计算机操作系统发展历史
从时间上说,操作系统的发展和计算机的组成与体系结构相关,大致经历了四个发展阶段:
∙1946年—50年代末:第一代,电子管时代,无操作系统。
∙1950年代末-60年代中期:第二代,晶体管时代,批处理系统。
∙1960年代中期-70年代中期:第三代,集成电路时代,多道程序设计。
∙1970年代中期至今:第四代,大规模和超大规模集成电路时代,分时系统。 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展。
手工操作
手工操作过程:先把程序纸带(或卡片)装上计算机,然后启动输入机把程序和送入计算机,接着通过控制台开关启动程序运行。计算完毕,打印机输出计算结果,用户卸下并取走纸带(或卡片)。第二个用户上机,重复同样的步骤。
手工操作存在问题:上机完全是手工操作,手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成矛盾.唯一的解决办法是摆脱手工操作,实现作业的自动过渡。这就出现了批处理。
单道批处理系统(simple batch processing)
计算机发展的早期,没有任何用于管理的软件,所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担,任何操作出错都要重做作业,CPU的利用率甚低。解决的方法有两个:首先配备专门的计算机操作员,程序员不再直接操作机器,减少操作机器的错误。另一个是进行批处理,操作员把用户提交的作业分类,把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。
1.批处理中的作业的组成:包括用户程序、数据和作业说明书(作业控制语言)。 “批”:供一次加载的磁带或磁盘,通常由若干个作业组装成,在处理中使用一组相同的系统软件(系统带)。
2.两种批处理方式
早期批处理分为两种:联机批处理和脱机批处理。
(1) 联机批处理 慢速的输入输出(I/O)处理仍直接由主机来完成。执行过程:
∙用户提交作业:对于作业、数据,用作业控制语言编写作业说明书;
∙作业以纸带或卡片为保存介质;
∙操作员合成批作业,通过输入设备(纸带输入机或读卡机)存入磁带;
∙监督程序根据系统资源情况读入一个作业;
∙从磁带读入汇编或编译程序,将用户作业源程序生成目标代码;
∙连接装配程序将目标代码变为可执行程序;
∙启动执行;
∙执行完毕,执行结果输出;
∙读入另一个作业,重复过程e-i;
∙一批作业完成后,处理下一批作业;
联机批处理主要优点:解决了作业自动转接,减少了作业建立和手工操作时间。
联机批处理存在问题:CPU 与I/O串行操作,输入输出时,CPU处于等待状态。
(2)脱机批处理(缓冲技术的一种)
脱机批处理显著特征是增加一台不与主机直接连接而专门用于与输入输出打交道的卫星机。利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。
卫星机:完成面向用户的输入输出(纸带或卡片),中间结果暂存在磁带或磁盘上。
作业控制命令由监督程序来执行,完成如装入程序、编译、运行等操作。 脱机批处理主要优点:实现了作业自动过渡,改善了输入输出设备的利用率,提高了计算机的处理能力。脱机批处理存在问题:磁带需要手工拆装,系统的保护不够。 脱机批处理的实例:
20世纪60年代初期,硬件获得了两方面(即通道和中断技术)的进展,导致操作系统进入执行系统(executive system)阶段。
通道(channel)是一种专用处理部件,它能控制一台或多台输入输出设备工作,负责输入
输出设备与主存之间的信息传输。它一旦被启动就能独立与CPU运行,这样可使CPU和通道并行操作,而且CPU和多种输入输出设备也能并行操作。
中断(interrupt)是指当主机接到外部信号时,马上停止原来工作,转去处理这一事件,处理完毕后,主机回到原来的断点继续工作。
多道程序系统(multiprogramming system)
早期的批处理可能出现两种情况:对于以计算为主的作业,输入输出量少,外围设备空闲;对于以输入输出为主的作业,主机空闲。
单道运行:每次只调用一个用户作业程序进入内存并运行。
easyui获取表格行数据多道程序合理搭配输入输出为主与计算为主程序交替运行,充分利用资源,提高系统效率。
多道程序的运行特点:
多道:计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
宏观上并行运行:同时进入系统的几道程序都处于运行状态,但都未运行完。
微观上串行运行:各作业轮流使用CPU,交替执行。
在批处理中采用多道程序设计技术,就形成了多道批处理系统。
第三次世界大战会不会爆发在当前运行的作业需做I/O处理时,CPU转而执行另一个作业。(I/O完成后是否立刻恢复执行,要等到其他程序再次I/Ohead first java读后感时)。
多道程序系统的技术问题:
(1)并行程序的运行需要共享软件硬件资源,需要同步和互斥机制。
(2)多道程序需要提高内存的使用效率,需要覆盖技术、对换技术、虚拟存储等技术。
(3)多道程序在内存中要保证系统程序存储区和用户程序存储区的安全可靠,需要内存保护。
分时系统(time-sharing system)
分时技术:把处理机的运行时间分为很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。
“分时”的含义:分时是指多个用户利用分时技术分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源(注意区分:硬件各部分的分时,如CPU和DMA使用总线和内存)。
