概论只做系统性的陈述，串联，不涉及内部的实现细节。

操作系统：

操作系统是管理计算机硬件并提供应用程序行环境的软件。操作系统最为直观之处或许是它提供的用户与计算机系统的界面。

内存：

为了让计算机执行程序，程序应在内存中。内存是唯一的、处理器可以直接访问的、大容量的存储区域。内存为字节数组，其容量为数百万到数十亿。每个内存字节都有地址。内存通常是易失性存储，关闭或失去电源就会失去内容。大多数计算机系统都提供了外存，以扩充内存。外存提供了一种非易失存储，可长久保存大量数据。最常用的外存是磁盘，它提供数据和程序的存储。

存储设备：

根据速度和价格，计算机系统的不同存储系统可按层次来组织。层次越高，价格越贵，但也越快。随着从层次结构的由上向下的移动，每个字节的价格通常会降低，但是访问时间通常会增加。

计算机系统的体系结构：

计算机系统的设计有多种不同方法。单处理器系统只有一个处理器，而多处理器系统包含两个或更多处理器，并共享内存与外设。最为常见的多处理器设计技术为对称多处理器技术(SMP)，其中所有处理器可以视为对等，而且彼此独立运行。集群系统是一种特殊的多处理器系统，它是通过局域网连接的多个计算机系统组成的。

为了充分利用CPU,现代操作系统采用多道程序设计：允许多个作业同时位于内存从而保证CPU总有一个作业可以执行。分时系统是多道程序系统的扩展，它采用调度算法以快速切换作业，好像每个作业同时执行。

操作系统的结构：

操作系统必须确保计算机系统的正确运行。为了防止用户干预系统的正常运行，硬件会有两种模式：用户模式和内核模式。许多指令(如1/0指令和停机指令)都是特权的，只能在内核模式下执行。操作系统驻留的内存也应加以保护，以防止用户程序修改。定时器可以防止无穷循环。这些工具（如双模式、特权指令，内存保护，定时器中断）是操作系统使用的基本单元，用以实现系统的正确运行。

进程管理：

进程(或作业)是操作系统的基本工作单元。进程管理包括创建和删除进程、提供与其他进程通信和同步机制。操作系统管理内存，以跟踪内存的哪部分被使用以及被谁使用。操作系统还负责动态分配和释放内存空间。操作系统也管理存储空间，包括提供文件系统来管理文件和目录，以及管理大容量存储器设备的空间。

保护与安全：

操作系统也应注重本身及其用户的保护和安全问题。保护措施用来控制进程或用户访问计算机系统资源。安全措施用来抵御计算机系受到的来自外部或内部的攻击。

内核数据结构：

操作系统使用了一些常用数据结构，如列表、堆栈、队列、树、哈希函数、映射和位图等。

计算环境：

计算环境有很多。传统计算环境为桌面PC和笔记本PC,通常连到计算机网络。移动计算环境为手持智能手机和平板电脑，这些设备具有专门的特点。分布式系统允许用户共享通过网络连接的、在地理位置上分散的计算机资源。服务的提供可采用客户机/服务器模式，也可采用对等模式。虚拟化技术可将一台计算机硬件虚拟化成多个不同执行环境。云计算采用分布式系统，将服务抽象成云，以便远方用户也可访问资源。实时操作系统用于嵌人式环境，如消费设备、汽车和机器人。

开源操作系统：

免费软件运动创建了数千个开源软件项目，包括操作系统。有了这些项目，学生可以通过源码来学习，可以修改和测试程序，帮助查错和纠错，研究成熟的、功能强大的操作系统、编译器、工具、用户界面及其他类型的程序。

GNU/Linux和BSD UNIX为开源操作系统。免费和开源的优点是：提高了开源项目的数量和质量，使用这些项目的公司和个人也增加了。

为什么需要操作系统？浅显的理解

计算机系统的根本目的是执行用户程序并且更容易解决用户的问题。

为了实现这个目标，构造了计算机硬件。

但是硬件本身不容易不方便使用，因此开发了应用程序。

应用程序需要一些共同的操作，如控制I/O设备，因此这些控制和分配设备资源的共同功能被组成一个软件模块：操作系统！

操作系统中一些重要的名词

引导程序（bootstrap program）

设备驱动程序（device driver）

只读内存 ROM（read-only-memory）

电可擦可编程只读内存 EEPROM

随机访问内存RAM （random-access-memory）

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