《操作系统发展的现状论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统发展的现状论文.doc（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算机操作系统论文操作系统的发展现状摘要作为配置在计算机系统上的第一层系统软件，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，提供了用户与计算机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高效的运行。关键词操作系统 正文一：操作系统的产生与发展历程操作系统之本意原为提供简单的工作排序能力，后为辅助更新更复杂的硬件设施而渐渐演化。而个人电脑的操作系统因袭大型电脑的成长之路，在硬件越来越复杂、强大时，也逐步实践以往只有大型电脑才有的功能。 自从1946年2月14日年第一台计算机ENIAC产生以来，在
2、计算机用户与计算机系统之间起着桥梁作用的操作系统（Operating System,简称OS）也开始了其漫长的征程，经历了人工操作方式、脱机输入/输出（Off-Line I/O方式）、单道批处理系统（Simple Batch Processing System）、多道批处理系统（Multiprogrammed Batch Processing System）、分时系统（Time-Sharing System）以及实时系统（Real-Time System）的发展历程， 并且即将迎来网络OS、分布式OS、嵌入式OS以及并行OS的时代，OS无限的发展前景是我们难以预测的。OS是由于客观需要而产生的
3、，它伴随计算机技术本身及其应用的发展而逐步发展和不断完善，它的功能由弱到强，在计算机系统中的地位不断提高，如今它已经成计算机系统的核心，无一台计算机是不配置OS的。 1975年美国Microsoft(微软)公司生产出世界上最早的操作系统MS-DOS（Microsoft Disk Operating System，磁盘操作系统），短短不到40年的时间OS的发展可以说是飞速的。在这40年中，OS强大的管理功能（包括对处理器、存储器、计算机设备以及文件的管理），为计算机系统内部多道程序的运行提供了良好的运行的环境，保证了多道程序有条不紊地、高效地运行，最大程度的提高了系统中各种资源的利用率，方便了用
4、户的使用，受到了计算机用户的广泛青睐，我们不敢想象，在21世纪这个信息时代，用户使用一台没有安装任何OS的计算机会是如何的艰难。可以说这样的一台计算机与一台裸机几乎是没有任何差别的。二：操作系统的定义与目标 作为配置在计算机系统上的第一层软件，一般认为操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序的集合。设计与开发OS的最终目的就是为了让用户更有效、更方便的使用计算机资源；创建可供用户使用的抽象资源，管理这些资源的并发使用，为应用程序提供良好的运行环境。其主要的目标可以归结为如下几点：1.方便性:由于计算机系统只能识别0和1代码，而用户习惯使用自然
5、语言，那么如何实现计算机系统与用户的“交流”便是OS要解决的重要任务之一。计算机系统通过配置OS，将用户用各种高级语言写出的程序（或命令）转换为机器可以识别的机器语言，从而大大的方便了用户使用计算机。2.有效性：OS实现计算机系统的有效性包括三方面的内容，（1）通过进程调度实现CPU和I/O设备始终保持忙碌状态从而使系统资源得到有效的利用。（2）通过管理内存和外存中存放的数据有序存放从而节省存储空间。（3）合理的组织计算机系统的工作流程进一步改善资源的利用率以及提高系统的吞吐量。3.可扩充性：计算机硬件的发展和体系结构的不断优化对OS提出了更高的功能和性能要求，以及因特网尤其是Internet
