计算机操作系统是计算机科学的核心组成部分，它是管理和控制计算机硬件与软件资源的系统软件，扮演着用户与硬件之间的桥梁角色。汤小丹、梁红兵和哲风屏编著的《计算机操作系统》第三版深入探讨了这一主题。以下是该课程中涉及的一些关键知识点：
1. **操作系统的目标和作用**：
- **方便性**：操作系统应提供简单易用的界面，让用户能便捷地与计算机交互。
- **有效性**：优化系统资源使用，提高CPU和其他资源的效率。
- **可扩充性**：随着技术发展，操作系统应支持新硬件和软件的添加。
- **开放性**：允许第三方开发者创建和集成应用，以及与其他系统互操作。
2. **操作系统作为用户与硬件的接口**：
- **命令方式**：用户通过预设的命令与操作系统交互。
- **系统调用方式**：在编程时，用户可以通过系统调用直接请求操作系统服务。
- **图形、窗口方式**：图形用户界面（GUI）提供直观的窗口和图标操作。
3. **计算机系统资源的管理者**：
- **处理机管理**：分配和调度CPU资源，确保多任务的平滑执行。
- **存储器管理**：内存分配与回收，防止内存碎片，保证程序运行。
- **I/O设备管理**：设备分配、驱动程序控制，提高输入输出效率。
- **文件管理**：文件的创建、读写、共享和保护机制。
4. **操作系统作为扩充机器**：
- 软件层次的叠加，如I/O管理、文件系统和图形用户界面，使计算机变得更加易用且功能丰富。
5. **推动操作系统发展的主要动力**：
- **资源利用率的提高**：通过更高效的技术提升硬件资源的使用效率。
- **用户体验**：简化用户操作，提供友好的人机交互环境。
- **硬件更新**：新技术和新设备推动操作系统适应变化。
- **体系结构发展**：新型计算架构催生对新操作系统的需求。
6. **操作系统的发展历程**：
- **无操作系统时代**：早期的计算机使用人工操作，CPU等待人工干预。
- **脱机输入/输出**：通过外围设备减少CPU等待时间，提高I/O速度。
- **单道批处理系统**：一次性提交多个作业，减少人机交互，提高系统利用率。
7. **批处理系统的演化**：
- **单道批处理**：连续执行一组作业，直到所有作业完成。
- **多道批处理**：内存中同时加载多个作业，进一步提高系统吞吐量。
这些知识点构成了计算机操作系统的基础，理解它们有助于我们更好地了解操作系统如何在实际中工作，并为后续的学习和开发奠定基础。