分时系统:一般采用时间片轮转的方式,使一台计算机为多个终端服务。对每个用户能保证足够快的响应时间,并提供交互会话能力。
doubleclick事件分时系统的特点:
(1)人机交互性好:在调试和运行程序时由用户自己操作。
(2)多用户同时性:多个用户同时使用。
(3)用户独立性:对每个用户而言,好象独占主机。
多用户分时操作系统是当今计算机操作系统中使用最普遍的一类操作系统。
实时系统(real-time system)
实时系统是一种联机系统,主要用于工业过程控制、军事实时控制、金融
等领域,包括实时控制、实时信息处理。主要特点是提供即时响应和高可靠性。
要求:响应时间短,在一定范围之内;系统可靠性高。简述linux发展史
通用系统(general system)
批处理系统、分时系统和实时系统是操作系统的三种基本类型。
目前的操作系统,通常具有分时、实时和批处理两种以上的功能,又称作通
用操作系统。通常把实时任务称为前台作业,批作业称为后台作业。将批处理和分时处理相结合可构成分时批处理系统。
例如:UNIX操作系统:SUN公司的Solaris,IBM公司的AIX。
Windows操作系统:Microsoft公司的Windows系列。
Linux操作系统:Redhat,红旗Linux等。
操作系统的进一步发展
20世纪80年代,大规模集成电路的发展,一方面 迎来了个人计算机
飞速发展,一方面又向网络化、分布式处理、巨型计算机、智能化方向发展。主要包括:个人计算机上的操作系统,嵌入式操作系统,网络操作系统,分布式操作系统,智能化操作系统。
个人计算机操作系统
个人计算机上的操作系统是联机交互的单用户操作系统,它提供的联机交互功能与通用分时系统提供的功能很相似。
由于是个人专用,因此一些功能会简单得多。然而,由于个人计算机的应用普及,对于提供更方便友好的用户接口和丰富功能的文件系统的要求会愈来愈迫切。
网络操作系统
计算机网络:通过通信设施,将地理上分散的、具有自治功能的多个计算机系统互连起来,实现信息交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。
网络操作系统:在原来各自计算机操作系统上,按照网络体系结构的各个协议标准增加网络管理模块,其中包括:通信、资源共享、系统安全和各种网络应用服务。
分布式操作系统
表面上看,分布式系统与计算机网络系统没有多大区别。分布式操作系统也是通过通信网络,将地理上分散的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互连起来,实现信息交换和资源共享,协作完成任务。——硬件连接相同。
但有如下一些明显的区别:
(1)分布式系统要求一个统一的操作系统,实现系统操作的统一性。
(2)分布式操作系统管理分布式系统中的所有资源,它负责全系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输和控制协调工作,并为用户提供一个统一的界面。
析构函数在什么情况下被调用
(3)用户通过这一界面,实现所需要的操作和使用系统资源,至于操作定在哪一台计算机上执行,或使用哪台计算机的资源,则是操作系统完成的,用户不必知道,此谓:系统的透明性。
(4)分布式系统更强调分布式计算和处理,因此对于多机合作和系统重构、坚强性和容错能力有更高的要求,希望系统有:更短的响应时间、高吞吐量和高可靠性。
下面从两种主流操作系统微软的DOS和Windows以及Linux的角度分别介绍一下它们的发展史。
一、微软的DOS操作系统
这种操作系统我们现在已经很少用了,它就是我们以前用的那种看起来黑底白字的字符界面,现在已经被Windows操作系统所取代,同时,它也成为了Windows系统的一部分(即我们通常所说的命令提示符或DOS窗口)。如今DOS操作系统只在某些特殊场合才有用到,如故障维修。
从1981年问世至今,DOS经历了7次大的版本升级,从1.0版到现在的7.0版,不断地改进
和完善。但是,DOS系统的单用户(注:只能由一个用户登陆使用)、单任务(注:只能同时运行一个程序)、字符界面(注:即黑底白字的屏幕显示,而非我们常见的图形化界面)、和16位的大格局没有变化,因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。
DOS最初是为IBM-PC开发的操作系统,因此它对硬件平台的要求很低,即使对于DOS6.0这样的高版本DOS,在640KB内存、40MB硬盘、80286处理器(注:即我们所说的286电脑)的环境下也可正常运行,因此DOS系统既适合于高档微机使用,又适合于低档微机使用。
常用的DOS有三种不同的品牌,它们是Microsoft(微软)公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS以及Novell公司的DR DOS,这三种DOS都是兼容的,但仍有一些区别,三种DOS中使用最多的是MS-DOS。
DOS系统一个最大的优势是它支持众多的通用软件,如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件、电子表格。而且围绕DOS开发了很多应用软件系统,如财务、人事、统计、交通、医院等各种管理系统。鉴于这个原因,尽管DOS已经不能适应32位机的硬件系统,但是仍在某些领域有其用武之地。
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论