操作系統(tǒng)(OS),什么是操作系統(tǒng)(OS)

操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱(chēng) OS）的出現(xiàn)、使用和發(fā)展是近四十余年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件的一個(gè)重大進(jìn)展。盡管操作系統(tǒng)尚未有一個(gè)嚴(yán)格的定義，但一般認(rèn)為操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。

計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，從個(gè)人機(jī)到巨型機(jī)，無(wú)一例外都配置一種或多種操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可分割的重要組成部分，它為人們建立各種各樣的應(yīng)用環(huán)境奠定了重要基礎(chǔ)。配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)可歸結(jié)為：1.方便用戶使用。OS通過(guò)提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的友善接口來(lái)方便用戶使用。2.擴(kuò)大機(jī)器功能。OS通過(guò)擴(kuò)充改造硬件設(shè)施和提供新的服務(wù)來(lái)擴(kuò)大機(jī)器功能。3.管理系統(tǒng)資源。OS有效管理好系統(tǒng)中所有硬件軟件資源，使之得到充分利用。4.提高系統(tǒng)效率。OS合理組織好計(jì)算機(jī)的工作流程，以改進(jìn)系統(tǒng)性能和提高系統(tǒng)效率。5.構(gòu)筑開(kāi)放環(huán)境。OS遵循有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造，以構(gòu)筑出一個(gè)開(kāi)放環(huán)境。其含義主要是指：遵循有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如開(kāi)放的通信標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放的用戶接口標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放的線程庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)等）；支持體系結(jié)構(gòu)的可伸縮性和可擴(kuò)展性；支持應(yīng)用程序在不同平臺(tái)上的可移植性和可互操作性。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個(gè)組成部分。硬件是所有軟件運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件能充分發(fā)揮硬件潛能和擴(kuò)充硬件功能，完成各種系統(tǒng)及應(yīng)用任務(wù)，兩者互相促進(jìn)、相輔相成、缺一不可。每一層具有一組功能并提供相應(yīng)的接口，接口對(duì)層內(nèi)掩蓋了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，對(duì)層外提供了使用約定。硬件層提供了基本的可計(jì)算性資源，包括處理器、寄存器、存儲(chǔ)器，以及各種 I/O 設(shè)施和設(shè)備，這些設(shè)施和設(shè)備組成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件，它可以按照用戶的需要接收與存儲(chǔ)信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和輸出運(yùn)算結(jié)果，是操作系統(tǒng)和軟件賴(lài)以工作的基礎(chǔ)。操作系統(tǒng)層通常是最靠近硬件的軟件層，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件作首次擴(kuò)充和改造，主要完成資源的調(diào)度和分配，信息的存取和保護(hù)，并發(fā)活動(dòng)的協(xié)調(diào)和控制等許多工作。操作系統(tǒng)是上層其他軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)，為編譯程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)者提供了有力支撐。系統(tǒng)程序?qū)拥墓ぷ骰A(chǔ)建立在被操作系統(tǒng)改造和擴(kuò)充過(guò)的機(jī)器上，利用操作系統(tǒng)提供的擴(kuò)展指令集，可以較為容易地實(shí)現(xiàn)各種各樣的語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和其他系統(tǒng)程序。此外，還提供種類(lèi)繁多的實(shí)用程序，如連接裝配程序、庫(kù)管理程序、診斷排錯(cuò)程序、分類(lèi) /合并程序等供用戶使用。應(yīng)用程序?qū)咏鉀Q用戶特定的或不同應(yīng)用需要的問(wèn)題，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者借助于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)應(yīng)用問(wèn)題，開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用程序，既快捷又方便。而最終用戶則通過(guò)應(yīng)用程序與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互來(lái)解決他的應(yīng)用問(wèn)題。

操作系統(tǒng)的作用與功能操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用可以從三個(gè)方面來(lái)理解：操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口。操作系統(tǒng)為用戶提供了虛擬機(jī)（Virtual Machine）。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理者。

操作系統(tǒng)的主要特性1.并發(fā)性（concurrence）2.共享性（sharing）3.異步性（asynchronism）4.虛擬性（virtual）

操作系統(tǒng)的演變

1.串行處理系統(tǒng)

早期的計(jì)算機(jī)，從20世紀(jì)40年代末到50年代中期，程序員直接與硬件接觸，根本沒(méi)有操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)運(yùn)行在一個(gè)集成了指示器、各種開(kāi)關(guān)、一些輸入設(shè)備以及一個(gè)打印機(jī)的控制臺(tái)上。用機(jī)器代碼編寫(xiě)的程序由輸入沒(méi)備、讀卡機(jī)載入，在因錯(cuò)誤而導(dǎo)致程序被掛起時(shí)，出錯(cuò)位置由指示燈顯示。程序員可以通過(guò)檢測(cè)寄存器和主存來(lái)尋找出錯(cuò)原因。如果程序正常執(zhí)行完畢，則結(jié)果會(huì)輸出到打印機(jī)上。

2.簡(jiǎn)單批處理系統(tǒng)

早期計(jì)算機(jī)十分昂貴，因而最大限度地利用它就顯得很重要。早期計(jì)算機(jī)的上機(jī)安排和底動(dòng)時(shí)間所造成的時(shí)間花勞是不可接受的。為了改善上述情況，產(chǎn)生了批處理系統(tǒng)的概念，第1個(gè)批處理系統(tǒng)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代中期，由General Motors開(kāi)發(fā)，用于IBM 701計(jì)算機(jī)上。這個(gè)概念后來(lái)被IBM公司的顧客改進(jìn)并應(yīng)用在IBM 704中。到20世紀(jì)60年代初期，一些業(yè)主自行開(kāi)發(fā)了批處理系統(tǒng)，IBSYS即IBM公司為7090／7094計(jì)算機(jī)配置的操作系統(tǒng)，b于它對(duì)其他系統(tǒng)的廣泛影響而尤為著名。 簡(jiǎn)單批處理系統(tǒng)的中心思想是，通過(guò)應(yīng)用一種被稱(chēng)為監(jiān)控器的軟件，使用戶不必再直接接觸機(jī)器，而是先通過(guò)卡片帆和紙帶機(jī)向計(jì)算機(jī)控制器提交作業(yè)，由監(jiān)控器將作業(yè)組織在一起構(gòu)成一批作業(yè)，然后將整批作業(yè)放人由監(jiān)控器管理的輸入設(shè)備上，每當(dāng) 個(gè)作業(yè)執(zhí)行完畢返回監(jiān)控器時(shí)，監(jiān)控器已自動(dòng)裝入下一個(gè)作業(yè)。

3.多道程序批處理系統(tǒng)

4.分時(shí)系統(tǒng)

利用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，可高效對(duì)作業(yè)進(jìn)行批處理。然而，對(duì)許多作業(yè)，例如事務(wù)處理，提供一個(gè)用戶與計(jì)算機(jī)直接作用的交互作用模式是必要的。

5.實(shí)時(shí)系統(tǒng)

雖然多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)已能獲得令人較為滿意的資源利用率和響應(yīng)時(shí)間，但仍不能滿足實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)信息處理的需求，例如，導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等，這就使實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。