学习第1章何谓操作系统.pdf

操作系统是计算机系统中的核心软件，它位于硬件和应用程序之间，提供了一个标准的接口和一系列服务，使得用户和应用程序能有效地与计算机硬件进行交互。本章主要介绍了操作系统的定义、功能、接口、服务以及平台的概念，并探讨了抽象层次和黑箱理论在操作系统中的应用。 1.1 操作系统的基本功能 操作系统由一组系统软件例程组成，它定义了三个关键接口：用户与应用程序的接口、应用程序与操作系统的接口、以及操作系统与硬件的接口。这些接口规定了它们之间的通信规则。操作系统不仅提供了访问硬件的标准途径，还通过内部例程提供各种服务，如文件管理、设备控制、内存管理等，使得应用程序无需直接与硬件打交道，降低了编程的复杂性。 1.1.1 接口功能 接口是不同组件之间的连接点。在操作系统中，接口包括用户接口、应用程序接口和硬件接口。所有应用程序都遵循操作系统提供的接口规则来访问硬件资源。 1.1.2 服务 操作系统的服务是为其他程序运行提供支持的软件例程，如文件存取、进程调度、网络通信等。这些服务减少了重复代码，提高了软件的复用性和效率。 1.1.3 平台 操作系统作为平台，使得应用程序可以在不同的硬件环境下运行。通过提供一个一致的接口，程序设计者可以编写跨平台的应用程序，而无需关心底层硬件的具体实现。 1.2 抽象层次 操作系统是抽象层次的一部分，每个层次都代表了对底层细节的简化视图。抽象化层次有助于关注特定层次的细节，同时忽略了其他层次的复杂性。这种思想源自于建筑学中的分层概念，通过利用现有基础设施降低建设和维护成本。 1.2.1 黑箱理论 将操作系统环境视为一系列黑箱，每个黑箱代表一个抽象层次，它们通过接口进行通信。这种黑箱模型使得我们可以独立处理每一层，简化了理解和设计操作系统的复杂性。 通过以上分析，我们可以理解操作系统在计算机系统中的核心地位，它是连接用户、应用程序和硬件的桥梁，通过提供接口和服务，实现了对硬件资源的有效管理和应用程序的高效运行。同时，抽象层次和黑箱理论的运用，使得操作系统的设计和实现更加模块化和可维护。无论是开源还是专属的操作系统，都遵循这些基本原理，为用户和开发者创造了一个稳定、高效的计算环境。