操作系统的发展方向

２０１２年第ｌＯ期　计算机光盘软件与应用　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＣＤ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　工程技术　

浅谈计算机操作系统及其发展　

严静茹　（贵州电子信息职业技术学院，贵州凯里５５６０９９）　

摘要：２１世纪是信息时代，信息时代最重要的表现就是计算机技术的广泛运用及发展，操作系统是管理计算机软硬件　资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文希望通过对计算机操作系统及其发展情况进　行研究．揭示出计算机操作系统发展的基本情况，这对我们深刻理解计算机技术发展的过去、现在以及预测计算机技术未　来的发展方向具有十分重要的意义。　关键词：计算机；操作系统；发展　中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：１００７—９５９９（２０１２）１０—００８０—０２　

一、引言　

随着我国经济社会的快速发展，计算机已经逐渐渗透到人们　生活的各个领域，计算机操作系统也得到了长足的发展，操作系　

统是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为　

应用软件提供支持的一种系统，操作系统功能强大，能够为用户　带来良好的界面体验，当然操作系统也在不断的完善和发展，操　

作系统从最简单的批处理系统、分时操作系统，到今天的各种面　

向ＰＣ的操作系统和面向大型机的多任务、多用户系统，它们在　调度和控制计算活动，提供软件开发、运行和应用环境，挖掘计　

算机潜力，提高计算机的性能方面发挥着越来越重要的作用。对　

计算机操作系统的研究，学者一般集中在对计算机系统开发的研　究上，而从计算机系统及其发展的角度进行研究的文章较少，本　

文从计算机系统基本情况着手，探讨了现代计算机操作系统的功　

能，并对计算机操作系统的发展情况进行了简单的总结。希望能　

够对计算机操作系统理论研究有所启发。　

二、计算机操作系统概述　（一）操作系统发展的目标　

操作系统一方面直接管理和控制着所有的硬件和软件，使计　算机系统的各部件相互协调一致的开展工作，另一方面它想用户　

信息技术　ＳＯＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯ０Ｙ　．　匪圈　计算机操作系统的功能　发展及分类　褚骁骁　（沈阳师范大学科信软件学院　辽宁沈阳　１１　００３４）　摘要：操作系统是统一管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，协调系统部件之间，系统与用户之间、用户与用户之间　的关系。本文对计算机操作系统的功能　发展和分类做了简单的分析和阐述。　关键词：计算机操作系统　发展　分类　中图分类号：ＴＰ３１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－３７９１（２０１ｏ）ｏｌ（ｂ）一Ｏ０１９－－０１　１操作系统的功能　（１）管理计算机系统的硬件、软件、数据　等各种资源，尽可能减少人工分配资源的工作　以及人对机器的干预，发挥计算机的自动工作　效率。　（２）协调还要各种资源使用过程中的关系，　使得计算机的各种资源使昭调度合理，高速设　备与低速设备运行相互配。　（３）为用户提供使用计算机系统的环境，方　便使用计算机系统的各部件或功能。操作系统　通过自己的程序，将计算机系统的各种资源所　提供的功能抽象，形成与之等价的操作系统的　功能，并形象地表现出来，提供给用户方便地　使用计算机。　２操作系统的发展　２．１手工操作阶段　在这个阶段的计算机，主要元器件是电子　管，运算速度慢，没有任何软件，更没有操作系　统。用户直接使用机器语言编写程序，上机时　完全手工操作，首先将预先准备好的程序纸带　装入输入机，然后启动输入机把程序和数据送　入计算机，接着通过开关启动程序运行，计算　完成后，打印机输出结果。用户必须是非常专　业的技术人员才能实现对计算机的控制。　２．２批处理阶段　由于２０世纪５０年代中期，计算机的主要元　器件由晶体管取代，运行速度有了很大的提　高，这时软件也开始迅速发展，出现了早期的　操作系统，这就是早期的对用户提交的程序进　行管理的监控程序和批处理软件。　２．３多道程序系统阶段　随着中、小规模的集成电路在计算机系　统中的广泛应用，ＣＰＵ的运动速度大大提高，　为了提高ＣＰＵ的利用率，引入了多道程序设计　技术，并出现了专门支持多道程序的硬件机　构，这一时期，为了进一步提高ＣＰＵ的利用效　率，出现了多道批处理系统、分时系统等等，　从而产生了更加强大的监管程序，并迅速发展　成为计算机科学中的一个重要分支，就是操作　系统。