微处理器设计/操作系统
< 微处理器设计
操作系统是系统软件中必不可少的组成部分。它是一个程序，使计算机硬件能够与计算机软件通信和操作。操作系统最初由引导程序加载到计算机中，它管理计算机中的所有其他程序。操作系统在计算机硬件之上提供了一个软件平台，其他应用程序可以在该平台上运行。应用程序通过定义的应用程序编程接口 (API) 向操作系统发出服务请求来使用操作系统。此外，用户可以通过用户界面（如命令语言或图形用户界面 (GUI)）直接与操作系统交互。操作系统通常配备了诸如多任务处理、同步、中断和事件处理、输入/输出、任务间通信、定时器和时钟以及内存管理等功能，以完成其主要作用，即管理硬件资源以满足应用程序的需求。
几乎所有包含计算机的设备上都可以找到操作系统，从手机和视频游戏机到超级计算机和网络服务器。流行的现代操作系统的例子包括 "Android"、BSD、iOS、Linux、OS X、QNX、Microsoft Windows、Windows Phone 和 IBM z/OS。除了 Windows、Windows Phone 和 z/OS 之外，所有这些系统都源于 UNIX。
一个 "内核" 是一个程序，它构成操作系统的核心组件。它完全控制系统中发生的每件事。
- 它使系统更方便用户使用。
- 它通过确保每个应用程序获得必要的资源，同时管理所有其他应用程序，从而提高效率，来管理系统的硬件和软件资源。
- 操作系统负责提供一致的应用程序编程接口 "(API)"。一致的应用程序编程接口允许软件开发人员在一个设备上编写应用程序，并对应用程序在同一类型的另一个设备上运行有高度的信心，即使这两个机器上的内存大小或存储量不同。
- 操作系统的构造方式应允许有效地开发、测试和引入新的系统功能，同时不干扰服务。
操作系统中的一部分称为调度程序，负责决定何时运行哪个程序，并通过快速地在每个程序之间切换来提供同时执行的错觉。操作系统的类型由调度程序决定何时运行哪个程序的方式定义。
- 实时操作系统 (RTOS) - 实时操作系统 (RTOS) 是一种旨在为实时应用程序请求提供服务的操作系统。它必须能够处理传入的数据，通常不需要缓冲延迟。
- 单用户、单任务 - 顾名思义，这种操作系统旨在管理计算机，以便单个用户可以有效地在同一时间做一件事。例如 Palm OS。
- 单用户、多任务 - 允许单个用户同时运行多个程序的操作系统。这是如今大多数人在台式机和笔记本电脑上使用的操作系统类型。例如，微软的 Windows 和苹果的 MacOS。
- 多用户 - 多用户操作系统允许许多不同的用户同时利用计算机资源。操作系统必须确保平衡各种用户的需求，以及他们正在使用的每个程序都有足够的独立资源，以便一个用户的故障不会影响整个用户社区。例如，Unix、VMS 和大型机操作系统。
在本书中，我们将仅详细讨论实时操作系统。