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MULTICSo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。中国的银河麒麟操作系统是由国防科技大学、中软公司、联想公 司、浪潮集团和民族恒星公司合作研制的闭源服务器操作系统。此操 作系统是863 计划重大攻关科研项目，目标是打破国外操作系统的垄 断，研发一套中国自主知识产权的服务器操作系统。首家通过公安部 计算机信息系统安全产品质量监督检查中心第四级结构化保护级检 测和中国人民解放军。信息安全测评中心军用 B 级安全认证，是目 前国内安全等级最高的操作系统。微软近几年大力增加研究开发经费，试图在2005 年以前推出网 格操作系统与网格用户界面。2001 年投入 43 亿美元，2002 年投入 52 亿美元，年增幅达20%。另外微软最近公布要新招收5000名技术 人员。比尔盖茨认为，现在的桌面操作系统、服务器操作系统、Internet/web有很多缺点，是效率很低、很笨拙的东西。它们将会被.Net 超越。而.Net就是微软的Internet操作系统，或者叫分布式操作系统。 当然，微软也要开发相应的 Office 产品。微软尚未正式公布它的产品里程碑，经过多种渠道收集了有关.Net操作系统的一些信息，经整理总结如下。1）微软现在正在做的工作是开发微软“第四代”操作系统。时间产口口名特点第一代1983 1995DOS命令行微机操作系统第二代1985-1995Windows1.0-3.2图形化桌面系统Windows 95Windows NT支持网络、Internet、Web第三代19952001第一代（不再只是单机）直至U Windows2000三、当前操作系统的创新之处和存在问题决大多数的个人电脑中运行的还是Windows系列操作系统，虽然 经过几年的发展，Linux操作系统在服务器领域无疑已经稳牢地占有 了一席之地了。但是也可看到，在与个人电脑用户最为相关的桌面应用方面，却很少见到Linux操作系统的身影。软件开发的世界传统上 十分神秘，那里开发人员一成不变地写成百上千行的代码来满足变化 多端的商业需求。目前，Linux想作为大服务器运行还很难找到可靠 的硬件。 PC 机不可靠，所以大部分运营商坚持使用自带操作系统的 SUN或HP机器。不过，Linux的应用和编译系统都是Unix兼容的， 我相信几年后这必将改变。四、主要参考文献及出处百度网站教材：孟庆昌、牛欣源操作系统汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛计算机操作系统