操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類

1、操 作一、操作系統(tǒng)主要功能統(tǒng) 介 紹10操作系統(tǒng)的基本概念：操作系統(tǒng)是管理和控制計算機(jī)軟硬件資源，合理組織計算 機(jī)的工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶提供功能強(qiáng)大、使用方便和可擴(kuò)展 的工作環(huán)境，為用戶使用計算機(jī)提供接口的程序集合。在計算機(jī)操作系統(tǒng)中，通常都設(shè)有處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管 理、作業(yè)管理等功能模塊。處理器管理處理機(jī)管理的主要任務(wù)是對處理機(jī)的分配和運(yùn)行實施有效的管理和控制。在多道程序環(huán)境下，處理機(jī)的和運(yùn)行都是以進(jìn)程為基本單位的。進(jìn)程是一個具有一定獨立功能的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次動態(tài)執(zhí)行過程。處理機(jī)管理應(yīng)實現(xiàn)下述主要功能：(1)進(jìn)程控制：負(fù)責(zé)進(jìn)程的創(chuàng)建、撤銷及狀態(tài)

2、轉(zhuǎn)換。(2)進(jìn)程同步：對并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)。(3)進(jìn)程通信：負(fù)責(zé)完成進(jìn)程間的信息交換。(4)調(diào)度：按一定算法進(jìn)行處理機(jī)分配，包括作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。A-fz AA； Tffl存儲命目理存儲器管理主要是指針對內(nèi)存儲器的管理。主要任務(wù)是：分配內(nèi)存空間，保證各作業(yè)占用的存儲空間不發(fā)生矛盾，并使各作業(yè)在自己所屬存儲區(qū)中不互相干擾。設(shè)備管理設(shè)備管理是指負(fù)責(zé)管理各類外圍設(shè)備(簡稱：外設(shè))，包括分配、啟動和故障處理等。主要任務(wù)是：當(dāng)用戶使用外部設(shè)備是，必須提出要求，待操作系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一分配后方可使用。當(dāng)用戶的程序運(yùn)行到要使用某外設(shè)時，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)驅(qū)動外設(shè)。操作系統(tǒng)還具有處理外設(shè)中斷請求的能力。文件管理文

3、件管理是指操作系統(tǒng)對信息資源的管理。在操作系統(tǒng)中，將負(fù)責(zé)存取的管理信息的部分稱為文件系統(tǒng)。文件是在邏輯上具有完整意義的一組相關(guān)信息的有序集合，每個文件都有一個文件名。文件管理支持文件的存儲、檢索和修改等操作以及文件的保護(hù)功能。 操作系統(tǒng)一般都提供功能較強(qiáng)的文件系統(tǒng)， 有的還提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來實現(xiàn)信息的管理工作。作業(yè)管理每個用戶請求計算機(jī)系統(tǒng)完成的一個獨立的操作稱為作業(yè)。作業(yè)管理包括作業(yè)的輸入和輸出，作業(yè)的調(diào)度與控制（根據(jù)用戶的需要控制作業(yè)運(yùn)行的步驟）。二、操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類1、手工操作（無操作系統(tǒng)）1946年第一臺計算機(jī)誕生-20世紀(jì)50年代中期，還未出現(xiàn)操作系統(tǒng)，計算機(jī)工作采用手工操作方式。

4、 手工操作程序員將對應(yīng)于程序和數(shù)據(jù)的已穿孔的紙帶（或卡片）裝入輸入機(jī)，然后啟動輸入機(jī)把程序和數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)內(nèi)存，接著通過控制臺開關(guān)啟動程序針對數(shù)據(jù)運(yùn)行；計算完畢，打印機(jī)輸出計算結(jié)果；用戶取走結(jié)果并卸下紙帶（或卡片）后，才讓下一個用戶上機(jī)。手工操作方式兩個特點：（1）用戶獨占全機(jī)。不會出現(xiàn)因資源已被其他用戶占用而等待的現(xiàn)象，但資源的利用率低。（2） CPU等待手工操作。CPU的利用不充分。2、批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng)：加載在計算機(jī)上的一個 系統(tǒng)軟件，在它的控制下，計算機(jī)能夠自動地、成批地處理一個或多 個用戶的作業(yè)（這作業(yè)包括程序、數(shù)據(jù)和命令）。聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)首先出現(xiàn)的是聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)，即作業(yè)的輸入/

