2.5.2 操作系统

操作系统是一个管理计算机系统中各种软件资源和硬件资源的软件；同时，也为用户使用计算机提供了一个方便、有效、安全、可靠的工作环境。

通常可以从两个角度看待操作系统：（1）从资源管理的角度看，操作系统管理着计算机系统中的各种硬件资源和软件资源，使它们相互配合，协调一致地进行工作。操作系统追求的目标是合理调度、分配计算机的各种资源，最大限度地提高系统中各种资源的利用率。（2）从服务用户的角度看，操作系统给计算机用户提供了一个方便、友好的工作环境，在计算机用户和裸机之间架起了一道桥梁。

作为计算机系统中各种资源的管理者，操作系统的功能主要体现为：

（1）管理中央处理器。

目前的操作系统多数都被设计成多任务操作系统；也就是说，计算机中同时有多个处在运行状态的程序。一般把处在运行状态的程序称为进程。由于目前的微机大多只有一个微处理器，在多任务操作系统中，就存在多个进程竞争使用处理器的问题，因为任何一个时刻，微处理器只能选择一个进程执行，在某个时刻，哪个进程可以使用微处理器并使自己得到执行，哪个进程必须等待，都归操作系统管理。操作系统一方面要保证处理器高效运转；另一方面也要保证各个进程得到公平的对待和服务。

（2）管理存储器。

存储器也是计算机系统中的紧缺资源。目前计算机系统都遵循存储程序原理，所有运行中的程序及其处理的数据都必须放在内存中。操作系统决定着如何使用计算机的存储器：哪些存储器空间分配给操作系统本身使用？哪些存储器空间分配给其他程序使用？当某程序运行完成后，存储器空间如何回收？当存储器空间不足时，如何用有限的存储器空间运行程序？同样，操作系统要保证存储器资源得到高效利用。

（3）管理设备。

操作系统也决定着程序如何有序地使用各种输入输出设备。当两个程序都想使用设备时，怎样分配？使用完成后，怎样回收？通常各个设备的访问方式是不同的。操作系统还要提供一定的手段，使其他程序和用户也能以一种相同的方式使用各种设备，由操作系统负责完成主机和外设之间的信息交换。

（4）管理文件。

操作系统以文件为单位管理各种软件和数据资源。所谓文件指的是位于存储设备上的命名数据（或指令）集合。用户的数据和程序都可以文件的形式存储在外存上，因此文件可以进一步分为程序文件和数据文件。操作系统将位于硬盘等设备上的各种文件组织成为文件系统并进行管理和维护，使得用户可以很方便地在硬盘等外存上建立、删除文件等。操作系统也决定着如何充分利用硬盘等辅助存储器的存储空间，如何给文件分配外存空间和回收已被删除的文件所占用的空间，等等。

作为用户使用计算机的桥梁，操作系统为用户提供了一个使用计算机的界面，通过这个界面，用户可以很容易地运行自己所希望运行的程序、以文件的方式管理各种数据和程序，等等。早期的操作系统提供的是字符界面；目前的操作系统所提供的界面多为图形界面，在图形界面中，操作系统以图标、按钮、对话框等图形元素与用户进行各种对话。

目前常见的操作系统主要有微软公司开发的Windows系列软件，包括Windows 98, Win-dows 2000以及Windows XP等。另一个被广泛使用的系列操作系统是Linux。同Windows操作系统不同，这是一个由自由软件基金会所支持开发的免费操作系统，其发行版本包括RedHat, Debian等。

根据功能的不同，操作系统通常被分成桌面操作系统和服务器操作系统：桌面操作系统面向个人使用；而服务器操作系统面向的则是能为处在网络中的其他用户提供各种服务的计算机。以微软公司开发的Windows为例，Windows 2000 Server, Windows 2003 Server都是服务器操作系统；而Windows 2000 Professional, Windows 2003 Professional, Windows XP等则属于桌面操作系统。