操作系统（Operating System，OS）是计算机系统中最基础、最核心的软件之一，它管理计算机硬件与软件资源并提供公共服务。本章作为操作系统学习的开篇，重点介绍计算机系统的基本组成及其提供的系统服务。
一、计算机系统概述
计算机系统由硬件和软件两部分组成。硬件包括中央处理器（CPU）、内存、输入/输出设备及存储设备等；软件则分为系统软件和应用软件，操作系统属于系统软件的核心。其主要功能包括：
- 资源管理：操作系统负责管理CPU、内存、设备及文件等资源，确保它们被高效、公平地使用。
- 用户接口：通过命令行界面（CLI）或图形用户界面（GUI）为用户提供交互方式。
- 扩展机器功能：将复杂的硬件操作封装成简单接口，提升用户体验和开发效率。
计算机系统通常采用分层结构，操作系统位于硬件之上，应用软件之下，起到承上启下的作用。
二、操作系统提供的系统服务
操作系统通过一系列系统服务为用户和应用程序提供支持，主要包括：
- 程序执行：加载程序到内存，管理其运行过程，并提供正常的终止或错误处理机制。
- 输入/输出操作：由于直接控制I/O设备复杂且危险，操作系统封装了这些操作，提供标准接口（如系统调用）供程序使用。
- 文件系统管理：创建、删除、读写文件，并管理文件的存储、权限及备份。
- 通信服务：支持进程间的通信（IPC），包括在同一台计算机或通过网络在不同计算机之间传递信息。
- 错误检测与处理：监控系统运行，识别硬件或软件错误，并采取相应措施（如终止出错进程或通知用户）。
- 资源分配：在多用户或多任务环境中，公平分配CPU时间、内存空间及外设使用权。
- 保护与安全：确保系统资源不被未授权访问，并提供用户身份验证、数据加密等安全机制。
三、系统调用的作用
系统调用是操作系统服务的接口，允许用户程序请求内核执行特定操作。例如，读写文件、创建进程或申请内存都需要通过系统调用实现。常见的系统调用类型包括：进程控制、文件管理、设备管理及通信等。
四、总结
操作系统作为计算机系统的管理者，不仅协调硬件资源，还通过丰富的系统服务简化了应用程序的开发与执行。理解计算机系统的组成和操作系统的服务机制，是深入学习后续章节（如进程管理、内存管理）的基础。对于考研学生而言，掌握这些核心概念，有助于应对相关试题并提升解决实际问题的能力。
