ch02操作系统的形成与发展

操作系统 Operating System
制作者：凤羽翚
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操作系统的形成与发展
2.7 网络操作系统
• 较早在微型计算机中使用的网络操作系统有 3COM的网络系统、Novell公司的Netware系列网 络软件。这些系统在用户中产生较大的影响。 • 随着网络技术的发展，操作系统都融合进了网络 功能。可以说现在的操作系统都具备了网络功能 。
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2.6 个人操作系统（贴近大众的操作 系统）
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• 在Internet上发展起来的Linux操作系统，能在个 人计算机上运行。它遵从UNIX的POSIX标准，继 承了UNIX的优点，源代码开放，性能卓越，因此 将有长足的发展。 • 个人计算机上的操作系统的主要特点是：具有良 好的人机界面，易于操作，多媒体功能丰富，价 格便宜。能满足网上冲浪、办公、学习、娱乐等 功能需求。
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2.1 手工操作（操作系统的史前时 代）
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• 1946年到40年代末，哈佛大学的HowardAiken、 普林斯顿高等学院的JohnNeumann（冯.诺依曼 ）、宾西法尼亚大学的J.Presper Eckert和Willam Mauchley等人都成功地用电子管建造了运算机器 ，并逐渐形成了计算机。 • 这时代的计算机都是在一个控制台上运行。控制 台包括显示灯、触发器、输入设备和打印机。用 机器语言编写的程序通过输入设备（如卡片阅读 机）输入到计算机
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2.8 分布式操作系统
• 特点：
– 统一的操作系统。所有主机使用的是同一个操作系统。 – 处理机资源共享。计算任务能方便地从一台主机迁移到 另一台主机上运行，从而共享处理机资源。 – 透明性。分布式系统各主机地理位置对用户是透明的， 用户不必知道计算任务具体在那些主机上执行。对他来 说，整个运算是在一个分布式系统上运行就足够了。 – 自治性。分布式系统上的各台主机都是处于平等的地位 。没有主从关系。一台主机的失效不会影响整个系统。
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2.6 个人操作系统（贴近大众的操作 系统）
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• 在早期PC机上使用的操作系统是Microsoft公司的 MS-DOS。它是字符界面的，功能及其有限。该 公司1992年2月推出的窗口操作系统Windows 3.1 终于为人们所接受，使PC机也用上了具有图形界 面的操作系统。1995年8月推出的Windows 95使 Windows真正成为多任务系统。1993年5月推出 的Windows NT采用了新的内核，系统更为稳定 和安全。加上网络功能，使其得以进入服务器市 场。
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2.3 多道批处理操作的概念（现代意 义上的操作系统）
• 批处理方式
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– 将一批作业（由说明书、程序、数据构成）输 入计算机，监控程序选择作业并按说明书要求 自动控制作业的执行的处理方式称为批处理 （ Batch Processing）方式。
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2.1 手工操作（操作系统的史前时 代）
• 特点：
– 程序设计全部采用机器语言。 – 为独占资源方式。 – 作业之间采用串行方式。 – 整个运行过程需要人工干预。
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2.1 手工操作（操作系统的史前时 代）
• 问题：
– 计算机运行速度与人工操作不匹配
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• 解决思路：
– 由控制程序代替人工。 – 于是出现了执行监督程序。
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2.2 监控程序（操作系统的萌芽）
• General Motors在 IBM 701计算机上首先采用监 控程序来管理作业。用户不再直接访问计算机， 而是用作业控制语句描述的作业说明、程序及数 据存在卡片上交给操作员。由操作员将一批作业 （说明书、程序、数据）输入计算机，监控程序 选择作业并按说明书要求自动控制作业的执行。 • 由监控程序构成的管理程序逐渐发展成了重要的 系统软件——操作系统。
