计算机物理装置称为硬件，计算机系统中运行的指令集合称为软件，由硬件和软件相互交织成的集合体称为计算机系统。硬件是软件运行的物质基础，软件能够充分地发挥硬件潜能并扩充其功能，完成各种应用任务，两者互相促进，相辅相成，缺一不可。

在计算机层次结构中，支撑软件及应用软件通过操作系统来使用计算机系统的物理资源。

操作系统

操作系统资源管理技术

操作系统虚拟机

操作系统中，能分配给用户使用的硬件和软件设施的总称为「资源」，包括两类：硬件资源和信息资源。

• 硬件资源：处理器、存储器、I/O 设备等
• 信息资源：程序和数据等。

操作系统的主要功能就是实现对处理器、存储、设备、文件和网络与通信等的管理

操作系统提供的基本服务有

• 创建程序
• 执行程序
• 数据 I/O
• 信息存取
• 通信服务
• 错误检测和处理
• 资源分配、统计、保护等

操作系统提供两种调用服务和功能的接口。分别为程序接口和操作接口

系统程序

操作系统设计呈现出以下特征

• 复杂程度高
• 生成周期长
• 正确性难以保持

操作系统结构设计有三层含义

• 研究操作系统整体结构，如功能如何分块，相互如何交互，以及如何考虑构造它的过程和方法
• 研究操作系统程序内部结构，包括数据结构和控制结构
• 操作系统运行时的组织，如系统是否组织成进程或线程？在系统空间还是在用户空间运行？

操作系统结构可分为

• 整体式结构操作系统
• 层次式结构操作系统
• 微内核结构操作系统

操作系统内核

操作系统本身是一组程序，也在处理器上运行，那么，操作系统程序是否组织成进程？它是如何控制的、怎样执行的呢？它在什么模式下运行呢?

从操作系统的运行方式来看，可分成：

• 嵌入应用进程中运行模型;
• 作为独立进程运行模型。

前者的模型可以表示为

后者的模型可以表示为

1. 人工操作系统
2. 执行操作系统
3. 多重处理系统

操作系统资源管理水平和操作自动化程度进一步提高，表现在

1. 实现了计算机操作过程自动化
2. 资源管理水平有了提高
3. 提供虚存管理功能
4. 支持分时操作
5. 文件管理系统有改进
6. 多道程序设计趋于完善

• 批处理操作系统
• 分时操作系统
• 实时操作系统

1. 器件快速更新换代
2. 计算机体系结构不断发展
3. 提高系统资源利用率的需要
4. 让用户使用计算机越来越方便的需要
5. 满足用户新要求，提供给用户新服务

• 网络操作系统
• 并行操作系统
• 分布式操作系统
• 嵌入式操作系统

MS DOS, MS WIndows 3.X, Windows 95, Mac OS, Windows XP, Windows Vista, Windows 7/8/9/10, Linux

Windows NT, Windows 200X, UNIX, Novell Netware, OS/2, Linux

• Windows CE, PalmOS, UcLinux, UCOS 2
• VxWorks, pSOS, QNX, Windows mobile
• Symbian, Android