操作系统是什么

从本节开始，我们将对计算机的操作系统做一个系统、全面的了解。

我们经常使用的计算机，由硬件（例如 CPU、硬盘、鼠标等）和软件（又细分为系统软件和应用软件）这两部分组成。仅由硬件组成的计算机虽然也能正常运行，但需要借助机器指令才能控制它，并不适合普通用户使用。

所谓机器指令，指的是仅由 0 和 1 组成的代码，例如 01101111 就是一个机器指令。同一个机器指令在不同的计算机中表达的含义也可能不同。

计算机的操作系统（Operating System，简称 OS）是一款软件，而且是一款系统软件。操作系统在用户和计算机硬件之间扮演着中介（或中间人）的角色，它负责管理所有的硬件资源，同时为用户提供友好的操作界面，使用户可以方便、高效的使用计算机。

操作系统还为其它计算机软件提供了安装和运行的平台。换句话说，正是因为操作系统的存在，我们才能直接在计算机中安装其它所需要的软件，例如 Microsoft Office 公办软件、QQ 通讯软件等。借助操作系统，我们还可以控制这些软件的启动和停止。

下图为您更好地描述了计算机用户、硬件和软件之间的关系。

注意，图示中的计算机仍遵循冯·诺伊曼体系结构，即计算机硬件由 5 部分组成，分别是存储器、控制器、运算器、输入设备和输出设备。由于控制器和运算符集成在 CPU 内部，因此图中显示的计算机硬件由 3 部分组成。

发展至今，操作系统诞生了很多种不同的版本，有些操作系统适合安装在个人计算机（简称 PC）上，例如 Windows 系列、Linux 及其发行版本（如 Ubuntu、CentOS 等）、Mac OS 等，有些操作系统适合安装在移动设备（手机、平板电脑等）上，例如 Android 系统、iPhone OS 系统等。

操作系统的功能

操作系统负责管理计算机所有的硬件资源和软件资源，表 1 给您罗列了一些操作系统的具体功能。

表 1 操作系统的功能

功 能	含 义
内存管理	操作系统负责内存空间的分配和回收。
CPU 资源管理	同时执行多个应用程序时，操作系统负责分配 CPU 资源，从而令所有指定的应用程序都能使用 CPU 资源。
设备管理	操作系统负责管理所有的 I/O 设备资源，包括将 I/O 设备分配给指定的应用程序，以及在适当时机将分配出去的设备回收等等。
文件管理	操作系统负责管理当前存储的所有文件资源，例如文件资源的分配和回收。
负责系统安全	通过为操作系统设备密码，可有效避免他人获取计算机中的资源。

操作系统的功能还有很多，例如负责管理运行着的应用程序（又称进程）、提供友好的用户操作界面以及负责处理系统运行过程中可能出现的错误等等。操作系统的这些功能，我们会在后续章节做详细的介绍。