计算机操作系统的功能、发展及分类

2013-07-09苏志明

企业技术开发·中旬刊 2012年11期

苏志明

摘要：操作系统是统一管理计算机软件、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，随着计算机技术的发展，人们对计算机的人性化、方便简洁提出了更高的要求，减少计算机占用的空间，缩小计算机的体积和重量，使计算机能更加方便地携带成为未来计算机发展的一个重要方向，以及嵌入式硬件技术的不断提高，使得越来越多的嵌入式产品需要嵌入式操作系统的支持。

关键词：计算机操作系统；发展；分类

中图书分类号：TP316-4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0077-02

操作系统是计算机系统中非常重要的部分。对操作系统的研究与实现一直是计算机科学中挑战性和实用性完美结合的典范。不同的计算机环境和不同的应用环境，需要不同的操作系统。从个人计算机到大型计算机，从办公自动化到电子商务应用环境，从小型企业管理到大型企业的工业自动化控制，都需要有操作系统的支持。操作系统的职责是管理计算机系统的硬件资源、软件资源，控制计算机的整个工作流程。一方面，计算机系统结构和硬件技术的发展推动了操作系统的发展，因此而出现了多种形式、能够满足多种应用、资源利用效率不断提高的操作系统；另一方面，操作系统技术的不断发展又使得计算机的处理器、存储器等硬件资源的利用率得到了很大提高，能够不断满足用户方便、高效、快捷应用计算机的需求。

计算机系统由硬件和软件两部分组成。对于这类操作系统相信用过电脑的人都不会陌生，这是全球最大的软件开发商——Microsoft（微软）公司开发的。Microsoft公司的Windows系统在操作系统中占有绝对优势。主流Windows系统都可以用在工作站中，如高Windows NT 4.0、Windows 9x/ME/XP、Windows 2000，以及最新的Windows 2003等。而其它的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都将依赖于操作系统的支持，取得它的服务。操作系统已成为现代计算机系统（大、中、小及微型机）、多处理机系统、计算机网络、多媒体系统以及嵌入式系统中都必须配置的、最重要的系统软件。

1 计算机操作系统的发展

从1946年诞生第一台电子计算机以来，它的每一代进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和提高性能为目标，随着计算机硬件的发展，同时也加速了操作系统（简称OS）的形成和发展。

最初的电脑没有操作系统，人们通过各种按钮来控制计算机，后来出现了汇编语言，操作人员通过有孔的纸带将程序输入电脑进行编译。这些将语言内置的电脑只能由制作人员自己编写程序来运行，不利于程序、设备的共用。为了解决这种问题，就出现了操作系统，这样就很好实现了程序的共用，以及对计算机硬件资源的管理。

随着计算技术和大规模集成电路的发展，微型计算机迅速发展起来。从20世纪70年代中期开始出现了计算机操作系统。在美国1976年的时候就研制了DIGITAL RESEARCH软件公司出8位的CP/M操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管理，以实现其他设备文件或硬盘文件的自动存取。此后出现的一些8位操作系统多采用CP/M结构。

计算机科学技术发展至今，其应用领域不断广泛与深入，已成为现代信息社会的基础。现代的计算机系统，无论是大型计算机、小型计算机还是微型计算机都是由硬件和软件两大部分组成的。计算机硬件，即我们看得见摸得着的硬实体，它包括主机（一个或多个处理器（CUP）、内存）、I/O设备（键盘、显示器、磁盘、I/O接口）以及其他一些外围设备（打印机、绘图仪、光盘等）。总之，计算机硬件部分是一个由多种电子和机械设备组成的复杂系统，它们构成了系统本身和用户作业赖以活动的物质基础和环境。在此基础上为了方便用户使用计算机，还需要编制各种系统软件来管理这些硬件设备，以实现与扩充机器的功能。除此之外，还应当有大量用于解决用户实际问题的应用程序，正是这些程序组成了计算机的系统。

自从Windows出了VISTA众人对微软相当失望。不良的兼容性、高耗费资源、庞大的体积等等都是VISTA的致命伤，一个系统的开发是个庞大的工程，估计微软是不能在短时间内解决这些问题。

这个是很好占领家用操作系统的时机，Linux和MAC都具有这种潜力。目前Linux桌面版发展得相当火，听说在国外已经占有一定市场份额。要是Linux下的WINE可以完美虚拟Windows，那么市场定必跟住Linux走。其实操作系统的普及使用，主要取决于软件，大多数开发者愿意在那个系统上开发软件，那个系统就流行。在Linux开发其实并不难，不过Linux桌面不流行，开发者只会选择流行的操作系统，Windows时下的软件相当多，这就足以支持Windows的普及，假如Linux能使用Windows，Linux也必定具有普及能力。

除了桌面市场，其实有个市场需求更大，更有潜力，那就是微型数码市场。虽然在手机上都已经有相应的操作系统，不过也由于种类太多，无法统一起来。好像大多数开发者都不愿意在微型数码产品上开发应用软件，这直接削弱了微型数码的功能。如果微型数码能够支持电脑上的软件，市场定必火热。现在的微机操作系统因为支持软件说，甚至可以说因为不能运行电脑上常用软件而始终走不热，这个局面估计是不会变，能支持电脑软件就是一个很好的契机，也是一个必然的发展。

微软估计不可能占有微机操作系统市场，因为Windows系统庞大，不适合微机，虽说微软有WM6、WINCE，但都不能直接运行Windows上的软件，只是开发上更方便而已，而CE不占有大部分微机市场，所以开发CE软件的人也少。目前Linux具有这个潜力，精简的系统、高处理量，都是微机系统必要的条件。只可惜Linux的X window针对台式电脑，还没有为微机做适合的桌面环境，这无疑让Linux发展微机市场有一定难度。我相当看好Linux，只希望Linux系统的开发者能意识到这一点，现在的市场还是充满潜力的，它现在决策怎样，就决定了以后我们用什么操作系统。

2 操作系统的功能

操作系统主要包括以下几个方面的功能：

①进程管理，其工作主要是进程调度，在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，进程管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题。

②存储管理分为几种功能：存储分配、存储共享、存储保护、存储扩张。

③设备管理分有以下功能：设备分配、设备传输控制、设备独立性。

④文件管理：文件存储空间的管理、目录管理、文件操作管理、文件保护。

⑤作业管理是负责处理用户提交的任何要求。

3 结语

计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软、硬件资源的系统操作：计算机操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（进程管理、设备管理、存储管理、文件管理、作业管理）。

研究操作系统特点的两种观点，即面对用户的服务观点和系统内部管理的观点。通过内部管理达到服务，为用户提供方便而安全的工作环境。

面对一般用户，通过命令方式控制（键盘、图形、语音用户工作环境等）；面对编程人员，通过系统调用。

一个CPU如何完成多个任务的方法，例如，采用多道、分时等。