统称为传统操作系统。　２．４现代操作系统阶段　大规模、超大规模集成电路急速的迅速　发展，出现了微处理器，使得计算机的体系结　构更加优化，计算机的运行速度进一步提高，　而体积却大大减少，面向个人的计算机和便携　式计算机出现并普及。它的最大优点是结构　清晰、功能全面、可以适应多种用途的需要　并且操作使用方面。　３操作系统的分类　从用途的角度可以分为专用和通用两　类。专用操作系统是指用于控制和管理专项　事物的操作系统，如现代手机中使用的操作系　统，这类系统一般以嵌入硬件的方式出现，用　于特定的途径。通用操作系统具有完善的功　能，能够适应多种用途的需要。　从单机和网络的角度看可以分为单机操　作系统和网络操作系统。单机操作系统是针　对单机计算机系统的环境设计的，它只有管理　本机系统那个资源的功能。单用户操作系统　是一种更为特殊的单机操作系统，它是针对一　台机器，一个用户设计的操作系统，它的基本　特征是一次只能支持一个用户作业的运行，系　统的所有资源有该用户独占，该用户对整个计　算机系统有绝对的控制权。　从功能的角度看可分为批处理系统、分　时系统、实时系统、网络系统、分布式系　统。批处理系统、分时系统和实时系统的运　行环境大多是计算机系统，而后两种操作系统　的运行环境是多计算机系统。　３．１批处理系统　批处理的系统的基本特征是“批量”。　即将要交给计算机处理的若干个作业组织成　队列成批地交给计算机自动地按作业队列顺　序逐个处理。它可分为单道批处理系统和多道　批处理系统。单道批处理系统一次只能调入一　个处理作业在在计算机在内运行，其他作业放　在辅助存储器上，它类似于单用户操作系统。　计算机在运行处理作业时，时间主要消耗有两　个方面，一方面是消耗在ＣＰＵ执行程序上，另　一方面是消耗在输入输出上。由于输入输出设　备的速度相对ＣＰＵ的执行程序的速度慢很多，　导致计算机在输入输出时ＣＰＵ处于空闲。为了　提高Ｃ０Ｕ的使用效率，出现了多道批处理系　统。它与单道批处理系统不同的是在计算机内　存中可以有多个作业存在，调度程序根据事先　确定的策略，选择一个作业将ＣＰＵ资源分配给　它运行处理，当处理的作业要进入输入输出操　作时，就释放对ＣＰＵ的占有，调度程序则从其　他的内存中的待处理作业中选择一交给ＣＰＵ　执行，这样，就提高了ＣＰＵ的使用效率。　３．２分时系统　分时是指两个或两个以上的事件按时问　划分轮流使用计算机系统的某一资源。在一　个系统中如果多个用户分时使用一个计算机，　那么这样的系统成为分时系统。分时的时间　单位称为时间片，一个时间片一般是几十豪　秒。在一个分时系统中，往往要连接几十个甚　至上百个终端，每个用户在自己的终端上控制　其作业的运行。通过操作系统的管理，将ＣＰＵ　轮流分配给各个用户使用，如果某个用户作业　在分配给他另一个时间片在继续执行。此时　的ＣＰＵ被分配给另一个用户作业。　３．３实时系统　实时即时处理并快速给出处理结果。实　时系统一般是采用时间驱动的设计方法，系统　能够及时对随时发生的事件做出响应并及时　处理。实时系统分为实时控制系统和实时处　理系统。实时控制系统常用于工业控制以及　飞行器、导弹发射等军事方面的自动控制。　实时处理系统常用干预定飞机票、航班查询　以及银行之间账务往来等系统。　３．４网络操作系统　随着计算机技术的迅速发展和网络技术　的日益完善，不同地域的具有独立处理能力的　多个计算机系统通过通信设施互联，实现资源　共享，组成计算机网络，成为一种更开放的工　作环境。而网络操作系统也应运而生。网络　操作系统除具有单机操作系统的所有功能以　外，还具有网络资源的管理功能，支持网络应　用程序运行。　３．５分布式操作系统　分布式操作系统是为分布式计算机系统　配置的操作系统。分布式计算机系统与计算　机网络一样，多台计算机系统通过通信网络互　联，实现资源共享，但不同的是系统中的各个　计算机没有主次之分，各计算机系统具有相对　的自治性，用户子啊访问共享资源时，不需要　知道该共享资源位于哪台计算机上，如需要的　话，系统中的多台计算机可以相互协作共同完　成的一个任务，即可以将一个任务分割成若干　个子任务分散到多台计算机上同时并行执　行。一种商用操作系统往往包括了批处理系　统个、分时系统、实时系统、网络系统、分　布式系统等多方面的功能。不同的操作系统　根据自身用途的定位和面向的用户，在各种功　能的强弱上会有所区别。　参考文献　［１】王育勤，等．计算机操作系统［Ｍ］．北京交通　大学出版社，２００４．　［２］姚爱国，等．计算机导论［Ｍ］．武汉大学出版　社，２００６．　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　１

