什么是操作系统？
操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件和软件资源的系统软件。它是你和计算机硬件之间的"翻译官"——你通过操作系统告诉计算机要做什么，操作系统再把你的指令翻译成硬件能理解的语言。
没有操作系统，你就需要直接和CPU、内存、硬盘打交道——这几乎是不可能完成的任务。
🖥️ 无处不在的操作系统
电脑有Windows、macOS、Linux；手机有iOS、Android；智能手表、路由器、汽车、甚至冰箱里都有操作系统在运行。
操作系统的核心功能
进程管理
当你同时打开浏览器、音乐播放器和文档编辑器时，操作系统负责让它们"同时"运行。实际上，CPU在极短的时间内快速切换执行不同程序，给人一种同时运行的感觉。
内存管理
操作系统决定每个程序可以使用多少内存，确保程序之间不会互相干扰。当内存不足时，它会把暂时不用的数据转移到硬盘上（虚拟内存）。
文件系统
文件如何在硬盘上存储和组织？操作系统提供文件系统来管理这一切。Windows使用NTFS，macOS使用APFS，Linux常用ext4。
设备管理
键盘、鼠标、打印机、U盘——各种设备通过驱动程序与操作系统沟通。操作系统让你不用关心设备的具体细节，即插即用。
🔄 进程调度
决定哪个程序在什么时候使用CPU，确保公平和高效
💾 内存分配
给每个程序分配独立的内存空间，防止相互干扰
📁 文件管理
组织硬盘上的数据，提供文件和文件夹的概念
🔌 设备驱动
让各种硬件设备能够与系统协同工作
主流操作系统
Windows
微软开发，全球桌面电脑市场份额最高（约75%）。图形界面友好，软件生态丰富，从Windows 95到Windows 11，陪伴了几代人的成长。
特点：兼容性强、软件多、游戏支持好、企业应用广泛
macOS
苹果公司为Mac电脑开发的操作系统。基于Unix，以流畅的用户体验、精美的设计和与苹果生态的无缝整合著称。
特点：设计美观、系统稳定、与iPhone/iPad协同好、专业创意软件丰富
Linux
开源操作系统，有众多发行版（Ubuntu、CentOS、Debian等）。服务器市场的绝对霸主，全球90%以上的服务器运行Linux。
特点：开源免费、安全稳定、可定制性强、程序员和服务器首选
iOS
苹果为iPhone和iPad开发的移动操作系统。以安全性、流畅性和统一的用户体验著称。
Android
Google主导开发的开源移动操作系统，全球智能手机市场份额最高（约70%）。开放性强，厂商可以深度定制。
内核：操作系统的心脏
内核（Kernel）是操作系统最核心的部分，直接与硬件打交道。它负责最基础的功能：进程调度、内存管理、设备驱动等。
不同的内核设计理念：
- 宏内核：所有功能都在内核空间运行（Linux）
- 微内核：只保留最基本功能，其他服务在用户空间运行（QNX）
- 混合内核：结合两者优点（Windows NT、macOS）
🐧 Linux内核的影响
Linux内核被用于Android手机、服务器、超级计算机、嵌入式设备。你每天使用的互联网服务，背后几乎都有Linux在运行。
操作系统的发展趋势
- 云原生：为云计算和容器优化的操作系统（CoreOS、Bottlerocket）
- 实时操作系统：自动驾驶、工业控制等对响应时间要求极高的场景
- 物联网OS：为资源受限的IoT设备设计（FreeRTOS、Zephyr）
- 安全增强：更严格的隔离、更细粒度的权限控制