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操作系统是计算机系统中最重要的系统软件。它位于硬件和应用软件之间，负责管理和协调计算机的各种资源。从系统架构来看，计算机系统分为四个层次：最底层是硬件层，包括处理器、内存、存储设备等；其上是操作系统层，负责资源管理和系统调用；再上面是应用软件层，运行各种应用程序；最顶层是用户层，用户通过界面与系统交互。操作系统就像一个管家，协调各个层次之间的工作。
操作系统的硬件资源管理是其最核心的功能之一。首先是CPU调度管理，操作系统决定哪个进程可以使用处理器，以及使用多长时间，通过各种调度算法实现多任务并发执行。其次是内存管理，操作系统负责为每个程序分配内存空间，回收不再使用的内存，并通过虚拟内存技术扩展可用内存。第三是存储设备管理，包括文件系统的维护、磁盘空间分配和数据读写优化。最后是输入输出设备管理，操作系统提供统一的接口来控制各种外设，如键盘、鼠标、打印机等。
进程管理是操作系统的重要功能。进程是程序在执行时的实例，具有独立的内存空间和系统资源。操作系统为每个进程分配唯一的进程标识符，并维护进程控制块来记录进程状态。进程在生命周期中会经历多个状态：新建状态是进程刚被创建；就绪状态表示进程已准备好运行，等待CPU分配；运行状态是进程正在CPU上执行；阻塞状态是进程因等待某个事件而暂停执行。操作系统通过进程调度算法，如时间片轮转、优先级调度等，来决定哪个进程获得CPU使用权，实现多任务并发执行。
文件系统是操作系统管理存储设备的重要组件。它采用层次化的目录结构，从根目录开始，逐级分支形成树状结构。每个目录可以包含子目录和文件，方便用户按类别组织数据。操作系统提供丰富的文件操作功能：创建新文件和目录、读取文件内容、修改文件数据、删除不需要的文件等。不同的文件系统格式如NTFS、FAT32、ext4等，各有特点和适用场景。文件系统还负责管理存储空间分配、维护文件索引、确保数据完整性，并提供文件权限控制来保护数据安全。
操作系统为用户提供两种主要的交互界面。命令行界面是基于文本的交互方式，用户通过输入命令来操作系统，具有功能强大、占用资源少的特点，适合专业用户和自动化脚本。图形用户界面则提供直观的可视化操作环境，用户通过鼠标点击图标、菜单和按钮来完成任务，操作简单直观，适合普通用户。无论使用哪种界面，用户的操作最终都会转换为系统调用，由操作系统内核处理并返回结果。这种设计使得用户无需了解底层硬件细节，就能方便地使用计算机完成各种工作。