国产操作系统概念

在当今数字化的时代，操作系统作为计算机系统的核心软件，其重要性不言而喻。而国产操作系统的发展，不仅关乎着国家的信息安全，也在一定程度上影响着国内信息技术产业的发展进程。

国产操作系统，顾名思义，是由我国自主研发和生产的操作系统。它不是对国外操作系统的简单模仿或复制，而是基于我国自身的技术积累和创新能力，打造出的具有自主知识产权、适应国内市场需求和应用场景的操作系统。

国产操作系统的出现并非偶然。长期以来，我国在信息技术领域一直面临着国外技术的垄断和封锁。在操作系统方面，微软的 Windows

操作系统和苹果的 Mac OS 等占据了绝大部分的市场份额。这种局面不仅使得我国在信息安全方面存在较大的风险，也限制了我国信息技术产业的自主发展。因此，发展国产操作系统成为了我国信息技术产业发展的必然选择。

国产操作系统具有诸多优势。首先，从信息安全的角度来看，国产操作系统能够更好地保障国家的信息安全。由于其源代码掌握在国内开发者手中，可以有效地避免因使用国外操作系统而可能导致的信息泄露和安全漏洞。其次，国产操作系统能够更好地满足国内用户的个性化需求。不同的行业和用户群体对操作系统有着不同的需求，国产操作系统可以根据国内市场的特点和用户需求进行定制化开发，提供更加贴合实际应用的功能和服务。此外，国产操作系统的发展还能够带动国内相关产业的发展，如芯片制造、软件研发等，形成完整的产业链，促进国内信息技术产业的整体提升。

然而，国产操作系统的发展也面临着一些挑战。一方面，用户习惯是一个重要的因素。由于长期使用国外操作系统，用户已经形成了一定的使用习惯，对于国产操作系统的接受和适应需要一定的时间。另一方面，生态系统的建设也是一个难题。操作系统的成功不仅仅取决于其自身的性能和功能，还需要有丰富的应用软件和硬件支持。目前，国产操作系统在应用软件的数量和质量上与国外操作系统相比还存在一定的差距，这在一定程度上影响了其推广和应用。

1. 你认为操作系统是计算机发展的必然产物吗？简述理由。

答：操作系统是计算机发展的必然产物。

从1950年至今，操作系统的发展主要经历了如下几个阶段：

1. 手工操作阶段-------无操作系统；

2. 批处理系统---------早期批处理、执行系统；

3. 操作系统形成---------批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统；

4. 现代操作系统---------个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统

它是由客观的需要而产生，并随着计算机技术的发展和计算机应用的日益广泛而逐渐发展和完善的。它的功能由弱到强，在计算机中的地位也不断提高，以至成为系统的核心。研究操作系统的发展历程是用一种历史的观点去分析操作系统，总结操作系统从无到有，直到现代操作系统，经历了几个阶段，每个阶段采用的技术、获得的成就、解决的问题以及进一步发展出现的新问题，都便于从中体会操作系统产生的必然性。

2. 什么是操作系统？操作系统是系统软件还是应用软件？

答：1：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软，硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户接口，是用户获得良好的工作环境。

2：操作系统是重要的系统软件，只有配置了操作系统这一系统软件后，才使计算机系统体现出系统的完整性和可利用性。

3. 试述早期批处理、执行系统是如何发展的？（提示：遇到了什么问题，这些问题是为何产生，又是如何解决的。）

答：批处理：引入批量监督程序是为了实现作业建立和作业过渡的自动化。监督程序是一个常驻主寸很小的核心代码；随着处理机速度的不断提高，处理机和I/O设备之间的速度差距形成了一对矛盾；为了克服这一缺点，在批处理系统中引入了脱机I/O技术而形成了脱机批处理系统。

批处理系统是在解决人机矛盾，中央处理器高速度和I/O设备的低速度这一矛盾的过程中发展起来的。

执行系统：借助于通道与中断技术，I/O工作可以在主机控制之下完成。这时，原有的监督程序不仅要负责调度过夜自动地运行，而且还要提供I/O控制功能，它增强了原有的功能。执行系统比拖机处理前进了一步，它节省了卫星机，降低了成本，而且同样能支持主机和通道，主机和外设的并行操作。在执行系统中用户程序的I/O工作是委托给系统实现的，由系统检查其命令的合法性，这就可以避免由于不合法的I/O命令造成对系统的威胁，从而提高系统的安全性，。