操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要任务是管理和控制计算机硬件资源，为用户提供友好的界面，以及协调和控制并发活动。2022年操作系统概要东北大学嵌入式实时操作系统的内容详细介绍了操作系统的各个方面，包括其定义、目标、功能以及在计算机系统层次结构中的位置。
操作系统定义和目标：
操作系统（Operating System，简称OS）是一种系统软件，它的主要职责是管理系统资源，如处理器、内存、输入/输出设备等，并控制程序的执行。它还是用户与计算机硬件之间的接口，为用户提供了与硬件交互的便捷方式。操作系统的目标主要包括：提高用户使用的便利性、扩大计算机的功能、有效管理资源、提升系统效率，并构建开放的环境。
计算机系统的层次结构：
计算机系统通常可以分为四个层次：硬件层、操作系统层、系统程序层和应用层。硬件层提供基本的计算能力，包括处理器、内存和I/O设备。操作系统层在硬件之上，提供了对硬件的抽象和管理，实现了操作系统接口，支持其他软件的开发和运行。系统程序层则构建在操作系统之上，提供了各种语言处理程序和系统工具。应用层位于最上层，是用户直接接触的部分，包括各种应用程序，如财务系统、航空订票、电子商务等。
操作系统的主要特性：
操作系统的特性包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和不确定性。并发性允许多个任务同时执行；共享性使得多个进程可以同时访问同一资源；虚拟化技术创建了虚拟的计算环境，使得用户感觉拥有多台独立的计算机；异步性反映了操作系统对事件的非顺序响应；而不确定性则源于并发执行和中断处理，使得程序的执行顺序可能无法预测。
操作系统的作用与功能：
1. 方便用户使用：操作系统提供图形用户界面（GUI）、命令行界面（CLI）等，简化用户与计算机的交互。
2. 扩大机器功能：通过软件实现硬件功能的扩展，如虚拟存储、文件系统、设备驱动等。
3. 管理系统资源：包括处理器调度、内存管理、磁盘管理和I/O设备管理，确保资源的有效利用。
4. 提高系统效率：通过进程调度、缓冲技术、并发控制等手段提高系统的整体性能。
5. 构建开放环境：支持多种硬件平台和软件接口，使系统具有兼容性和可扩展性。
操作系统的虚拟化：
操作系统通过虚拟化技术，为用户提供了一个抽象的、增强的计算环境，即虚拟计算机或操作系统虚机器。例如，虚拟存储器使得用户可以拥有比实际物理内存更大的编程空间，而无需关心内存管理的细节；I/O管理使得用户只需使用简单的I/O命令即可与设备交互，无需了解设备的物理特性；文件系统则将复杂的磁盘操作简化为文件的读写，提高了数据管理的便利性和效率。
操作系统是计算机系统的核心，它不仅管理硬件资源，还提供了一种用户可以高效、安全、方便地与计算机交互的环境。2022年操作系统概要东北大学嵌入式实时操作系统的内容，深入浅出地阐述了操作系统的概念、目标和功能，对于理解和研究操作系统有极大的帮助。
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