計算機系統是由硬件和軟件組成的復雜整體，其核心部分為操作系統（Operating System, OS）。操作系統是管理和控制計算機硬件與軟件資源的系統軟件，為用戶及其他應用程序提供基礎服務。
計算機系統通常由四個主要層次組成：硬件層、操作系統層、應用程序層和用戶層。硬件層包括中央處理器（CPU）、內存、存儲設備和輸入輸出設備；操作系統位于硬件之上，作為中間層協調資源分配、進程管理和設備控制；應用程序運行于操作系統之上，依賴其提供的接口；最終用戶通過應用程序與計算機系統交互。
操作系統的主要功能可歸納為五大核心服務：
- 進程管理：負責進程的創建、調度、同步和通信，確保CPU時間被合理分配給多個任務，實現多任務并行。
- 內存管理：監控內存使用，分配和回收內存空間，并利用虛擬內存技術擴展可用內存，防止程序間相互干擾。
- 文件系統管理：組織、存儲、檢索和保護數據，提供層次化目錄結構，并管理文件的讀寫權限與備份。
- 設備管理：通過設備驅動程序控制外部設備（如打印機、磁盤），處理輸入輸出請求，并抽象硬件細節以簡化應用程序開發。
- 安全與保護：實施用戶身份驗證、訪問控制和安全策略，防止未授權訪問與數據泄露，保障系統完整性。
操作系統還提供用戶接口（如命令行或圖形界面），方便用戶與系統交互。現代操作系統（如Windows、Linux和macOS）通過上述服務，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穩定運行的基石。理解操作系統及其服務，對于計算機科學學習和系統開發至關重要。