6、的发展也对OS提出了一系列新的要求。所以OS必须具有良好的可扩充性方能适应发展的要求。4.开放性：是指系统能够遵循世界标准规范，特别是遵循OSI（开放式系统互连）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，能彼此兼容，可方便的实现互联。 三：操作系统的特点现在市场上流行的OS主要美国微软（Microsoft）的Windows 2003、Windows XP、刚刚诞生的Windows 7 、Linux以及UNIX操作系统，我们暂且不论他是什么品牌的OS，但我们可以发现，如上的几种OS以及还有由于版面原因所未能列出的，他们在各有千秋的同时又有一些共同的特点：1并发性（Concurrence），所谓
7、并发性是指两个或两个以上的活动或者事件在同一时间间隔内发生，OS是一个并发的系统，有多道程序同时运行，这些程序被称为并发程序，这样的系统就是并发系统。尤其是在引入了多道批处理系统之后，OS具有调度和处理多个程序同时执行的能力，多道程序都启动执行，但并未真真的同时进行，在系统内部，多个程序是交替使用系统资源来达到“并行”的，由于交替的时间很短（以纳秒甚至微秒为单位），所以在宏观上给用户一种“同时”进行的感觉，这就是现代OS所谓的“多任务”。这样做的目的是OS调度并发程序执行，使得计算机多个部件同时运行，比如，CPU和磁盘是不同的物理部件，可以让一个程序在CPU上执行，而另一个程序则向磁盘写数据，
8、等待执行。发挥并发性能够消除计算机系统之中硬件的相互等待，节省时间，有效的改善资源利用率，提高了计算机系统的效率。2.共享性（Sharing）,是OS的另外一个重要的特性，指计算机系统中的资源可以被多个并发执行的程序共同使用，而不是被某个程序单独使用。比如，向每一个程序都一次性的提供所需的全部资源不但过于浪费，而且是不可能的，出于经济上的考虑，最现实的办法就是资源共享，即让系统程序和应用程序共用一套系统资源。共享性是计算机系统并发性的必然结果。资源共享的方式主要有互斥共享和同时访问两种。互斥共享看上去似乎是一个不可思议的概念，互斥共享主要是指对计算机硬件的共享，比如，有多个程序现在都需要使用某
9、一外部资源（硬件），硬件是不会拒绝计算机的请求的，但是我们知道同一硬件在同一时刻是不会执行多项任务的，但是计算机的请求又不能拒绝，所以只有采用排队等待的方式、按照“FIFO”的原则来一一实现计算机的请求。同时共享就是我前面所阐述的所谓的“多任务”，只是宏观感觉与微观实际的差别。并发性和共享性是当前计算机系统最基本的两个特征，彼此互为存在的条件。一方面，资源共享是以程序（进程）的并发执行为条件的，若系统不允许并发执行那就无所谓资源共享。另一方面，若系统不能对资源共享实现有效的管理，协调好诸进程对共享资源的访问，也必然会影响程序并发执行的程度，甚至根本无法并发执行。3虚拟性（Virtual），计算
10、机OS中所谓的“虚拟性”是指通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。物理实体（前者）是客观存在的；而后者是虚拟的，是用户感觉上的东西。相应地，用于实现虚拟的技术成为虚拟技术。在OS中利用了很多种虚拟技术，分别用来实现虚拟机处理、虚拟内存、虚拟光驱、虚拟外部设备和虚拟信道等。4异步性（Asynchronism）,又称随机性，在多道程序环境中允许多个程序并发执行，并发活动势必会导致随机事件的发生。由于资源有限而程序众多，每个程序的执行并非是连贯的，而是“走走停停”。所以说并发程序实际上是以异步的方式运行的，异步性会给系统带来潜在的危险，有可能导致并发程序的执行产生与时间有关的错误，但是O
11、S必须保证：只要运行环境相同，多次运行同一程序，都会获得完全相同的计算结果。四：操作系统的基本功能基于上述诸特征OS实现的基本功能都是一样的，OS的基本功能主要有以下几点：1. 处理器管理功能、处理器是计算机系统中最为稀有和宝贵的资源，应该最大限的提高其利用率，可以采用多道程序设计技术，组织多个作业同时进行执行，解决处理器的调度、分配和回收等问题。随着多处理器系统的出现，处理器的管理就变得更加复杂，为了做好处理器的管理工作，描述多道程序的并发执行，OS引入进程的概念，处理器的分配、调度和执行都以进程作为基本单位，主要包括对进程控制、进程同步、进程通信以及进程调度等发面。2. 存储器管理功能存储
