浅谈计算机操作系统的现状与发展趋势

李光才

摘要：操作系统（Operating System，简称 OS）是计算机系统的重要组成部分，是一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程，协调系统部件之间，系统与用户之间、用户与用户之间的关系。

关键词：计算机操作系统;发展历程;新技术;发展趋势

计算机操作系统所处的地位及效用：

操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核 与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控 制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。

操作系统的分类：

目前微机上常见的操作系统有 DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware 等。移动端常见的操作系统有BlackBerry、Windows Mobile、IOS以及大多数基于Linux系统的移动平台，如android、Mameo、Symbian、Palm等。

但所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性四个基本特征。目前的操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。根据 应用领域来划分，可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统。

一、操作系统的基本介绍

（一）操作系统的功能

1、管理计算机系统的硬件、软件、数据等各种资源，尽可能减少人工分配资源 的工作以及人对机器的干预，发挥计算机的自动工作效率。2、协调各种资源使用过程中的关系，使得计算机的各种资源使用调度合理，高速设备与低速设备运行相互配。

（二）操作系统的发展历程

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。从最早的批次模式开始，分时机制也随之出现，在多处理器时代来临时，操作系统也随之添加多处理器协调功能，甚至是分布式系统的协调功能。其他方面 的演变也类似于此。另一方面，在个人电脑上，个人电脑之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。1、手工操作阶段。特点：计算机主要元器件是电子管，速度慢，无任何软件，更无操作系统，编译语言是机器语言。2、批处理阶段。特点：计算机主要元器件晶体管，运行速度提高，出现早期的操作系统，即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。3、多道程序系统阶段。特点：中、小规模的集成电路在计算机系统中广泛应用，CPU的运行速度大幅提高随着中、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的利用效率，出现了多道批处理系统、分时系统等等CPU 的利用率，引入了多道程序设计技术，并出现，从而产生了更加强大的监管程序，并迅速發展成为计算机学科的一个重要分支，即操作系统。

二、操作系统新技术

（一）微内核操作系统技术

现代操作系统设计中的一个突出思想是把操作系统中更多的成分和功能放 到更高的层次（即用户模式）中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成 操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核（Microkernel）技术。1、微内核结构（1）把那些最基本、最本质的操作系统功能保留在内核中;（2）把大部分操作系统的功能移到内核之外，并且每一个操作系统功能均以单独的服务器进程形式存在，并提供服务。（3）在内核之外的用户空间中包括所有操作系统服务进程，也包括用户的应用进程。这些进程之间是客户/服务器模式。3、微内核包含的主要成分（1）中断和异常处理机制;（2）进程间通信机制;（3）处理机调度机制;（4）有关服务功能的基本机制。4、微内核的实现 微内核实现中的一个主要问题是 “微” 和性能要求的综合考虑。要做到 “微” 的关键是实现机制和策略分离的概念。5、进程间通信机制 为客户和服务器提供通信服务是微内核的主要功能之一，也是内核实现其他 服务的基础。无论是发送请求消息和服务器的回答消息都是要经过内核的。6、中断处理机制 微内核结构中将中断机制与中断处理分离，即把中断机制放在微内核中，而把中断处理放到用户空间相应的服务进程中。

（二）面向对象操作系统技术

面向对象操作系统是指基于对象模型的操作系统。目前，已有许多操作系统 采用了面向对象技术，如 Windows NT 等。面向对象已成为新一代操作系统的一个重要标志。1、面向对象的核心概念 面向对象的基本思想是把要构造的系统表示成一系列对象的集合。其中的对象是指把一组数据和该数据的一些基本操作封装在一起所形成的一个实体。

（三）嵌入式操作系统

嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗等综合性要求严格的专用计算机系统。它具有软件代码小、自动化程度高和响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。

三、未来操作系统的发展趋势：

随着计算机技术和网络技术的普及，在通用主流操作系统仍然占据比较大的市场份额的基础上，未来一些操作系统将逐步向专用化和小型化等方面发展，并具备如下新特点：

1、开源化

开源改变了未来操作系统的开发模式，使得聚集大家的力量打破组织边界、持续创造出更高质量、更安全和更易用的操作系统成为可能。另外，更重要的是它改变了操作系统的使用方式——从“使用许可”为主的商业模式变成以支持和咨询等面向服务为主的商业模式，在全球向服务经济转型的过程中扮演着日益重要的角色。

2、专用化

随着计算机应用领域的不断拓展以及普适计算、移动计算和网络计算技术的迅速发展，越来越多的领域需要满足特殊需求的专用操作系统，比如嵌入式操作系统、多媒体操作系统、企业应用操作系统等。这类系统未来的应用领域会越来越广。

3、小型化或微型化

通用操作系统的规模和复杂性过大。为了适应特定的应用领域，比如手机、手持游戏机和个人数字助理（PDA^26），甚至在特定的家用设备，如智能遥控器等，未来操作系统必然逐渐向规模和功能小型化发展。

4、网络化

网络已经成为人们生活中的一部份，操作系统也越来越依赖网络资源的共享与通信。

5、安全化或可信化

随着计算机系统互联互通的不断增强和计算需求的不断增长，操作系统在满足功能和性能需求方面也开始与时俱进，适应发展的需要。尽管如此，在安全可信技术方面依然面临许多挑战。未来操作系统的安全性研究包括安全体系结构、安全模型和安全机制等几个方面。开展这些方面的研究需要适应不同用户和应用的需求，以及建立可信的安全保障机制和强调身份证实、完整性和私密性保护等。我们期待着未来的操作系统具有突破性的发展。

四、结束语

我们现在使用的操作系统已经很完善。相信以后的操作系统的技术还会不断提高，会让大家用着更加方便。相信在未来操作系统会使得我们生活和工作更加丰富多彩。

参考文献：

[1] 李彦.浅谈企业局域网信息安全[J].中国井矿盐，2010，01.

[2] 刘壮旭.层次化的企业局域网安全体系浅析[J].煤炭技

（作者单位：江苏省盐城师范学院）