关于操作系统
什么是操作系统
操作系统，又称OS（operating system），是计算机硬件上的第一层软件。
操作系统是用于管理控制计算机硬件和软件资源的计算机程序。它可以合理地组织和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一个合理的环境。
OS是计算机系统中最基本的系统软件。
操作系统的特性
操作系统具有并发、共享、虚拟和异步等特性。
并发和并行
并发（Concurrent），在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行。
- 举个例子，我们起床洗漱，要刷牙，洗脸，叠被子，这三个动作其实就是并发执行的。这三个动作看似是同时进行的，实际上是在同一时间段分批次完成的。这就是并发。
并行（Parallel），当系统有一个以上CPU时，当一个CPU执行一个进程时，另一个CPU可以执行另一个进程，两个进程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式我们称之为并行(Parallel)。
- 同样还是上面那个例子，我们起床洗漱，我刷牙，洗脸，叠被子；你也刷牙，洗脸，叠被子；这两个动作是同时进行的。两个人在同一时间点一起刷牙，洗脸和叠被子，两者之间是互不干涉的。这就是并行。
！注意：并行实现的前提是系统要有多个CPU！
并发，指的是多个事情，在同一时间段发生了；并行，指的是多个事情，在同一时间点发生了。
并发是抢占资源的，并行是不抢占资源的。
共享
共享，即资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程同时使用。
共享可分为：
- 互斥共享方式：一段时间只允许一个进程访问资源，此资源叫做‘临界资源’或‘独占资源’。
- 同时访问方式：一段时间内允许多个线程‘同时’访问资源。这里的‘同时’，往往是宏观上的；微观上是交替进行的。
！！！注意共享和并发的关系：
- 共享往往是以并发为条件的。若系统不允许程序并发执行，则不存在资源共享问题；
- 若系统不能对资源共享实施有效管理，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。
虚拟
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。
物理实体（前者）是实的，即实际存在的；而后者是虚的，是用户感觉上的事物。用于实现虚拟的技术，称为虚拟技术。
在操作系统中利用了多种虚拟技术，分别用来实现虚拟处理器、虚拟内存和虚拟外部设备等。
在虚拟处理器技术中，是通过多道程序设计技术，让多道程序并发执行的方法，来分时使用一个处理器的。此时，虽然只有一个处理器，但它能同时为多个用户服 务，使每个终端用户都感觉有一个中央处理器（CPU)在专门为它服务。利用多道程序设计技术，把一个物理上的CPU虚拟为多个逻辑上的CPU,称为虚拟处理器。
类似地，可以通过虚拟存储器技术，将一台机器的物理存储器变为虚拟存储器，以便从逻辑上来扩充存储器的容量。当然,这时用户所感觉到的内存容量是虚的。我们把用户所感觉到的存储器（实际是不存在的）称为虚拟存储器。
还可以通过虚拟设备技术，将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备，这样便可以使原来仅允许在一段时间内由一个用户访问的设备（即临界资源)，变为在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。因此，操作系统的虚拟技术可归纳为：时分复用技术，如处理器的分时共享；空分复用技术，如虚拟存储器（注：学到后续内容再慢慢领悟)。
异步
在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。
异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下，可能导致进程产生与时间有关的错误 (就像对全局变量的访问顺序不当会导致程序出错一样）。但是只要运行环境相同，操作系统必须保证多次运行进程，都获得相同的结果。
操作系统的目标
- 方便性：极大地方便了用户，使得计算机变得简单易用
- 有效性：能够充分利用系统资源，提高系统的吞吐量
- 可扩充性：OS采用微内核技术，能够方便地添加新的模块
- 开放性：遵循国际标准，使得各种软硬件能够彼此兼容
操作系统的作用
- 人机交互：OS是计算机硬件和用户之间的接口。
- 资源管理：OS是计算机系统资源的管理者。
- 资源抽象：OS实现了对计算机资源的抽象。
操作系统与硬件，其他系统软件和用户之间的关系
操作系统是覆盖在计算机硬件的第一个软件，它管理着计算机的硬件和软件资源并向用户提供良好的界面；
操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运作在操作系统基础之上。操作系统是其他系统软件和硬件之间的接口；
一般用户使用计算机除了需要获得操作系统的支持外，还需要用到大量的其他系统软件和应用软件，以使其工作更加方便和高效。
大体结构如下：
拓展和疑问
psw是什么？
psw是Program Status Word的缩写，即程序状态字（也叫程序状态寄存器），可用于OS在管态（系统态）和目态（用户态）之间的转换。
程序状态字用来指示处理器状态、控制指令的执行顺序并且保留和指示与运行程序有关的各种信息，其主要作用是方便地实现程序状态的保护和恢复。
为什么要选择linux系统？
windows:不用安装；容易维修；软件和游戏数量极大；硬件兼容性好
linux:不用花钱；稳定性/流畅性高；安全性高；可定制性高；性能高
个人电脑大部分是Windows操作，但在服务器，科学计算， 人式智能上Linux系统的使用量要比Windows大的多。
这些年随着Linux的发展，个人电脑使用Linux的前景要比之前好的多。
如何在Windows系统中安装linux系统？
在Windows中安装linux可以有很多方法，可以安装Linux的子系统，也可以安装一个虚拟机，再安装Linux。
这里不详细讲解安装过程，想了解的点击链接https://www.cnblogs.com/linuxprobe-sarah/p/10935217.html。
参考文献
[1] Java3y,《面试必考的：并发和并行有什么区别?》,腾讯云
[3] richard_w0ng,《操作系统的目标和作用 》,简书
[4] 《PSW（单片机术语）》，百度学术
[5] 何方，《Linux 和 Windows相比有什么优缺点？》，知乎
[6] sarah_linux,如何在win10系统上安装linux子系统,博客园
