概念：操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程以及方便用户、在计算机与用户之间起到接口作用的程序集合。

三种角度的定义

1.资源分配器：管理分配资源

2.控制程序：控制用户程序和I/O设备的执行

3.内核程序：一直在运行的程序（其他的都是应用程序）

基本特征

1. 并发性: 所谓并发，是指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。
2. 共享性: 所谓共享是指系统中的硬件和软件资源可为多个用户同时使用。
3. 虚拟性: 所谓虚拟是指把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物。
4. 异步性: 所谓异步性是指内存中的多个进程均按照各自独立的、不可预知的速度向前推进。

并发和共享是操作系统的两个最基本特征，它们之间是相辅相成、互为依存条件的。

设计目标

用户目标：OS应该便于使用；易于学习；可靠；安全与快速。

系统目标：易设计、实现和维护；应该灵活、可靠、没有错误且高效。

发展过程

1.批处理系统：

• 简单批处理
• 多道程序批处理：充分利用CPU资源，但缺少人机交互性

2.分时系统：

• 粒度变小，提升了作业内部的并发度
• 强调用户和系统的交互性，体现时分复用
• 并发性、交互性、独占性、及时性

3.PC系统

4.并行系统

• 优点：吞吐率增强、较好的经济效率、可靠性
• 紧耦合
• 分类：对称性和非对称性

5.实时系统

发展规律

• 由底层硬件、软件技术和上层应用需求的发展而推动的
• 内动力：资源管理需求
• 外动力：用户使用需求

功能模块

• 用户接口:操作系统与用户的接口也简称为用户接口。
• 处理机管理:对处理机的分配和运行实施有效管理。
• 存储管理:为多道程序的并发运行提供良好环境；为用户使用存储器提供方便；提高存储器的利用率；为尽量多的用户提供足够大的存储空间。
• 设备管理:为用户分配I/O设备，完成用户程序请求的I/O操作，提高CPU和输入输出设备的利用率，改善人机界面。
• 文件管理:现代计算机系统的外存中，都以文件形式存放着大量的信息。操作系统必须配置相应的文件管理机构来管理这些信息。

结构

1.最粗略划分的OS结构：

• 用户和用户程序
• 外围（系统调用接口）
• 核心

2.稍细的划分和核心单一结构模型：

• 外围：
  • 用户和用户程序
  • 实用程序
  • 命令解释器
• 核心：文件系统、设备管理、CPU管理、内存管理

3.核心层次结构模型：

• 人（用户）
• 应用软件/其他系统软件/操作系统实用程序（使用方式接口、系统文件接口、命令接口）
• 命令解释器（命令方式接口）
• 文件系统（系统调用接口）
• 设备管理
• 内存管理
• CPU管理

微内核

微内核结构是以微内核为os核心，以客户/服务器为基础，采用面向对象程序设计特征，是当今最有发展前途的OS结构。