A2-2.2.1
操作系统的基本概念、作用。
操作系统的定义与在计算机体系中的地位
必记操作系统（Operating System，简称 OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的大型系统软件，它合理地组织调度计算机的工作流程，有效利用资源，并为用户提供一个方便、高效、安全友好的工作环境。它是直接运行在裸机之上的第一层软件，是整个软件系统的核心底座
操作系统的两大核心视角与作用
必记| 观察视角 | 操作系统的角色定位 | 具体体现与服务方式 |
|---|---|---|
| 从计算机硬件资源看 | 计算机系统资源的管理者 | 统一调度管理处理器 CPU、主内存、各类外设 I/O 和文件数据 |
| 从最终用户和程序员看 | 用户与计算机硬件之间的接口 | 用户通过 GUI 图形界面、CLI 命令行以及程序 API（系统调用 System Call）便捷操作计算机，屏蔽底层复杂硬件细节 |
随堂自测（3 题 · 共 123 道关联题）展开作答
CPU中的一个指令流，称为_________
安装操作系统时，操作系统的程序代码被安装在哪里（外存还是内存）？
操作系统内核是什么？
A2-2.2.2
操作系统的类型、特征。
操作系统的四大基本特征（专转本必考理论大题）
必记| 基本特征 | 定义内涵与工作原理 | 两两依存制约关系 |
|---|---|---|
| 1. 并发性（Concurrency） | 两个或多个事件在同一个“时间间隔”内交替发生（单核 CPU 宏观并行、微观交替分时串行） | 并发与共享是操作系统最基本的两大特征，互为存在前提 |
| 2. 共享性（Sharing） | 系统中的硬件和软件资源可供多个并发执行的程序共同使用（互斥共享与同时共享） | 资源共享必须以并发为条件，无并发共享无意义 |
| 3. 虚拟性（Virtual） | 通过某种技术将一条物理实体变为若干个逻辑上的对应物（如虚拟内存、虚拟 CPU） | 以并发和虚拟存储为依托 |
| 4. 异步性（Asynchronism） | 进程以人们不可预知的速度向前推进走走停停，但必须保证执行结果确定一致 | 并发导致资源争抢，产生异步推进现象 |
操作系统的主要类型分类
必记| 操作系统类型 | 核心特点与运行机制 | 典型应用领域 |
|---|---|---|
| 批处理系统 | 作业成批送入，由监控程序自动按序流水执行，无实时人机交互，资源利用率与吞吐量极高 | 大型科学计算中心早期的批量作业处理 |
| 分时系统 | 采用时间片轮转（Round-Robin）算法，一台主机连接多个终端，多个用户同时人机交互 | 早期的 UNIX 多用户终端系统 |
| 实时系统 | 对外部输入必须在严格的截止时间内做出及时确定性响应（高可靠、硬实时/软实时） | 航空航天火箭发射控制、核电站控制、武器制导、工业流水线机器人 |
| 网络与分布式操作系统 | 支持网络资源透明访问、多机协同并行计算 | 大规模服务器集群与云计算数据中心 |
并发 vs 并行（常考选择题）
必记易错陷阱
并发（Concurrent）是指多个事件在同一时间间隔（Time Interval）内交替发生；并行（Parallel）是指多个事件在同一时刻（Instant of Time）同时发生（必须具备多核 CPU 硬件支持）。
随堂自测（3 题 · 共 102 道关联题）展开作答
网络操作系统(Network operating system, NOS)是指运行在服务器上的操作系统，也称为“____操作系统”。
若需在一台计算机上同时运行多个应用程序，必须安装使用具有_________处理功能的操作系统。
从使用和技术相结合的角度可以把操作系统分为批处理操作系统、分时操作系统、____操作系统和网络操作系统。
A2-2.2.3
操作系统的基本功能。
操作系统的五大核心管理功能（五大管家，必背）
必记| 功能模块 | 核心管理对象 | 主要解决的任务与机制 |
|---|---|---|
| 1. 处理器管理（进程管理） | CPU | 进程创建与撤销、进程状态转换（就绪/运行/阻塞）、进程调度算法（FCFS/SJF/RR）、死锁预防与避免 |
| 2. 存储器管理（内存管理） | 主内存 RAM | 内存分配与回收、地址重定位（逻辑地址转物理地址）、内存保护与共享、虚拟内存扩展（请求分页式存储管理） |
| 3. 设备管理（I/O 管理） | 各类外设硬件 | 设备驱动、缓冲区管理（缓解 CPU 与外设速度不匹配）、SPOOLing 假脱机技术（将独占设备改造为共享虚拟设备） |
