計算機系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的復(fù)雜整體，其核心部分為操作系統(tǒng)（Operating System, OS）。操作系統(tǒng)是管理和控制計算機硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件，為用戶及其他應(yīng)用程序提供基礎(chǔ)服務(wù)。
計算機系統(tǒng)通常由四個主要層次組成：硬件層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用程序?qū)雍陀脩魧印Ｓ布影ㄖ醒胩幚砥鳎–PU）、內(nèi)存、存儲設(shè)備和輸入輸出設(shè)備；操作系統(tǒng)位于硬件之上，作為中間層協(xié)調(diào)資源分配、進程管理和設(shè)備控制；應(yīng)用程序運行于操作系統(tǒng)之上，依賴其提供的接口；最終用戶通過應(yīng)用程序與計算機系統(tǒng)交互。
操作系統(tǒng)的主要功能可歸納為五大核心服務(wù)：
- 進程管理：負責進程的創(chuàng)建、調(diào)度、同步和通信，確保CPU時間被合理分配給多個任務(wù)，實現(xiàn)多任務(wù)并行。
- 內(nèi)存管理：監(jiān)控內(nèi)存使用，分配和回收內(nèi)存空間，并利用虛擬內(nèi)存技術(shù)擴展可用內(nèi)存，防止程序間相互干擾。
- 文件系統(tǒng)管理：組織、存儲、檢索和保護數(shù)據(jù)，提供層次化目錄結(jié)構(gòu)，并管理文件的讀寫權(quán)限與備份。
- 設(shè)備管理：通過設(shè)備驅(qū)動程序控制外部設(shè)備（如打印機、磁盤），處理輸入輸出請求，并抽象硬件細節(jié)以簡化應(yīng)用程序開發(fā)。
- 安全與保護：實施用戶身份驗證、訪問控制和安全策略，防止未授權(quán)訪問與數(shù)據(jù)泄露，保障系統(tǒng)完整性。
操作系統(tǒng)還提供用戶接口（如命令行或圖形界面），方便用戶與系統(tǒng)交互。現(xiàn)代操作系統(tǒng)（如Windows、Linux和macOS）通過上述服務(wù)，使計算機資源得到高效、公平且安全的利用，成為支撐整個計算機系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基石。理解操作系統(tǒng)及其服務(wù)，對于計算機科學學習和系統(tǒng)開發(fā)至關(guān)重要。