12、器管理的主要任务是管理主存资源，为多道程序运行提供有力的支撑，提高存储空间的利用率，包括内存分配、内存保护、地址映射以及内存扩充等发面。3设备管理功能设备管理的主要任务是：管理各种外部设备，完成用户所提出的I/O请求；加快数据传输速度，发挥设备的并行性，提高设备的利用率；提供设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐藏硬件操作细节，提供简单的设备使用方法。包括缓冲管理、设备分配以及设备处理等方面。4.文件管理功能文件管理主要是针对信息的管理，在OS中配置文件系统，主要任务是对用户文件和系统文件进行有效的管理，实现按名存取；实现文件的共享、保护和保密，保证文件的安全性；向用户提供一套能够方便地使用文件
13、的操作和命令。包括文件存储空间的管理、文件目录的管理、以及文件的读/写管理和保护等方面。5.用户接口功能为了使用户能够灵活、方便的使用计算机硬件和系统所提供的服务，OS向用户提供了一组使用其功能的手段，即用户接口。通过接口可以方便地调用OS的功能，有效的组织作业及其处理流程，使整个计算机系统高效的运行。包括命令接口、程序接口和图形接口等方面。五:操作系统未来的发展方向 OS近40年的发展速度也让我们看到了它的未来，随着使用电脑的人越来越多，这就势必要求OS为用户提供更方便的人机交互方式，由于对计算机资源利用率的要求不断提高和计算机体系结构的不断完善，还有硬件设备的不断发展，这都成为促使OS进一
14、步发展的动力。我以为OS未来的发展方向主要有以下几个方面：1. 网络操作系统网络技术的发展是大家有目共睹的，但是计算机网络系统除了硬件还需要有软件系统，只有二者很好的结合才能构成计算机网络的基础平台。OS作为最重要的系统软件，网络操作系统是用户与计算机网络之间的一个接口，除了具备通常的操作系统所应该具有的功能之外，还应该具有联网功能，支持网络系统结构和各种网络通信协议，提供各种网络互联功能，支持有效、安全的数据传输。随着网络技术的不断发展，新的网络操作系统还会不断的出现，用户将会有更大的选择空间。2.分布式操作系统通过高速互连网络将许多台计算机连接起来形成一个统一的计算机系统，可以获得极高的运
15、算能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统。分布式操作系统的特征是：统一性，即它是一个统一的操作系统；共享性，即所有的分布式系统中的资源是共享的；透明性，其含义是用户并不知道分布式系统是运行在多台计算机上，在用户眼里整个分布式系统像是一台计算机，对用户来讲是透明的；自治性，即处于分布式系统的多个主机都可独立工作。3.嵌入式操作系统所谓嵌入式操作系统就是指嵌入式系统中的操作系统，嵌入式操作系统是运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件，自从嵌入式操作系统诞生以来，它以其微型化、可定制性、实时性、可靠性和易移植性
16、受到了广泛的欢迎，想必它的发展空间也是无限的。4.并行操作系统相对于串行计算机系统而言，将能够同时执行多个任务或多条指令或同时对多个数据项进行处理的计算机系统称为并行系统，随着计算机技术的发展，现代计算机均具有不同程度的并行性。并行处理计算机主要指以下两种类型的计算机：能同时执行多条指令或同时处理多个数据项的单中央处理器计算机；多处理机系统。因为刚开始学习操作系统的相关知识，对此也不是很了解，但通过上网查阅相关资料，有了一定的了解，由于个人能力有限，此篇论文中也并没有提出什么相关书籍的作者的独特的见解，有一部分也是复制粘贴，但我想这是对我所查阅的有关操作系统资料的概述部分知识的良好总结，在写论文的过程中也让我进一步的巩固了自己学习的知识，加深了对这些知识点的理解与记忆，对我的学习帮助甚大，也激发了我学习计算机操作系统这门课程的兴趣。相信在以后的学习过程中，相对来说较为得心应手。参考网站：1 234 - 5 -