5、輸出由CPU來處理。主機(jī)與輸入機(jī)之間增加一個存儲設(shè)備一一磁帶，在運(yùn)行于主機(jī)上的監(jiān)督程序的自動控制下，計算機(jī)可自動完成：成批地把輸入機(jī)上的用戶作業(yè)讀入磁帶，依次把磁帶上的用戶作業(yè)讀入主機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行并把計算結(jié)果向輸出機(jī)輸出。完成了上一批作業(yè)后，監(jiān)督程序又從輸入機(jī)上輸入另一批作業(yè)，保存在磁帶上，并按上述步驟重復(fù)處 理。監(jiān)督程序不停地處理各個作業(yè)，從而實現(xiàn)了作業(yè)到作業(yè)的自動轉(zhuǎn)接，減少了作業(yè)建立時間和手工操作時間，有效克服了人機(jī)矛盾，提高了計算機(jī)的利用率。但是，在作業(yè)輸入和結(jié)果輸出時，主機(jī)的高速CPU仍處于空閑狀態(tài)，等待慢速的輸入/輸出設(shè)備完成工作：主機(jī)處于忙等”狀態(tài)。3、單道程序的運(yùn)行過程：在A程序計

6、算時，I/O空閑，A程序I/O操作時，CPU空閑（B程序也是同樣）；必須A工作完成后，B 才能進(jìn)入內(nèi)存中開始工作，兩者是串行的，全部完成共需時間=T1+T2。4、多道程序系統(tǒng)所謂多道程序設(shè)計技術(shù)，就是指允許多個程序同時進(jìn)入內(nèi)存并運(yùn)行。即同時把多個程序放入內(nèi)存，并允許 它們交替在CPU中運(yùn)行，它們共享系統(tǒng)中的各種硬、軟件資源。當(dāng)一道程序因I/O請求而暫停運(yùn)行時，CPU便立即轉(zhuǎn)去運(yùn)行另一道程序。多道程序的運(yùn)行過程：將A、B兩道程序同時存放在內(nèi)存中，它們在系統(tǒng)的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上運(yùn)行：當(dāng)A程序因請求I/O操作而放棄CPU時，B程序就可占用 CPU運(yùn)行，這樣CPU不再空閑，而正進(jìn)行A

7、 I/O操作的I/O 設(shè)備也不空閑，顯然，CPU和I/O設(shè)備都處于 忙”狀態(tài)，大大提高了資源的利用率，從而也提高了系統(tǒng)的效率，A、B全部完成所需時間<<T1+T2 。單處理機(jī)系統(tǒng)中多道程序運(yùn)行時的特點：(1)多道：計算機(jī)內(nèi)存中同時存放幾道相互獨立的程序；(2)宏觀上并行：同時進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過程中，即它們先后開始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢；(3)微觀上串行：實際上，各道程序輪流地用CPU,并交替運(yùn)行。多道程序系統(tǒng)的出現(xiàn)，標(biāo)志著操作系統(tǒng)漸趨成熟的階段，先后出現(xiàn)了作業(yè)調(diào)度管理、處理機(jī)管理、存儲器管理、外部設(shè)備管理、文件系統(tǒng)管理等功能。5、分時系統(tǒng)由于CPU速度不斷提高和采

8、用 分時技術(shù)，一臺計算機(jī)可同時連接多個用戶終端，而每個用戶可在自己的終端上聯(lián)機(jī)使用計算機(jī)，好象自己獨占機(jī)器一樣。分時技術(shù)：把 處理機(jī)的運(yùn)行時間分成很短的 時間片，按時間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè) 使用。若某個作業(yè)在分配給它的時間片內(nèi)不能完成其計算，則該作業(yè)暫時中斷，把處理機(jī)讓給另一作業(yè)使用，等待下一輪時再繼續(xù)其運(yùn)行。由于計算機(jī)速度很快，作業(yè)運(yùn)行輪轉(zhuǎn)得很快，給每個用戶的印象是，好象他獨占了一臺計算機(jī)。而每個用戶可以通過自己的終端向系統(tǒng)發(fā)出各種操作控制命令，在充分的人機(jī)交互情況下，完成作業(yè)的運(yùn)行。具有上述特征的計算機(jī)系統(tǒng)稱為 分時系統(tǒng)，它允許多個用戶同時聯(lián)機(jī)使用計算機(jī)。分時系統(tǒng)可以同時接納數(shù)十

