操作系统（Operating System, OS）是计算机系统的核心软件组件，它架起了硬件和应用程序之间的桥梁，承担着管理和控制计算机硬件资源、组织和协调系统内各个组件工作的重任。操作系统的主要功能如下：
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资源管理：操作系统负责对计算机硬件资源（CPU、内存、磁盘、输入输出设备等）和软件资源（如文件、数据、进程等）进行有效管理，通过合理的资源分配、调度和回收，确保资源高效利用，避免冲突。
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存储管理：操作系统通过虚拟存储、内存分配算法和页面置换策略等技术，动态管理内存资源，提高内存利用率和数据存取速度。引入高速缓冲存储器（Cache）和虚拟存储技术，使有限物理内存能够支持更大逻辑地址空间。
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进程管理：操作系统负责进程的生命周期管理，包括进程的创建、调度、同步、通信和终止。通过先进的调度算法，保证在多任务环境中多个进程能够公平、高效地共享CPU时间，实现并发和并行处理。
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设备管理：操作系统控制和管理输入输出设备，包括设备驱动程序加载、设备分配与释放、设备缓冲管理和数据传输。通过直接存储器访问（DMA）技术，减轻CPU在数据传输中的负担，提升系统效率。
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文件管理：操作系统通过文件系统组织和保护用户数据，提供创建、读写、删除、重命名等文件操作接口，并实现文件索引、检索和权限控制等功能，确保用户数据的安全性和完整性。
操作系统根据运行环境的不同，可以分为桌面操作系统、手机操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统等不同类型。操作系统的发展历程与计算机硬件紧密相关，从最初简单的控制循环体发展为今天的分布式操作系统，其功能和复杂性随着用户需求和技术进步不断提升。
操作系统在计算机使用过程中发挥着至关重要的作用，它简化了用户操作，增强了系统智能化程度，降低了用户对计算机硬件资源管理的介入，通过可视化界面和便捷的交互方式，让用户更容易地使用和管理计算机资源。操作系统的核心功能涵盖进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理等多个方面，以满足不同应用场景的需求，如实时系统、分时系统、批处理系统和网络操作系统等。在体系结构上，操作系统经历了从简单结构到单体内核结构，再到层次式结构的演变，以适应计算机硬件技术、软件工程和系统设计理论的不断进步。
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