对于操作系统大家都不陌生，如今流行的Windows，MacOS，Linux都是很不错的产品。这里我们不谈具体的技术细节，只聊聊它们这些系统设计的思想，来感性认识一下操作系统，对操作系统有一个整体性的把握。

没有操作系统，计算机还能不能顺利工作？操作系统的历史？
答案是肯定的，但是没有操作系统也暴露了很多问题，马克思说，在实践中发展。那么，操作系统也是不断的发展的，而每一时期要解决的问题都不尽相同。

• 批处理操作系统
• 分时操作系统
• 实时操作系统
• 网络操作系统
• 多处理器操作系统
• 分布式操作系统

操作系统是干什么的？或者说，它的设计目标是什么？

对用户来说，主要是易用性，也就是要求人们操作机器方便。
对机器来说，主要是有效性，即提高设备的利用效率。

操作系统是个什么东西？
操作系统的英文名字System Operator，简称OS。很有意思，system这个单词，其英文本意就是制度，例如社会主义制度，资本主义制度，也就是说，它和政治有很大的相似之处，政治又和经济有联系，经济则和人类赖以生存的资源相呼应。说白了，所谓的各种制度就是如何管理社会中的人类，以使人与人之间能更好的分配资源，和谐相处。

计算机就如同一个小型的社会，当然这个社会的资源也是很稀缺的。那么，我们该如何划分资源，才能让这个社会和谐有效的发展呢？这就是我们如今的社会制度要解决的问题。当然，如同我们的社会主义制度，这个小型社会也有它自己的一套制度，这样设计操作系统的一系列思想也就应运而生了。

上面我们已经看到了，无论是管理人的社会制度，还是管理硬件的计算机制度，它们的目标都大体相同，面临的问题也大体相似。例如，我们社会有阶级矛盾，有穷人和富人直接的矛盾，有地主与贫民之间的矛盾等等，为了解决这些矛盾就要制定相应的策略，然后按照这些策略实施。

那，计算机这个“社会”有哪些矛盾，或者说有哪些需要我们亟待解决的问题？下面我们给出五大基本问题，也相应分别对应于后面我们要展开叙述的五章。

1.程序员（进程）与程序员（进程）之间的矛盾。

因为每个程序员都想要使用电脑，只有一个处理器，怎么办？

这就出现了进程，进而出现了线程、并发和并行的思想。

2.程序员与内存之间的矛盾。

内存空间非常有限，这就限制了程序员写的程序不能很大，至少不能大于内存吧。

为了解决内存太小的问题，设计开发人员都在想办法。如果你面对这个问题，你会怎么办？那还不简单，有钱的出钱买更大的内存，没钱的出力，把自己的程序尽量压缩，或者设计的精巧一些。游戏玩家可能就直接说，来来来，4G换8G吧，8G不能吃鸡换16G。没错，就是这么的简单粗暴，没办法，有钱就是任性。

但设计人员不这么想，毕竟资源太少。硬件设计人员，想着通过提高工作效率，进而有资金能够支撑设计出更大的内存空间，这也就是我们常常看到的内存从原来的1G到现在的4G，8G，甚至最近小米mix3手机10G内存的尊享版。不错，随着科技的进步，企业的效率也的确提高了不少，程序员也能写出更大的应用程序了。

但是，但是，我们要知道，程序员终究不能写出占用内存空间更大的程序，或者说，程序员依然受限于内存空间缓慢增长的痛苦。当你正在用力拍着键盘，狂点鼠标杀进程时，然后口中还不时地来一句fuck，如果这时有一哥们过来笑着对你说，大兄弟，内存又不够了？来来来，看看我的这个技术，这个可能让你开发出你能想的到的任意程序啊，一劳永逸，让那挤牙膏般的内存开发商见鬼去吧。然后，当你再次听到同事讨论哪家内存好，哪家内存的性价比高时，你只是在心里嘿嘿一笑，以表敬意。

这一技术的出现，完全打破了内存的壁垒，使得程序员完全从内存中解放了出来，可以说这一技术的出现，完全能引领一次工业浪潮。

这就出现了一系列关于对内存管理的思想，或措施。比如说，虚拟内存，内存置换等等

3.CPU和内存之间的矛盾

CPU的速度是很快的，而程序从磁盘中被调入到内存中，在被提取到CPU上去执行，这就严重拉下了CPU的速度。

4.CPU和IO设备之间的矛盾

与内存同理，IO设备传输数据非常慢，而有些设备可以被多个进程同时使用，但更多的设备就不能被同时使用

该如何解决这些问题，来提高CPU利用率？这就出现了缓冲的思想。并且还可以分别从软件和硬件方面着手，例如，直接程序控制，中断控制，DMA控制，通道控制。

5.用户对文件管理的矛盾

它是如何工作的？