3.1 操作系统概述

操作系统是控制和管理计算机软硬件资源，以尽可能合理的、有效的方法组织多个用户共享各种资源的程序集合。具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性等特点，一般的操作系统都具有处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理和用户接口等5种主要功能。

3.1.1 操作系统的类型

• 单用户操作系统
• 批处理系统
• 分时操作系统
• 网络操作系统
• 分布式操作系统
• 嵌入式操作系统

3.1.2 操作系统的结构

从操作系统的结构来看，主要有整机结构，层次结构，客户/服务器结构和面向对象结构等。

1. 整齐结构
   也称为模块组合结构或无序结构，是基于结构化程序设计的一种软件设计方法，其主要设计思想和步骤如下：

• 把模块作为操作系统的基本单位，按照功能将整体系统分解为若干个模块，每个模块具有一定的独立功能，若干个关联模块协作完成某个功能；明确各模块之间的接口关系，各个模块之间可以不加控制地自由调用（无序调用）；模块之间需要传递参数或返回结果时，其个数和方式也可以根据需要随意约定。
• 分别设计、编码、调试各个模块。
• 将所有的模块连接成一个完整的系统。

这种结构设计的优点体现在：
（1） 结构紧密,组合方便，对不同环境和用户的不同需求，可以组合不同的模块来予以满足，因此，灵活性大。
（2）针对某个功能可用最有效的算法和任意调用其他模块中的过程来实现，因此系统效率高。
（3）由于划分模块和子模块，以及编码可齐头并进，能加快操作系统的研制过程。

2.层次结构
层次结构是将操作系统划分为若干个模块（或进程），这些模块按功能的调用次序排列成若干层次，各层之间只能是单向依赖或者单向调用关系，即低层为高层服务，高层可以调用低层的功能，反之则不能。

安全性大大提高，系统花费在通信上的开销比较大，系统效率有所下降

3.客户/服务器结构
现代操作系统大多拥有两种工作状态，分别是核心态和用户态。一般应用程序工作在用户态，而内核模块和最基本的操作系统核心工作在核心态。客户/服务器结构也称为微内核结构。适用于分布式系统。

主要优点如下：
（1）统一的接口
（2）可伸缩性好
（3）可移植性好
（4）实时性好
（5）安全可靠性高
（6）支持分布式系统

4. 面向对象结构
   面向对象的操作系统中的对象是操作系统管理的信息和资源的抽象，可以被视为受保护的信息或资源的总称。