操作系统是运行于裸机之上的一层软件。主要功能：

  1. 给用户程序提供一个简单清晰的计算机模型
    1. 为其他软件提供基础的运行环境
    2. 创建抽象，实现并管理它所创建的抽象对象
    3. 隐藏繁杂、不一致、丑陋的硬件接口，为应用程序呈现标准、通用、优雅的抽象
  2. 管理外部设备

    1. :::info 操作系统与用户的交互程序——用户接口程序：
  • 基于文本：shell；
  • 基于图形：GUI（图形用户界面，Graphical User Interface）。

实际上，用户接口程序并不是操作系统的一部分，但出于用户态程序的最低层次。 ::: 计算机有 2 种运行模式：

  1. 内核态（或称管态、核心态）

操作系统运行其中，可执行机器能识别的任何机器指令，对所有硬件具有完全访问权。

  1. 用户态

其他程序运行其中，只能执行机器指令中的一个子集（禁止使用如影响机器控制、操作 I/O 的指令）。这些程序可根据需要而协助操作系统完成特权功能。
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操作系统和普通软件的区别：

  1. 所处位置：

操作系统处于软件层的内核态，普通软件处于用户态。特别地，嵌入式系统没有内核态。

  1. 硬件保护性：

操作系统的程序由硬件保护，普通软件可被用户修改或重写。特别地，解释系统（如基于 Java 的操作系统）采用解释方式区分组件。

  1. 代码量：

与普通软件相比，操作系统更大型、复杂和长寿。因为复杂而难以编写，因为长寿而会在一个相当长的时间跨度内演化。

操作系统的作用

扩展机器

SATA 硬盘需要配合硬盘驱动软件与之交互，为了不考虑硬件细节，驱动软件通过抽象，提供了控制其输入/输出、读写磁盘块的接口。
但对于普通软件，这依然太底层。于是有了进一步抽象——作为有效信息片段的文件。于是才能轻松创建并读写文件。

SATA, Serial Advanced Technology Attachment, 串行高级技术连接。

:::info 抽象是管理复杂性的关键手段。
通过抽象，一个几乎不可能完成的任务可被划分成两个可分别解决的部分：

  1. 定义并实现这些抽象；
  2. 使用这些抽象解决问题。 :::

    管理资源