9、個甚至上百個用戶，由于內(nèi)存空間有限，往往采用對換(又稱交換)方式的存 儲方法。即將未 輪到”的作業(yè)放入磁盤，一旦 輪到”，再將其調(diào)入內(nèi)存；而時間片用完后，又將作業(yè)存回磁盤(俗稱滾進(jìn)”、滾出法)，使同一存儲區(qū)域輪流為多個用戶服務(wù)。多用戶分時系統(tǒng)是當(dāng)今計算機(jī)操作系統(tǒng)中最普遍使用的一類操作系統(tǒng)。實時系統(tǒng)雖然多道批處理系統(tǒng) 和分時系統(tǒng) 能獲得較令人滿意的資源利用率和系統(tǒng)響應(yīng)時間，但卻不能滿足實時控制 與實時信息處理兩個應(yīng)用領(lǐng)域的需求。于是就產(chǎn)生了實時系統(tǒng)，即系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件，并在嚴(yán)格的時間范圍內(nèi)完成對該事件的處理。實時系統(tǒng)在一個特定的應(yīng)用中常作為一種控制設(shè)備來使用。實時系統(tǒng)可分成兩類

10、:（1）實時控制系統(tǒng)。當(dāng)用于飛機(jī)飛行、導(dǎo)彈發(fā)射等的自動控制時，要求計算機(jī)能盡快處理測量系統(tǒng)測得的數(shù)據(jù)，及時地對飛機(jī)或?qū)椷M(jìn)行控制，或?qū)⒂嘘P(guān)信息通過顯示終端提供給決策人員。當(dāng)用于軋鋼、石化等工業(yè)牛產(chǎn)過程控制 時，也要求計算機(jī)能及時處理由各類傳感器送來的數(shù)據(jù)，然后控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）實時信息處理系統(tǒng)。當(dāng)用于預(yù)定飛機(jī)票、查詢有關(guān)航班、航線、票價等事宜時，或當(dāng)用于銀行系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)時，都要求計算機(jī)能對終端設(shè)備發(fā)來的服務(wù)請求及時予以正確的回答。此類對響應(yīng)及時性的要求稍弱于第一類。獨占計其機(jī)資源法施利用率很低手工階限減伽CPU的空閘時間,程高了 I/O速度脫機(jī)處理而敦利用CPU*的資源羽道、宏觀

11、上并 一行、做例上串行交互性強(qiáng)早屈批處理分時掾作系統(tǒng)建立.在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)上*控制功能為分布武服務(wù)FiT耳機(jī)網(wǎng)絡(luò)*案中式控制方式及時性和可蔚ft交互性不如分時分布苴操作菜統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)j七作系統(tǒng)圖操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程微軟公司是全球最大的電腦軟件提供商，總部設(shè)在雷德蒙市（redmond ,西雅圖的市郊）。公司于1975年由比爾蓋茨和保羅艾倫成立公司最初以“micro-soft的名稱（意思為“微型軟件”）發(fā)展和銷售basic解釋器。最初的總部是新墨西哥州的阿爾伯克基。史蒂夫巴爾默（steve ballmer ）是現(xiàn)在的首席執(zhí)行官。三、MS-DOS的發(fā)展DOS是Disk Operation System

12、（磁盤操作系統(tǒng)）的簡稱，是個人計算機(jī)上的一類操作系統(tǒng)。選中微軟公司為其新 pc機(jī)編寫關(guān)鍵的操作系統(tǒng)軟件。1980年，ibm公司微軟公司以5萬美元的價格從西雅圖的一位程序編制手中買下了一個操作系統(tǒng)qdos的使用權(quán)，在進(jìn)行部分改寫后提供給ibm ,并將其命名為 microsoft dos （disk operating system ,磁盤操作系統(tǒng)）。完整的DOS由五部分組成:版本年份1.019812.019833.019841.2MB軟盤、大硬盤4.05.0198819923.5英寸軟盤、大容量硬盤增加存儲器使用范圍6.01993提供倍增磁盤容量、存儲器管理6.221995改進(jìn)磁盤壓縮方式、支持

