道等待运行的作业，从而将主机与外部设备的工作由串行改变为并行，进一步避免了主机等待外设完成任务而浪费宝贵的CPU时间。多到批处理系统主要有3个特点：多到、宏观上并行运行、微观上串行运行。在分时操作系统中，一个计算机系统与多个终端设备连接。分时操作系统是将CPU的工作时间划分为许多很短的时间片，轮流为各个终端的用户服务。例如，一个带20个终端的分时系统，若每个用户分配一个50ms的时间片，则每隔1s即可为所有的用户服务一遍。因此，尽管各个终端上的作业是断续地运行的，但由于操作系统每次对用户程序都能做出及时的响应，因此用户感觉整个系统均归其一人占用。
分时操作系统主要有4个特点：多路性、独立性、交互性和及时性。实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。实时系统对交互能力要求不高，但要求可靠性有保障。为了提高操作系统的响应时间，对随机发生的外部事件应及时做出响应并对其进行处理。
实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。实时控制系统主要用于生产过程的自动控制，如数据自动采集、武器控制、火炮自动控制、飞机自动驾驶和导弹的制导系统等。实时信息处理系统主要用于实时信息处理，如飞机订票系统、情报检索系统等。 实时系统与分时系统除了应用的环境不同，主要有以下三点区别。 （1）系统的设计目标不同。分时系统是设计成一个多用户的通用系统，交互能力强；而实时系统大都是专用系统。 （2）交互性的强弱不同。分时操作系统是多用户的通用系统，交互能力强；而实时系统是专用系统，仅允许操作并访问有限的专用程序，不能随便修改，且交互能力差。 （3）响应时间的敏感程度不同。分时系统是以用户能接受的等待时间为系统设计的依据，而实时系统是以被测物体所能接受的延时为系统设计依据。因此，实时系统对响应时间的敏感程度更强网络操作系统是使联网计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供各种服务的软件和有关协议的集合。因此，网络操作系统的功能主要包括高效、可靠的网络通信；对网络中共享资源（在LAN中有硬盘、打印机等）的有效管理；提供电子邮件、文件传输、共享硬盘和打印等服务；网络安全管理；提供互操作能力。
主要的网络操作系统UNIX、Liunx和各种版本的Windows Server系统。分布式计算机系统是由多个分散的计算机经连接而成的计算机系统，系统中的计算机五主、次之分，任意两台计算机都可以通过通信交换信息。通常，为分布式计算机系统配置的操作系统称为分布式操作系统。
分布式操作系统能直接对系统中各类资源进行动态分配和调度、任务划分、信息传输协调工作，并为用户提供一个统一的界面，标准的接口，用户通过这一界面实现所需的操作和使用系统资源，使系统中若干台计算机互相协作完成共同的任务，有效控制和协调诸任务的并行执行，并向系统提供统一、有效的接口的软件集合。 分布式操作系统是网络操作系统的更高级形式，他保留网络操作系统所拥有的全部功能，同时又拥有透明性、可靠性、高性能等特性。微型计算机操作系统简称微机操作系统，常用的有Windows、Mac OS和Linux。Windows操作系统是Microsoft公司开发的图形用户界面、多任务、多线程操作系统。Mac OS操作系统是美国苹果计算机公司为其Macintosh计算机设计的操作系统。Linux是一套免费使用并可自由传播的类UNIX操作系统，由全世界各地成千上万的程序员设计和实现，其目的是建立不受任何商品化软件版权制约的、全世界都能自由使用的UNIX兼任产品。
嵌入式操作系统能运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、处理、指挥和控制。其主要特点：
（1）微型化。从性能和成本角度考虑，希望占用资源和系统代码量少，如内存少、字长短、运行速度有限、能源少（用微小型电池）。 （2）可定制。从减少成本和缩短研发周期考虑，要求嵌入式操作系统能运行在不同的微处理器平台上，能针对硬件的变化进行结构和功能上的配置，以满足不同应用需要。 （3）实时性。嵌入式操作系统主要应用于过程控制、数据采集、传输通信、多媒体信息及关键要害领域需要迅速响应的场合，所以对实时性要求高。 （4）可靠性。系统构件、模块和体系结构必须达到应有的可靠性，对关键要害应用还要提供容错和防故障措施。 （5）易移植性。为提高系统的易移植性，通常采用硬件抽象性层（Hardware Abstraction Level，HAL）和板级支撑包（Board Support Package，BSP）的底层设计技术。嵌入式操实时操作系统有很多，常见的又VxWorks、PalmOS、WindowsCE和eCos等。
促使操作系统发展的因素主要有3个方面：第一，硬件的不断升级与新的硬件产品出现，需要操作系统提供更多更复杂的支持；第二，新的服务需求，操作系统为了满足系统管理这和用户需求，需要不断扩大服务范围；第三，修补操作系统自身的错误，操作系统在运行的过程中其自身的错误也会不断地被发现，因此需要不断地修补操作系统自身的错误（即所谓的"补丁”）。需要说明的是，在修补的过程中也可能会产生新的错误。
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