什么是操作系统和操作系统的基本功能

什么是操作系统

操作系统（OPERATING SYSTEM 缩写OS）是计算机最重要的系统软件，所有的计算机系统都配置了一种或者多种操作系统。操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬资源的分配、调度工作，控制并协调并发活动，实现信息的存放和保护。

目前我们主流的操作系统有 windows操作系统，linux操作系统和 unix操作系统。

计算机软件包括系统软件和应用软件。它们之间的关系如下：

没有运行软件的计算机称为裸机，操作系统是运行裸机上面。操作系统提供运行环境给应用软件和编译软件。而应用软件通常是由编程软件生成的。

操作系统有哪些功能

1. 进程管理

• 进程创建与终止：操作系统负责创建新的进程（程序的执行实例）和终止不再需要的进程。
• 进程调度：通过调度算法（如先来先服务、最短作业优先等），操作系统决定哪个进程在何时运行，以实现合理的资源利用和响应时间。
• 进程同步与通信：支持多个进程间的数据交换和协调，如使用信号量、消息队列和共享内存等机制。

2. 内存管理

• 内存分配：为每个进程分配内存空间，包括代码段、数据段和堆栈。
• 虚拟内存：允许程序使用超过物理内存的地址空间，通过页表机制实现物理内存和磁盘之间的映射。
• 内存回收：释放不再使用的内存，避免内存泄漏，保证系统稳定性。

3. 文件系统管理

• 文件操作：提供创建、删除、打开、关闭、读取和写入文件的接口。
• 目录结构：管理文件和文件夹的层次结构，使用户能够方便地组织和访问文件。
• 存储管理：处理文件的物理存储，优化磁盘的使用，提高读写效率。

4. 设备管理

• 设备驱动程序：为各种硬件设备提供控制接口，使操作系统能够与设备进行通信。
• I/O管理：处理输入输出操作，使用缓冲区和队列等技术，提高设备的工作效率。
• 设备调度：在多个设备间合理分配使用时间，优化资源利用率。

5. 用户界面

• 命令行界面：通过文本命令与系统交互，适合高级用户和开发者。
• 图形用户界面：使用图标和窗口，使操作更直观，适合普通用户。

6. 安全性和权限管理

• 用户认证：验证用户身份（如密码、指纹等）。
• 权限控制：管理用户对文件和资源的访问权限，防止未经授权的操作。
• 数据加密：保护存储和传输中的敏感数据，提高安全性。

7. 网络管理

• 网络协议：实现网络通信的标准，如TCP/IP等。
• 资源共享：允许多个计算机共享网络资源，如文件、打印机等。
• 网络安全：通过防火墙、加密等技术保护网络数据的安全。