浅谈我对计算机操作系统的认识

浅谈我对计算机操作系统的认识

朱雪松

L11214018

信息管理与信息系统

计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。

一．什么是操作系统

操作系统（英语：Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与电脑软件资源的程序，同时也是计算机系统的核心与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网上与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作接口。

操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形化用户界面，而有些仅使用文字接口，而将图形接口视为一种非必要的应用程序.

二．操作系统的历史

(一)无操作系统的计算机系统

1.人工操作方式

从第一台计算机诞生（1945年）到20世纪50年代中期的计算机，属于第一代计算机，这一时期的计算机操作采用人工操作的方式直接使用计算机硬件系统，这种方式的主要特征是用户独占主机，CPU等待人工操作。可见这种方式严重降低了计算机资源的利用率，造成了人机矛盾。

2.脱机输入/输出方式

为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾，20世纪50年代末出现了这种技术。该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上将其高速的调入内存。

（二）单道批处理系统和多道批处理系统

1.单道批处理系统的处理过程及特征

上个世纪50年代中期发明了晶体管，为了充分利用晶体管，减少空闲时间，于是就出现了单道批处理，其自动处理过程是：首先，由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完时，把控制权还给监督程序，再由监督程序把磁盘上的第二个作业调入内存。其主要特征为自动，顺序，单道。其主要矛盾为主机和外设的矛盾。

2．多道批处理系统的处理过程及特征

为了进一步提高资源利用率和系统吞吐量，在20世纪60年代中期又引入了多道批处理操作系统OS/360其运行过程：将A、B两道程序同时存放在内存中，它们在系统的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上运行：当A程序因请求I/O 操作而放弃CPU时，B程序就可占用CPU运行，这样 CPU不再空闲，而正进行A I/O操作的I/O设备也不空闲，显然，CPU和I/O设备都处于“忙”状态，大大提高了资源的利用率，从而也提高了系统的效率，A、B全部完成所需时间<

多道程序设计技术不仅使CPU得到充分利用，同时改善I/O设备和内存的利用率，从而提高了整个系统的资源利用率和系统吞吐量，最终提高了整个系统的效率。

（三）分时系统和实时系统

1分时系统

分时技术：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮时再继续其运行。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机交互情况下，完成作业的运行。分时系统的主要目标：对用户响应的及时性，即不至于用户等待每一个命令的处理时间过长。其主要特征为:多路性，及时性，独立性，交互性。

2.实时系统

实时系统即系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理。实时系统在一个特定的应用中常作为一种控制设备来使用。可以分成两大类：实时控制系统和实时信息处理系统。其两个重要的特点为:及时响应和高可靠性。

（四）微机操作系统的发展

1.单用户和单任务操作系统

（1）CP/M

CP/M其实就是第一个微机操作系统，享有指挥主机、内存、磁鼓、磁带、磁盘、打印机等硬设备的特权。通过控制总线上的程序和数据，操作系统有条不紊地执行着人们的指令，运行在Intel 8080芯片上的CP/M—80；运行在8088、8086芯片上的叫CP/M—86；CP/M—80、CP/M—86、CP/M-68K等组成了庞大的CP/M家族。

单用户的CP/M—80操作系统，后来发展成多用户的MP/M—80，单用户的CP/M—86又发展成并发的CP/M—86和多用户MP/M—86，它们成为家族的新生力量。

CP/M开创了软件的新纪元，称得上是计算机改朝换代的里程碑。

(2)MS-DOS

1982年，支持PC/XT 硬盘的微软MS-DOS 2.0问世， 1991年6月，微软公司推出MS-DOS 5.0版， 1992年之后，微软公司不断推陈出新，6.0版，6.2版，6.3 版，至1995年8月，随着WINDOWS 95的亮相，MS-DOS终极版——7.0 版推出。不断更新的MS-DOS，膨胀了微软公司的欲望，进一步坚定了它全球软件业霸主的信心。

MS-DOS取得巨大成功的原因在于它的最初设计思想及其追求目标的正确

和恰当，那就是为用户上机操作和应用软件开发提供良好的外部环境。首先使用户可以非常方便的使用几十个DOS命令，或以命令行方式直接键入或在DOS4.0以上版本下以DOS Shell菜单驱动，都可完成上级所需的一切操作。。

2.单用户多任务操作系统

微软自1985年推出Windows 1.0以来，Windows系统经历了十多年风风雨雨。从最初运行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的Windows 9x、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003。Windows代替了DOS。

Windows 98是Windows 9x的最后一个版本，在它以前有Windows 95和Windows 95 OEM两个版本，其实这三个版本并没有很大的区别，它们都是前一个版本的改良产品。Windows ME具有Windows 9x和Windows 2000的特征，它实际上是由Windows 98改良得到的，但在界面和某些技术方面是模仿Windows 2000。Windows 2000分为Windows 2000 Perfessional和Windows 2000 Sever两种版本，前者是面向普通用户的，后者则是面向网络服务器的。后者的硬件要求要高于前者。

Windows之所以如此流行，是因为它有吸引功能上的强大以及Windows的易用性。界面图形化在Windows中的操作可以说是“所见即所得”，所有的东西都摆在你眼前，只要移动鼠标，单击、双击即可完成；多用户、多任务Windows 系统可以使多个用户用同一台电脑而不会互相影响；网络支持良好，用户只需进行一些简单的设置就能上网浏览、收发电子邮件等。同时它对局域网的支持也很出色；出色的多媒体功能；硬件支持良好；众多的应用程序。

3．多用户多任务操作系统

（1）UNIX

UNIX系统自1969年踏入计算机世界以来已30多年。虽然目前市场上面临某种操作系统强有力的竞争，但是它仍然是PC、MPP等上全系列通用的操作系统。 UNIX系统的转折点是1972年到1974年，因UNIX用C语言写成，把可移植性当成主要的设计目标。UNIX不仅大大推动了计算机系统及软件技术的发展，从某种意义上说，UNIX的发展对推动整个社会的进步也起了重要的作用。

UNIX功能主要表现在一下几个方面：网络和系统管理；高安全性；通信；可连接性；数据安全性；可管理性。

（2）Linux

自1991年Linux操作系统发表以来的10年间，Linux操作系统以令人惊异的速度迅速在服务器和桌面系统中获得了成功。Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个，一是它属于自由软件，无偿对它使用，无约束地继续传播。另一个原因是，它具有Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。

（3）、FreeBSD

FreeBSD就是一种运行在Intel平台上、可以自由使用的Unix系统，它可以从Internet上免费获得。FreeBSD 是真正的32位操作系统。它是十分成熟的 BSD UNIX 向英特尔386体系的处理器进行移植的结果，系统核心不包含任何16位代码，也不需要兼容任何16位软件，从而提高了系统稳定性。

FreeBSD 的 Ports Collections 包括了成千个立即可以使用的应用程序，使得安装应用程序十分简便。此外，FreeBSD 下包括了各种高级语言和各种开发工具，C，C++，Fortran，Perl，T，Cl/Tk，CVS 等。这使得软件开发和移植非常方便。

（4）、Mac OS