对计算机操作系统的简要探讨

对计算机操作系统的简要探讨

　　一、操作系统的使命及功能
　　每当我们启动计算机成功后首先映入眼帘的就是操作系统的界面，我们所做的一切工作都是在操作系统之上来完成的。可是谁也不会去想为什么鼠标的拖拖拽拽就能完成对文件、磁盘、各种软硬件资源的管理，谁也没意识到是因为有了操作系统的支撑我们才那么方便地使用计算机。如果有一天离开了操作系统，我们的计算机也就成了一堆废铁什么事也干不了。　操作系统的目标是为用户提供一个良好的界面方便用户使用计算机，同时对内部各种软硬件资源能够进行有效地管理和分配，使整个系统能高效率的运行。操作系统所做的这一切是为了谁，归根结底为了用户。
　　操作系统主要有五大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口。我们现在使用的大多是pc机都是只有一块cpu，而有时却要在计算机上运行多个程序。每道程序在什么时候使用cpu这需要合理的分配协调才行。操作系统关于处理机的分配有相应的调度算法，这些工作都有操作系统帮你代劳。内存储器是存放程序与数据的，如何存放才能井井有条互不干扰，而且能充分合理的利用有限空间，这一切也是操作系统的事。当你要使用设备的时候，例如要使用打印机时，只要单击打印机按钮即可将内容传到打印机进行后台打印。都是因为有了操作系统才可以这么轻松的调用外部设备还不影响当前处理的工作，所以对设备的管理也是非常重要的。文件的操作对于每个用户来说是家常便饭，每次存取文件只需知道地点和文件名即可，你可曾想过你要存取的文件是放在哪个道哪个扇区上吗，有时你不想让自己的文件被外人看到还可设置权限。这些幕后的工作都由操作系统完成。操作系统还为用户使用提供了两种方式的接口，命令接口和系统调用接口。
　　二、操作系统的发展史
　　1、手工操作阶段。在这个阶段的计算机主要元器件是电子管运算速度慢，没有任何软件更没有操作系统，用户直接使用机器语言编写程序上机时完全手工操作。首先将预先准备好的程序纸带装入输入机，然后启动输入机把程序和数据送入计算机，接着通过开关启动程序运行，计算完成后打印机输出结果。用户必须是非常专业的技术人员才能实现对计算机的控制。
　　2、　批处理阶段。由于20世纪50年代中期计算机的主要元器件由晶体管取代，运行速度有了很大的提高，这时软件也开始迅速发展，出现了早期的操作系统，这就是早期的对用户提交的程序进行管理的监控程序和批处理软件。
本文由论文联盟http://收集整理　　3、多道程序系统阶段。随着中、小规模的集成电路在计算机系统中的广泛应用，cpu的运动速度大大提高，为了提高cpu的利用率引入了多道程序设计技术，并出现了专门支持多道程序的硬件机构。这一时期为了进一步提高cpu的利用效率出现了多道批处理系统、分时系统等等，从而产生了更加强大的监管程序并迅速发展成为计算机科学中的一个重要分支，就是操作系统，统称为传统操作系统。
　　4、现代操作系统阶段。大规模、超大规模集成电路急速的迅速发展出现了微处理器，使得计算机的体系结构更加优化，计算机的运行速度进一步提高，而体积却大大减小。面向个人的计算机和便携式计算机出现并普及，它的最大优点是结构清晰、功能全面、可以适应多种用途的需要，并且操作使用方便。
　　三、操作系统的分类
　　从功能的角度看可将计算机操作系统分为批处理系统、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统。批处理系统、分时系统和实时系统的运行环境大多是计算机系统，而后两种操作系统的运行环境是多计算机系统。
　　1、批处理系统。批处理的系统可分为单道批处理系统和多道批处理系统。单道批处理系统一次只能调入一个处理作业在在计算机内运行，其他作业放在辅助存储器上，它类似于单用户操作系统。由于输入输出设备的速度相对cpu的执行程序的速度慢很多导，致计算机在输入输出时cpu处于空闲。为了提高cpu的使用效率出现了多道批处理系统，它与单道批处理系统不同的是在计算机内存中可以有多个作业存在，调度程序根据事先确定的策略选择一个作业将cpu资源分配给它运行处理，当处理的作业要进入输入输出操作时就释放对cpu的占有，调度程序则从其他的内存中的待处理作业中选择一交给cpu执行，这样就提高了cpu的使用效率。
　　2、分时系统。分时是指两个或两个以上的事件按时间划分轮流使用计算机系统的某一资源。在一个系统中如果多个用户分时使用一个计算机，那么这样的系统成为分时系统。分时的时间单位称为时间片，一个时间片一般是几十豪秒。在一个分时系统中往往要连接几十个甚至上百个终端，每个用户在自己的终端上控制其作业的运行。通过操作系统的管理将cpu轮流分配给各个用户使用。
　　3、实时系统。实时系统一般是采用时间驱动的设计方法，系统能够及时对随时发生的事件做出响应并及时处理。实时系统分为实时控制系统和实时处理系统。实时控制系统常用于工业控制以及飞行器、导弹发射等军事方面的自动控制。实时处理系统常用于预定飞机票、航班查询以及银行之间账务往来等系统。
　　4、网络操作系统。随着计算机技术的迅速发展和网络技术的日益完善，不同地域的具有独立处理能力的多个计算机系统通过通信设施互联实现资源共享组成计算机网络成为一种更开放的工作环境，而网络操作系统也应运而生。网络操作系统除具有单机操作系统的所有功能外，还具有支持网络应用程序运行的网络资源的管理功能。
　　5、分布式操作系统。分布式操作系统是为分布式计算机系统配置的操作系统。分布式计算机系统与计算机网络一样通过通信网络互联实现资源共享，但不同的是系统中的各个计算机没有主次之分，各计算机系统具有相对的自治性，用户访问共享资源时不需要知道该共享资源位于哪台计算机。如需要的话系统中的多台计算机可以相互协作共同完成的一个任务，即可以将一个任务分割成若干个子任务分散到多台计算机上同时执行。一种商用操作系统往往包括了批处理系统个、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统等多方面的功能。