第一章 计算机系统概述
一、操作系统的概念（定义）、功能和目标
- 概念（定义）
- 什么是操作系统
- 功能和目标
- 操作系统要做些什么？
（一）操作系统的概念（定义）
一台电脑的诞生
Step1：厂家组装一台裸机
裸机（纯硬件）：包含CPU、内存、硬盘、主板等
Step2：出售前安装操作系统
Step3：用户安装应用程序（如：QQ）
Step4：使用QQ聊天
最底层的是裸机、纯硬件，在裸机上面安装一层操作系统，在操作系统之上我们可以安装一系列的应用软件，用户是处于最上面一层的。
通过这张图不难发现，应用程序是和操作系统相连的，但是用户也有一些和操作系统相连的部分。
至此，给出操作系统的定义：（来自王道资料书）
操作系统（Operating System，OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配；以提供给用户和其他软件方便的接口和环境；它是计算机系统中最基本的系统软件。
这段话想表达的是：
①操作系统是系统资源的管理者。
直观的例子，如，我们打开Windows操作系统的“任务管理器”，能够看到
②向上层提供方便易用的服务。
③是最接近硬件的一层软件。
（二）操作系统的功能和目标
1、作为系统资源的管理者
- 提供的功能
- 处理机管理
- 存储器管理
- 文件管理
- 设备管理
- 目标
- 安全、高效
用QQ和朋友视频聊天的过程
Step1：在各个文件夹中找到QQ安装的位置（如D:/Tencent/QQ/Bin）
通过一层一层的文件夹（目录），找到了QQ的启动程序QQ.exe，但是除了这个可执行文件外，目录下还有很多其他文件，而对于这些文件的组织和管理，是操作系统来帮我们完成的。
这就涉及到了操作系统作为系统资源的管理者，所要提供的文件管理的功能。
Step2：双击打开QQ.exe
执行一个程序前需要将该程序放到内存中，才能被CPU处理。
我们在双击完QQ.exe后，操作系统帮我们做了一个很重要的事情，把我们的数据从磁盘放到了内存中，具体放在什么位置，都是由操作系统帮我们完成的。
这一步就涉及到操作系统的另一个功能：存储器管理（或者叫主存管理、内存管理）
Step3：QQ程序正常运行
在QQ程序运行的过程中，是需要经过CPU（处理机）进行处理的，而什么时候给这个进程分配处理机资源，这个事情是操作系统在背后为我们完成的。
这就涉及到操作系统的又一个功能：处理机管理。
Step4：开始和朋友视频聊天
在视频聊天的过程中，肯定要把摄像头这一设备分配给QQ使用，因此，像摄像头这一类设备资源，也需要操作系统来帮助我们管理，由操作系统来决定把哪一设备分配给哪个进程使用。
这就又涉及到设备管理。
2、向上层提供方便易用的服务
硬件只听得懂二进制指令，如：01010111101110111010101。
硬件对外暴露了“丑陋”、不友好的交互接口。
通过刚才的分析可知，计算机的最底层是裸机（纯硬件），最底层的这些硬件，它只听得懂二进制指令，即机器语言。也就是说，如果我们直接和这些硬件打交道的话，那么我们只能用二进制的语言和这些硬件进行交互。所以我们说，最底层的纯硬件，它对外暴露出的，是不友好的、“丑陋的”交互接口，正常的人类很难和这些纯硬件直接来打交道。
在硬件之上安装了操作系统，操作系统对外暴露了“美丽”、友好的交互接口。
但是在硬件之上，安装的操作系统，会向它的上层提供一种更美丽、更友好的交互接口。在安装了操作系统之后，用户/应用程序不需要直接和硬件打交道，而只需要告诉操作系统想要得到的服务就可以。操作系统会把这些命令/需求翻译成二进制，来告诉硬件，然后由硬件执行操作。
封装思想：操作系统把一些丑陋的硬件功能封装成简单易用的服务，使用户能更方便地使用计算机。用户无需关心底层硬件的原理，只需要对操作系统发出命令即可。
这其实是一种典型的封装思想。这种封装思想在生活当中也很普遍，比如一辆汽车，如果我们把它拆解了的话，里面有很多很复杂的构件，但是汽车的设计师们会把这些底层复杂的构造隐藏起来，对外只暴露用户能够理解的、简单易用的接口（方向盘、刹车、油门……），但是用户不需要关注它底层是怎么实现这些功能的（转向、加速、减速……）。而操作系统对底层硬件的封装，其实和汽车的这种封装本质上没有区别。
刚刚说操作系统对底层进行封装，向上层提供方便易用的服务。那么提供了哪些服务呢？
- GUI：图形化用户接口（Graphical User Interface）
