操作系统：目标与地位

1.操作系统的目标

操作系统是控制应用程序执行的程序，扮演计算机用户和计算机硬件之间的接口。设计操作系统时用户可以提出各种要求，归纳起来，构建操作系统的目标主要有以下几点。

（1）高效性

计算机系统中的所有软硬件资源都在操作系统的统一控制和管理下，通过合理的调度和分派，这些资源得到有效的利用，从而在有限的时间内完成更多的任务。

（2）方便性

操作系统通过对外提供的接口，大大方便了用户的使用。例如，程序员可以在程序中利用系统调用直接对磁盘上的文件进行读写，终端用户可以输入命令或者点击鼠标来操作计算机。

（3）安全性

当今社会处于信息时代，人们把大量的信息存放在计算机系统中。网络技术的普及应用，为信息交流带来极大的方便，但同时又带来日趋严重的信息安全问题。操作系统应保护信息不被未授权人员访问。

（4）鲁棒性

鲁棒性（robust）就是系统的强健性。众所周知，使用计算机的用户多种多样，在利用操作系统时会出现各种情况，如输入错误、磁盘故障、网络过载或遭到有意攻击等。操作系统应做到不死机、不崩溃，这就是操作系统的鲁棒性。

（5）移植性

计算机硬件平台千差万别，而操作系统的开发环境是有限的。当操作系统从一种硬件平台移植到另一种硬件平台时，所做的修改应尽量少，而且要容易实施。

2.操作系统的地位(www.xing528.com)

计算机系统是由硬件和软件组成的。硬件是软件建立与活动的基础，而软件是对硬件进行管理和功能扩充。没有硬件，计算机系统就失去了物理基础，软件也就无法存在了。反过来，若只有硬件而没有软件，硬件就会很难使用，没有活力，也就没有多大应用价值。硬件与软件有机地结合在一起，相辅相成，才使得计算机技术飞速发展，并在当今信息时代占据举足轻重的地位。

（1）软件分类

按照所起的作用和需要的运行环境，软件通常可分为三大类，即系统软件、应用软件和支撑软件。

系统软件包括操作系统（如Windows XP、Linux等）、编译程序（如C/C++、Java等）、汇编程序（如Intel 8080、8086等）、连接装配程序（如Loader等）、数据库管理系统（如SQL 2000、Oracle等）、网络软件（如IE、NetMeter、瑞星杀毒软件等）等，这些软件对计算机系统的资源进行控制和管理，并为用户的使用和其他程序的运行提供服务。它们为计算机应用提供最基本的功能和共性服务，并不针对某一特定应用领域。

应用软件是为解决某一类应用需要或某个特定问题而设计的软件，包括图形软件（如Photoshop、Flash等）、财务软件（如用友、金蝶等）、软件包（如All-in-One、RPM等）等。与系统软件相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能，其应用范围很广。支撑软件是辅助软件技术人员从事软件开发工作的软件，包括各种开发工具（如JBuilder、Eclipse等）、测试工具（如IBM Rational Robot、MicrosoftWeb Application Stress Tool等）等，所以又称为工具软件，用于提高软件生产率，改善软件产品质量。

（2）操作系统的地位

计算机系统中硬件和软件以及各类软件之间是按层次结构组织的，如图1-2所示。

由图1-2可以看出，操作系统是裸机上的第一层软件，与硬件的关系尤为密切。它不仅对硬件资源直接实施控制、管理，而且其很多功能的完成是与硬件动作配合实现的，如中断系统。操作系统的运行需要有良好的硬件环境，这种硬件环境通常称作硬件平台。

操作系统是整个计算机系统的控制管理中心，其他所有软件都建立在操作系统之上。操作系统对它们既具有支配权力，又为其运行建造必备环境。因此，在裸机上每加一层软件后，用户看到的就是一台功能更强的计算机，通常把经过软件扩充功能后的计算机称为虚拟机。在裸机上安装操作系统后，就为其他软件和用户提供了工作环境，这种工作环境通常称作软件平台。

图1-2　计算机系统的层次关系