| 4. 文件管理 | 磁盘文件与目录数据 | 文件存储空间的分配与回收、目录结构组织（树型目录）、文件的按名存取、文件读写权限访问控制 |
| 5. 用户接口 | 用户与程序操作界面 | 命令行接口（CLI）、图形用户界面（GUI）、程序接口（系统调用 System Call） |
进程三态转换模型考点
必记易错陷阱
进程的三大基本状态：就绪态（具备运行条件，仅缺 CPU）、运行态（正在 CPU 上执行）、阻塞态（等待某一外部事件如 I/O 完成，即使给 CPU 也无法运行）。注意：阻塞态不能直接转为运行态，必须先被唤醒转入就绪态等待调度！
随堂自测（3 题 · 共 531 道关联题）展开作答
当多个程序共享内存资源时，操作系统的存储管理程序将把内存与硬盘存储器结合起来，提供一个容量比实际内存大得多的“____”
操作系统中的 “虚拟存储器” 的容量____实际内存。
操作系统在计算机硬件之上提供了什么（作用）？
A2-2.2.4
常用操作系统。
国内外主流操作系统家族全览
必记Windows 10 / 11
- 开发商/主导组织
- 微软公司（Microsoft）
- 内核与架构基础
- Windows NT 混合微内核
- 核心优势与主要生态定位
- 桌面 PC 与商务笔记本占有率绝对霸主，办公软件与 PC 游戏生态最丰富
Linux
- 开发商/主导组织
- Linus Torvalds 发起，开源社区
- 内核与架构基础
- 开源单内核（Monolithic Kernel）
- 核心优势与主要生态定位
- 免费开源、多用户多任务、网络功能强大，占领全球绝大多数服务器与云主机
macOS / iOS
- 开发商/主导组织
- 苹果公司（Apple）
- 内核与架构基础
- 基于 Darwin（Mach 微内核 + BSD）
- 核心优势与主要生态定位
- 软硬件深度一体化闭源优化，生态纯净安全，UI 设计极佳
Android
- 开发商/主导组织
- Google 与开放手机联盟
- 内核与架构基础
- 基于 Linux 内核定制开发
- 核心优势与主要生态定位
- 开源移动端操作系统，占领全球绝大多数智能手机与平板设备
国产信创 OS
- 开发商/主导组织
- 华为、中国电子等国产厂商
- 内核与架构基础
- 鸿蒙 HarmonyOS（微内核分布式）；统信 UOS、银河麒麟（基于 Linux）
- 核心优势与主要生态定位
- 国家信创自主可控战略，在政务、金融、关键行业全面替代国外系统
| 操作系统 | 开发商/主导组织 | 内核与架构基础 | 核心优势与主要生态定位 |
|---|---|---|---|
| Windows 10 / 11 | 微软公司（Microsoft） | Windows NT 混合微内核 | 桌面 PC 与商务笔记本占有率绝对霸主，办公软件与 PC 游戏生态最丰富 |
| Linux | Linus Torvalds 发起，开源社区 | 开源单内核（Monolithic Kernel） | 免费开源、多用户多任务、网络功能强大，占领全球绝大多数服务器与云主机 |
| macOS / iOS | 苹果公司（Apple） | 基于 Darwin（Mach 微内核 + BSD） | 软硬件深度一体化闭源优化，生态纯净安全，UI 设计极佳 |
| Android | Google 与开放手机联盟 | 基于 Linux 内核定制开发 | 开源移动端操作系统，占领全球绝大多数智能手机与平板设备 |
| 国产信创 OS | 华为、中国电子等国产厂商 | 鸿蒙 HarmonyOS（微内核分布式）；统信 UOS、银河麒麟（基于 Linux） | 国家信创自主可控战略，在政务、金融、关键行业全面替代国外系统 |
开源软件与 Linux 概念
重点复习提示
Linux 由芬兰大学生李纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）于 1991 年发布，遵循 GPL 开源通用公共许可证，其源码向全球完全公开免费。
随堂自测（3 题 · 共 230 道关联题）展开作答
在重新启动 Linux 系统的同时把内存中的信息写入硬盘，应使用 shutdown ____ now 命令实现。
通常使用____查看本机硬件系统中设备相关信息，以及更新其驱动程序。
Windows 操作系统中的后台任务依然在使用 CPU 等硬件资源，而智能手机操作系统的后台任务一般不再使用 CPU 等硬件资源。