第一章：操作系统概述与功能模块
操作系统（OS）是计算机系统中的核心软件，负责管理硬件资源并为用户提供
基本服务。一个完整的操作系统通常包含多个模块，每个模块都有不同的功能和
目标。理解操作系统的结构和每个模块的作用，是设计一个高效、稳定的系统的
基础。
1.1 操作系统的基本功能
操作系统的主要功能可以分为五大类：
� 进程管理：操作系统负责管理进程的创建、调度、终止等生命周期管理。进程是正
在执行的程序的实例，它包含程序代码、数据和执行状态。操作系统必须有效地调
度和管理多个进程，确保它们公平地共享系统资源。
� 内存管理：操作系统负责分配和回收内存资源。内存管理的目标是优化内存使用，
避免内存碎片，提供虚拟内存支持，以便程序能够使用比实际物理内存更多的内存。
� 文件系统管理：文件系统是操作系统中用于管理磁盘或其他存储设备的结构化方式。
操作系统必须提供文件的存储、访问、更新等基本操作。
� 输入输出管理：操作系统控制外部设备与计算机系统之间的数据交换，如键盘、鼠
标、显示器、磁盘等。通过设备驱动程序和系统调用，操作系统能够实现对硬件的
控制。
� 安全性与权限管理：操作系统还负责用户身份验证、文件访问控制、数据加密等安
全任务，以确保系统不被恶意攻击或滥用。
1.2 操作系统的模块化设计
为了实现这些功能，操作系统被设计成多个互相配合的模块，常见的模块包括：
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内核：内核是操作系统的核心部分，直接与硬件打交道，负责进程调度、
内存管理、文件管理、硬件设备管理等。内核运行在特权模式下，具有最
高的权限。
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系统调用接口：系统调用是用户程序和内核之间的接口。应用程序通过系
统调用请求操作系统提供的服务，如文件操作、进程控制等。
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