操作系统的发展现状

操作系统的发展现状

摘要：

操作系统（Operating System，简称OS）。作为配置在计算机系统上的第一层软件，历经40年的发展，现代操作系统以其方便性和有效性为用户与计算机之间的“交流”作出了巨大贡献，对计算机硬件系统进行了首次扩充，提供了用户与计算好几硬件进行交互的接口，作为计算机系统资源的管理者，保障了计算机能够更有效的运行。

关键词：

操作系统

正文：

一、操作系统的研究意义

计算机是由CPU、内存、磁盘、显卡、声卡等许许多多设备组成的，而且这些设备的厂商众多，品种繁多，而且不同厂商生产的同种设备虽然完成同种功能，但是具体细节却存在千差万别。

为了正确地管理和使用这些设备来实现具体的应用，这样程序员就得了解和掌握各种设备的工作原理。而且对于同种设备，由于不同

的硬件厂商在实现细节上的差异使得程序员再次陷入了复杂的硬件控制的深渊！必须找到一种方法使得程序员从苦海中脱离出来！多年的研究与发展终于使得这个愿望成为现实。这个解决方法就是在硬件的基础上加载一层软件来管理整个系统。这个软件通过设备驱动程序来与计算机硬件打交道，通过一系列的功能模块将整个计算机硬件系统抽象成为一个公共、统一、开放的接口—虚拟机，从而使得程序员不必再陷入各种硬件系统的具体细节。

这一层软件就是操作系统，操作系统传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。它的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。

操作系统是一个大型的软件系统，其功能复杂，体系庞大。从不同的角度看的结果也不同，正是“横看成岭侧成峰”，下面我们通过最典型的两个角度来分析一下。

从程序员的角度看：正如前面所说的，如果没有操作系统，程序员在开发软件的时候就必须陷入复杂的硬件实现细节。程序员并不想涉足这个可怕的领域，而且大量的精力花费在这个重复的、没有创造性的工作上也使得程序员无法集中精力放在更具有创造性的程序设计工作中去。程序员需要的是一种简单的，高度抽象的可以与之打交

道的设备。将硬件细节与程序员隔离开来，这当然就是操作系统；从这个角度看：操作系统的作用是为用户提供一台等价的扩展机器，也称虚拟机，它比底层硬件更容易编程。从使用者的角度看：从使用者的角度来看，操作系统则用来管理一个复杂系统的各个部分。操作系统负责在相互竞争的程序之间有序地控制对CPU、内存及其它I/O接口设备的分配。比如说，假设在一台计算机上运行的三个程序试图同时在同一台打印机上输出计算结果。那么头几行可能是程序1的输出，下几行是程序2的输出，然后又是程序3的输出等等。最终结果将是一团糟。这时，操作系统采用将打印输出送到磁盘上的缓冲区的方法就可以避免这种混乱。在一个程序结束后，操作系统可以将暂存在磁盘上的文件送到打印机输出。从这种角度来看，操作系统则是系统的资源管理者。

下面我们结合计算机的发展历史来回顾一下操作系统的发展历程。

1、第一代计算机（1945-1955）：真空管和插件板

40年代中期，美国哈佛大学、普林斯顿高等研究院、宾夕法尼亚大学的一些人使用数万个真空管，构建了世界上第一台电子计算机。开启计算机发展的历史。这个时期的机器需要一个小组专门设计、制

造、编程、操作、维护每台机器。程序设计使用机器语言，通过插板上的硬连线来控制其基本功能。这个时候处于计算机发展的最初阶段，连程序设计语言都还没有出现，操作系统更是闻所未闻！

2、第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处理系统

这个时期计算机越来越可靠，已从研究院中走出来，走进了商业应用。但这个时期的计算机主要完成各种科学计算，需要专门的操作人员维护，并且需要针对每次的计算任务进行编程。第二代计算机主要用于科学与工程计算。使用FORTRAN与汇编语言编写程序。在后期出现了操作系统的雏形：FMS（FORTRAN监控系统）和IBMSYS （IBM为7094机配备的操作系统）

3、第三代计算机（1965-1980）：集成电路芯片和多道程序

60年代初，计算机厂商根据不同的应用分成了两个计算机系列，一个针对科学计算，一个针对商业应用。随着计算机应用的深入，对统一两种应用的计算机需求出现了。这时IBM公司试图通过引入System/360来解决这个问题。与这个计划配套，IBM公司组织了OS/360操作系统的开发，然后复杂的需求，以及当时软件工程水平

低下使得OS/360的开发工作陷入了历史以来最可怕的“软件开发泥潭”，诞生了最著名的失败论著----《神秘的人月》。虽然这个开发计划失败了，但是这个愿望却成为了计算机厂商的目标。此时，MIT、Bell Lab（贝尔实验室）和通用电气公司决定开发一种“公用计算机服务系统”----MULTICS，希望其能同时支持数百名分时用户的一种机器。结果这个计划的研制难度超出了所有人的预料，最后这个系统也以失败结束。不过，MULTICS的思想却为后来的操作系统很多提示。60年代未，一位贝尔实验室曾参加过MULTICS研制工作的计算机科学家Ken Thompson，在一台无人使用的PDP-7机器上开发出了一套简化的、单用户版的MULTICS。后来导致了UNIX操作系统的诞生。目前UNIX操作系统主导了小型机、工作站以及其他市场。也是至今最有影响力的操作系统之一，而Linux也是UNIX系统的一种衍生，下一讲我们将专门介绍一下UNIX的发展历史。

4、第四代计算机（1980-今）：个人计算机

随着计算机技术的不断更新与发展，计算机神奇般地闯入了人们的生活，现在以低廉的价格就可以获得强大计算能力的计算机。价格不再是阻拦计算机普及的门槛时，降低计算机的易用性就显得十分重要！由于UNIX系统的本身特点，使得其不太适合于在运行在个人计算机上，这时就需要一种新的操作系统。在这一历史关键时候，IBM

公司由于低估了PC机的市场，并未使用最大的力量角逐这一市场，这时Intel公司趁机进入，成为了当今微处理器的老大。同时善于抓住时机的微软公司的总裁比尔·盖茨适时地进入了这一领域，用购买来的CP/M摇身一变成为MS-DOS，并凭借其成为个人计算机操作系统领域的霸主。虽然是苹果公司在GUI方面先拔头筹，但由于苹果公司的不兼容、不开放的市场策略，未能扩大战果，这时微软又适时地进入了GUI方面，凭借WINDOWS系统再次称雄！

二、国内外研究现状

随着当今社会的飞速发展，全球因特网装置之间的通信量将超过人与人之间的通信量。因特网将从一个单纯的大型数据中心发展成为一个更加聪明的高智商网络，将成为人与信息之间的高层调节者。其中的个人网站复制功能将不断预期人们的信息需求和喜好，用户将通过网站复制功能筛选网站，过滤掉与己无关的信息并将所需信息以最佳格式展现出来。同时，个人及企业将获得大量个性化服务。这些服务将会由软件设计人员在一个开放的平台中实现。由软件驱动的智能网技术和无线技术将使网络触角伸向人们所能到达的任何角落，同时允许人们自行选择接收信息的形式微软正在全力抢占下一代操作系统与用户界面市场。