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2.5 个人操作系统（贴近大众的操作 系统）
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• 七十年代末到八十年代，个人计算机PC（ personal computer）开始出现。 • 比较著名、市场占有率较高的的个人计算机有苹 果AppleII机和IBM PC机。 • 苹果AppleII 用的是字符界面的操作系统。1984年 ，苹果Macintoshi计算机采用了图形界面的窗口 操作系统，极大地改善了人和计算机的交互方式 。人们不必再背诵一大堆繁杂的命令，只需用鼠 标在屏幕上点击，就可让计算机进行相应的操作 。因此它在平面设计、电子出版、娱乐和教育领 域有很大的影响。
• 教学目标：
– 本章主要介绍操作系统的形成及发展；操作系统的分类；现代操 作系统的新技术。
• 重点与难点：
– 操作系统的形成及现代发展；操作系统的功能；操作系统的性能 指标。
• 专业术语:
– 作业、批处理、多道程序设计技术、假脱机系统、分时技术、分 布式系统、集群。
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2.8 分布式操作系统
• 集群（Cluster）是分布式系统的一种。它由一组 互联的主机构成统一的资源进行工作。当其中的 个别主机出现故障时，其应用会迁移到其他主机 上继续执行。该方法提供了高性能和高可用性。 集群功能较易在低成本的微机中实现 。 • 许多操作系统都推出了集群功能。如HP的 HP_UX操作系统，IBM AIX操作系统的HACMP， Linux操作系统，Windows操作系统等。
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2.9 嵌入式操作系统
• 手机操作系统
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2.9 嵌入式操作系统
• 嵌入式操作系统的设计特点为：
– 配有源程序及可配置的系统模块、具有丰富的 同步原语、可选择的各种调度算法、可选择的 内存分配策略、定时器与计数器、多种中断处 理、多种异常处理、多种通信方式、标准C 语 言库、数学运算库和开放式应用程序接口等等 。
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多道程序的并发执行和资源共享
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2.4 分时操作系统
• 分时操作系统（Time-Share Operating System） 把多个用户通过终端联机分时（即时间共享）使 用计算机。它把处理机的运行时间划分成很短的 时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机终 端使用，此即分时技术。由于处理机运行速度很 快，时间片划分得很小，切换速度就很快。每个 终端能快速、不断地得到时间片，好像自己独占 计算机一样。 • 分时操作系一般由主机、终端、分时操作系统构 成。
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2.9 嵌入式操作系统
• 嵌入式系统是一种完全嵌入受控器件内部为特定 应用设计的专用计算机系统。嵌入式系统通常执 行的是带有特定要求而预先定义的任务。 • 对整个智能芯片以及它所控制的各种部件模块等 资源进行统一调度、指挥和控制的系统软件称为 嵌入式操作系统（Embedded Operating System ）。 • 嵌入式操作系统要具备高可靠性、实时性、占有 资源少、成本低等特性。其系统功能可针对需求 进行裁减、调整和编译生成。以便满足最终产品 的设计要求。
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2.8 分布式操作系统
• 优点：
– 可以使用许多较低成本的主机（如微机），通过分布 计算获得较高的运算性能。 – 由于拥有较多的、分布在各地的主机，个别主机发生 故障时，整个系统仍能工作。
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2.8 分布式操作系统
• 将大量计算机通过网络连接在一起，以获得极高 的运算能力和数据共享的系统称为分布式系统（ Distributed System）。 • 能使分布式计算机系统中若干台计算机相互协作 完成一个共同任务的系统软件称为分布式操作系 统（Distributed Operating System）。
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2.5 实时操作系统
• 计算机实时系统（Real Time Oerating System） 用于实时控制和实时信息处理领域。如生产过程 控制、武器系统等。实时是指对随机发生的外部 事件作出及时的响应并对其进行处理。这里的外 部是指与计算机系统相联接的设备所提出的服务 要求和采集数据。 • 实时系统必须保证对实时信息的分析和处理的速 度的即时响应，系统还必须高度可靠。