13、 CD-ROM1. 引導(dǎo)程序（BOOT ）:由格式化程序直接寫入 磁盤初始扇區(qū)。2. 基本輸入/輸出管理程序（PC-DOS 為舊MBIO. COM、MS-DOS 為IO.SYS）。3. 文件管理和系統(tǒng)功能調(diào)用程序 （PC-DOS為IBMDOS. COM、MS-DOS 。為 MSDOS.SYS ）。4. 命令處理程序（COMMAND. COM）。5. 各種外部命令：完成各種輔助功能的可執(zhí)行文件。增加的功能基本磁盤操作功能硬盤、子目錄圖DOS界面四、windows 發(fā)展Windows 1.01983年11月正式推出，也就是蘋果發(fā)布MacOS前的3個月。Windows1.0最低內(nèi)存需求為256KB

14、兩個雙面軟盤驅(qū)動器以及一個圖形適配器卡，推薦配置是512KB內(nèi)存和硬盤驅(qū)動器。Windows 2.0微軟1987年12月9日推出Windows 2.0 ,與Win 1.0相比有明顯提升。不僅可以平鋪窗口，還可 以讓窗口疊加。Windows 2.0還引入了控制面板，且一直延續(xù)至今。Windows 3.0Windows3.0引入了 16色圖標(biāo)，擁有更智能的內(nèi)存管理，支持最古老版本的DOSE序。此外，Windows 3.0還引入了紙牌游戲。Windows 3.11992年 4月推出， 比 Windows 3.0 更穩(wěn)定， 添加了支持網(wǎng)絡(luò)和其他企業(yè)應(yīng)用功能。Windows3.1 還引入 Ctrl-Al

15、t-Del 三鍵功能。Windows NT1993年7月27日上市，是一款32位操作系統(tǒng)，旨在補(bǔ)充基于 MS-DOS的消費(fèi)者版本 Windows。Windows 951995年8月24日上市，引入了開始按鈕、任務(wù)欄、通知、Windows資源管理器，微軟第一款網(wǎng)絡(luò)瀏覽器 IE 和撥號網(wǎng)絡(luò)。Windows 981998年6月25日上市，增加了對 USBffi DVD勺支持。此外，Windows 98還進(jìn)行了諸多改進(jìn)，如更高效的文件系統(tǒng)，更好的媒體處理功能等。后來，微軟還發(fā)布Windows 98 第二版，修復(fù)了第一版中的漏洞。Windows 20002000年 2月 17日上市， Windows 2

16、000 是一款面向商業(yè)環(huán)境的圖形化操作系統(tǒng)，為單一處理器或?qū)ΨQ多處理器的32 位 Intel x86 計算機(jī)而設(shè)計。Windows ME2000年 9月發(fā)布，該款系統(tǒng)漏洞較多。較Windows 98 第二版速度慢，不穩(wěn)定，甚至被稱為微軟史上最糟糕的操作系統(tǒng)。 Windows ME僅在市場發(fā)售13個月，是最短命的 Windows系統(tǒng)。Windows XP2001 年 10月 25日上市，是微軟最受歡迎的一款操作系統(tǒng)。WindowsXP 增加了媒體播放器、更好的電源管理、更快的啟動速度等。Windows XP 曾是世界上使用人數(shù)最多的操作系統(tǒng)，統(tǒng)治市場長達(dá) 11 年。Windows Vista2007年1 月正式交付使用后，該款系統(tǒng)可以說是微軟的災(zāi)難。其硬件和軟件系統(tǒng)存在嚴(yán)重兼容問題，用戶帳號控制功能讓用戶苦惱。還因Aero 3D 界面與宣傳不符遭集體訴訟。雖是Windows 升級產(chǎn)品，但用戶還是堅持使用Windows XP。Windows 72009年 10月上市，與Windows Vista 相比，新系統(tǒng)簡化了界面，增加更多設(shè)備支持，提升了性能，關(guān)閉大部分令人討厭的安全提示等。當(dāng)前，Windows 7 是使用最廣泛的Windows 系統(tǒng)。Windows 82012年 10月上市，針對觸摸屏設(shè)備進(jìn)行了諸多優(yōu)化，但刪除了開始按鈕而令用戶抱怨不已。更糟糕的是，桌面上運(yùn)行的應(yīng)用