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1.3 什么是操作系统
2012-10-27 17:15:36     我来说两句 
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操作系统是计算机系统的核心系统软件,负责控制和管理整个系统,使之协调工作。本书对操作系统的核心内容进行了全面分析,包括操作系统的发展历史和基本概念、进程与线程、内存管理、文件系统、输入与输出、多核...  立即去当当网订购

操作系统这个术语听上去稀松平常,并不给人任何兴奋的感觉,甚至有点俗气。原因在于中文的“操作”这个词:提到操作员,通常让人想起操作车床、磨床和起重机的穿着油腻工作服的工人,这自然让人兴奋不起来。将英文的operating翻译为中文的“操作”,是因为翻译的人没有理解英文Operating Systems(OS,操作系统)这个名字所蕴涵的精髓。

那么英文的Operating Systems意味着什么呢?

各位见过手术过程吗?在手术室里,主刀大夫称为Operating Surgeon。在整个手术过程中,主刀大夫具有至高无上的权威:他说要打麻药,麻醉师便要赶紧打麻药;他说需要手术钳,助理大夫就赶忙递给他手术钳;他说需要止血,护士就要忙不迭地拿止血药棉来止血。整个手术最关键的部分,切开皮肤、拿掉器官、安装移植器官等均由主刀大夫完成。当然,主刀大夫有时候也会将某些任务,如缝合创口,交给助理大夫或护士来做,但整个手术的过程皆由其主控。一句话,Operating Surgeon就是掌控整个手术过程、具有精湛技术和敏锐判断力的医师。

引申至非医学领域,Operating Person意思是操刀手,就是掌控事情的人。再将Person这个词换成System,则Operating Systems指的就是掌控局势的一种系统。也就是说计算机里面的一切事情均由Operating Systems来掌控。那么,我们现在面临两个问题:第一个问题是,操作系统到底是什么东西?第二个问题是,操作系统到底操控什么事情?

我们先回答第一个问题。既然操作系统是掌控计算机局势的一个系统,自然很重要。但这个说法并不能帮助读者理解操作系统,也无法形成有形的概念。如果我们换个说法:操作系统是介于计算机和应用软件之间的一个软件系统,则概念就具体多了。从这个定义出发,我们知道操作系统的上面和下面都有别的对象存在:下面是硬件平台,上面是应用软件,如图1-4所示。


 

现在回答第二个问题。我们知道操作系统代表的是掌控事情的系统,掌控什么事情呢?当然是计算机上或计算机里发生的一切事情。最原始的计算机并没有操作系统,而是直接由人来掌控事情,即所谓的单一控制终端、单一操作员模式。但是随着计算机复杂性的增长,人已经不能胜任直接掌控计算机了。于是我们编写出操作系统这个“软件”来掌控计算机,将人类从日益复杂的掌控任务中解脱出来。这个掌控有着多层深远的意义。

首先,由于计算机的功能和复杂性不断发生变化(趋向更加复杂),操作系统所掌控的事情也就越来越多,越来越复杂。同时,操作系统本身能够使用的资源也不断增多(如内存容量)。这是早期驱动操作系统不断改善的根本原因。

其次,既然操作系统是专门掌控计算机的,那么计算机上发生的所有事情自然需要操作系统的知晓和许可,未经操作系统同意的任何事情均视为非法的,也就是病毒和入侵攻击所试图运作的事情。作为操作系统的设计人员,我们当然要确保计算机不发生任何我们不知情或不同意的事情。但是人的能力是有限的,人的思维也是有缺陷的,我们设计出的系统自然不会十全十美,也会有缺陷,这就给了攻击者可乘之机。操作系统设计人员和攻击者之间的博弈是当前驱动操作系统改善的一个重要动力。

再次,掌控事情的水平有高低之分,有效率不同之分。就像手术大夫之间也有水平高低之分。为了更好地掌控事情,同时也为了更好地满足人类永不知足的各种越来越苛刻的要求,操作系统自然需要不断改善。这种改善在过去、现在和将来都会继续下去的。
最后,我们可以给操作系统下定义了:

? 操作系统是一个软件系统;

? 操作系统使计算机变得好用(将人类从繁琐、复杂的对机器掌控的任务中解脱);

? 操作系统使计算机运作变得有序(操作系统掌控计算机上所有的事情)。

总结起来就是:操作系统是掌控计算机上所有事情的软件系统。

从这个定义可以引申出操作系统的功能:

? 替用户及其应用管理计算机上的软硬件资源。

? 保证计算机资源的公平竞争和使用。

? 防止对计算机资源的非法侵占和使用。

? 保证操作系统自身正常运转。

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