操作系统OS是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织、调度计算机的工作与资源的分配，进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合。
操作系统的特征主要可分为并发、共享、虚拟和异步，其中，并发与共享是操作系统两个最基本的特征，两者互为存在的条件：若系统不允许程序进行并发操作，则资源无需共享；若系统不允许程序共享资源，则并发操作无法执行。
并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，在宏观上表现为“同时”，在微观上是分时交替进行。这里需要区分的概念是串行、并行和并发，三者的关系如下图所示：
共享指的是系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用，资源共享方式可分为互斥共享方式和同时访问方式。
互斥共享方式：如打印机、磁带机等资源一段时间内只允许一个进程访问该资源，而在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源，访问该临界资源的程序片段称为临界区。
同时访问方式：如磁盘设备等资源允许在一段时间内由多个进程“同时”访问，这里的“同时”是宏观上的同时，在微观上表现为分时交替地对资源进行访问。
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物，用于实现虚拟的技术称为虚拟技术，包括虚拟处理器技术（时分复用，通过多道程序设计技术来实现对一个处理器的分时使用）、虚拟存储器技术（空分复用，将一台机器的物理存储器变为虚拟存储器，以便从逻辑上扩充存储器容量）、虚拟设备技术（将一台物理I/O设备虚为多台逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备，使临界资源变为共享资源）。
多道程序环境中允许程序并发执行，但由于资源有限，程序运行时不是一气呵成，而是走走停停，以不可预知的速度前进。
操作系统作为资源的管理者，主要管理的任务有：处理器管理、存储器管理、文件管理和设备管理。
为了方便用户对计算机的使用，操作系统为用户提供了使用计算机服务的接口，这些接口主要分为命令接口（又分为联机命令接口和脱机命令接口）和程序接口（有一组系统调用组成，用户通过在程序中使用系统调用实现相关服务）。
没有任何软件支持的计算机称为裸机，裸机在最里层，其外层是操作系统，操作系统将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器。
在处理机的具体实现上，将CPU的运行模式划分为用户态（目态）和核心态（管态、内核态）。当CPU处于核心态时，可以执行特权指令（不允许用户直接使用的指令，如I/O指令、置中断指令等），切换回用户态时也需要使用特权指令；当CPU处于用户态时，只能执行非特权指令（允许用户直接使用的指令，仅限于访问用户的地址空间）；用户自编程序运行在用户态，操作系统内核程序运行在核心态。需要注意的是：特权指令必须在核心态执行，从用户态转换为核心态的唯一途径是中断或异常。
内核是计算机上配置的底层软件，它管理着系统的各种资源，系统内核的指令工作在核心态，主要内容可分为：
中断（Interruption）也称为外中断，是指来自CPU执行指令外部的事件，通常用于信息输入/输出，如设备发出的I/O结束中断，表示设备输入/输出处理已经完成。
异常（Exception）也称为内中断，是指来自CPU执行指令内部的事件，如程序的非法操作码、地址越界、运算溢出等引起的事件。
系统调用是操作系统提供给应用程序（程序员）使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以通过系统调用来请求获得操作系统内核的服务。
“库函数（Library function）是将函数封装入库，供用户使用的一种方式。方法是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供不同的人进行调用。
库函数可以说是对系统调用的一种封装，因为系统调用面对的是操作系统，系统包括Linux、Windows等，如果直接系统调用，会影响程序的移植性，所以这里使用了库函数，比如说C库，这样只要系统中安装了C库，就都可以使用这些函数，比如printf() scanf()等，但需要注意的是不是所有的库函数都涉及系统调用，比如“取绝对值”函数不涉及系统调用。
因此，应用程序可以直接进行系统调用，也可以利用库函数实现间接地系统调用，三者的关系如下图所示：
将操作系统按功能划分为若干具有一定独立性的模块，每个模块具有某方面的管理功能，并规定好各模块间的接口，便于模块间的通信。
将系统的主要功能模块都作为一个紧密联系的整体运行在核心态，从而为用户程序提供高性能的系统服务
将内核中最基本的功能保留在内核，而将那些不需要在核心态执行的功能移到用户态执行，从而降低内核的设计复杂度。
虚拟机是一台逻辑计算机，是指利用特殊的虚拟化技术，通过隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境。
操作系统的特点有四个：并发、共享、虚拟、异步；操作系统的功能主要有三点：系统资源的管理者、作为用户与硬件系统之间的接口、实现了计算机资源的扩充。
中断又分为外部中断和内部异常，外部中断是指中断信号来自CPU执行指令外部的事件，比如I/O请求等，而内部异常是指中断信号来自CPU执行指令内部的事件，比如地址越界、内存泄漏等内部错误。
系统调用是操作系统提供给应用程序（程序员）使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以通过系统调用来请求获得操作系统内核的服务。开云体育 开云平台开云体育 开云平台开云 开云体育平台开云 开云体育平台开云 开云体育平台
