操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的设计目标主要包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性意味着操作系统应提供用户友好的界面，使用户能够轻松地与计算机交互。有效性是指操作系统应高效利用计算机资源，如CPU、内存和I/O设备。可扩充性确保系统能够适应新技术和新需求的发展。开放性则意味着操作系统应支持标准接口和第三方软件的开发，促进系统的扩展和升级。
操作系统的作用主要体现在以下几个方面：
1. 用户与计算机硬件之间的接口：操作系统为用户提供了一种抽象的、易于理解的方式来与硬件进行交互，例如图形用户界面（GUI）和命令行界面。
2. 计算机系统资源的管理者：操作系统负责管理内存、处理器、磁盘空间等资源，确保它们被合理分配和有效利用。
3. 资源的抽象：操作系统通过进程、文件、设备驱动等机制，将复杂的硬件资源抽象成用户可以操作的逻辑单位。
推动多道批处理系统形成和发展主要有四个因素：提高计算机资源利用率、方便用户、硬件设备的更新换代以及计算机体系结构的进步。例如，通过多路卡和缓冲区的使用，系统可以同时接收和处理多个用户的请求，提高了效率。
实现分时系统的关键在于处理及时性，即系统需能够迅速接收和响应用户输入，通常通过时间片轮转的方式让每个用户作业得到公平的执行机会。实时系统与分时系统在交互性、及时性和可靠性上有显著差异。实时系统要求更高的及时性和可靠性，适用于需要严格控制时间限制的控制应用，而分时系统更注重用户交互和资源分享。
操作系统有四个基本特征：并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性是最基本的特征，指多个计算活动在同一时间段内同时进行。处理机管理包括进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度，这些功能协同工作以确保进程的正常运行。内存管理涉及内存分配、保护、地址映射和内存扩充，以优化内存使用。设备管理处理I/O设备的分配、缓冲、处理和虚拟化，以提高设备利用率。文件管理负责文件的存储空间管理、目录管理、读/写操作和保护，保证文件的安全性和易用性。
操作系统具有异步性，因为进程执行的顺序、结果和时间不可预知，这源于并发执行、程序的不可再现性和执行时间的不确定性。微内核技术则是将操作系统的核心功能最小化，将大部分服务放在用户模式下运行，以提高系统效率和模块化。
引入进程概念是为了支持多道程序并发执行，使得程序能够在系统中独立、动态地运行。进程与程序的主要区别在于动态性、并发性和独立性：进程具有生命周期，可以并发执行，而程序是静态的指令集合。操作系统通过进程管理，实现对并发程序的有效控制和调度。
VIP享7折，此内容立减5.97元 
