計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)河北理工學(xué)院自動(dòng)化系計(jì)算機(jī)教研室

授課教師

主講教師： 趙福來

選用教材計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)湯子瀛哲鳳屏湯小舟西安電子科技大學(xué)出版社主要參考書

[1]AndrewS.Tanenbaum,AlberS.Woodhull，OperatingSystem：DesignandImplementation(secondedition)Prentice-Hall,Inc.1997[2]滕至陽，現(xiàn)代操作系統(tǒng)，高等教育出版社，2000,2[3]何炎祥、宋文欣、彭鋒，高級(jí)操作系統(tǒng)，科學(xué)出版社，1999，4。[4]劉乃琦.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng).北京:電子工業(yè)出版社.2001課程形式

講課，作業(yè)及實(shí)驗(yàn)考試：筆試

期末考試學(xué)習(xí)要求：

按時(shí)上課，認(rèn)真聽講

閱讀參考書

認(rèn)真記筆記，整理筆記

思考，討論，提問成績?cè)u(píng)定

作業(yè)及上機(jī)，期末考試比例：

作業(yè)16%

上機(jī)24%

期末考試60%操作系統(tǒng)涉及的學(xué)科涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)的很多領(lǐng)域計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)/硬件軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)語言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)：實(shí)踐性強(qiáng)（從實(shí)踐總結(jié)出原理）涉及面廣（并行程序，性能問題，結(jié)構(gòu)問題，程序方法論，軟件工程，等等）如何學(xué)好操作系統(tǒng)？

類型多樣（兼顧各種類型的操作系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于理解:→系統(tǒng)較規(guī)模龐大，往往數(shù)千人年→結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，無法整體調(diào)試→行為難以預(yù)測(cè)，常通過猜測(cè)進(jìn)行微調(diào)→經(jīng)常是不可靠的課程基本目的5．學(xué)習(xí)核心開發(fā)技術(shù)、培養(yǎng)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力1．介紹操作系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)行環(huán)境3．介紹操作系統(tǒng)的演化過程、發(fā)展研究動(dòng)向、新技術(shù)以及新思想2．介紹操作系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)4．介紹各種有代表性的、典型的操作系統(tǒng)實(shí)例注意學(xué)習(xí)方式的變化教師只指出要點(diǎn)

要通過自學(xué)、研讀參考書掌握內(nèi)容記筆記相當(dāng)重要

不能只通過Powerpoint來復(fù)習(xí)課程善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題

要努力尋求問題的答案

第一章操作系統(tǒng)引論一、操作系統(tǒng)的目標(biāo)有效性使CPU幾各I/O設(shè)備有效利用（充分忙碌）方便性以命令（或圖形方式）方式代替手工方式（或程序方式）操作機(jī)器可擴(kuò)充性便于修改或增加功能開放性結(jié)構(gòu)開放乃至源代碼開放二、操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合——它們能以盡量有效、合理的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理的組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效的使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。有效：系統(tǒng)效率，資源利用率 （如：CPU利用的充足與否，內(nèi)存、外部設(shè)備是否忙碌）合理： 公平與否，如果不公平則會(huì)產(chǎn)生“死鎖”或“饑餓”方便： 用戶界面三、操作系統(tǒng)的作用

應(yīng)用程序-----------------------虛機(jī)器界面

操作系統(tǒng)-----------------------物理機(jī)器界面

硬件假如沒有操作系統(tǒng)？怎樣將目標(biāo)代碼送給硬件？怎樣輸出打印結(jié)果？人們將對(duì)二進(jìn)制程序操作從二極發(fā)光管讀答案1。操作系統(tǒng)作為仲裁者（協(xié)調(diào)者）

使多個(gè)應(yīng)用程序/用戶高效，公平地一起工作保護(hù)用戶不互相干擾例子：并發(fā)，存儲(chǔ)保護(hù)，文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)2。操作系統(tǒng)作為管理程序

硬件平臺(tái)擴(kuò)展為運(yùn)行平臺(tái)運(yùn)行平臺(tái)是承載應(yīng)用程序的載體平臺(tái)之爭(zhēng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的范圍已經(jīng)超出了市場(chǎng)、資本和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)：表面上：平臺(tái)（標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)質(zhì)上：爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)3。操作系統(tǒng)作為幻覺制造者(illusionist)

提供硬件的高層界面，取消硬件限制操作系統(tǒng)提供無限的內(nèi)存、無限的CPU4。操作系統(tǒng)作為管理者(government)

有效合理地分配資源，保護(hù)用戶不受侵犯提供安全、保密措施5。操作系統(tǒng)作為歷史教員

學(xué)習(xí)過去，預(yù)測(cè)未來6。操作系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供者

提供每個(gè)用戶需要的標(biāo)準(zhǔn)工具如標(biāo)準(zhǔn)庫、窗口系統(tǒng)7。操作系統(tǒng)作為APARENT程序創(chuàng)建和執(zhí)行存取I/O設(shè)備控制對(duì)文件的存取系統(tǒng)存取錯(cuò)誤檢測(cè)和回應(yīng)統(tǒng)計(jì)四、操作系統(tǒng)的特征1。并發(fā)性(Concurrence)：并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。具有此特性的程序稱并發(fā)程序。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指在一段時(shí)間間隔內(nèi)宏觀上有多道程序同時(shí)運(yùn)行，但在微觀上可能是交替或順序運(yùn)行的。并行性(parallel）是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。具有此特性的程序稱并行程序(parallelprogram)。

并行執(zhí)行意即同時(shí)執(zhí)行并行是一種物理的、或微觀的同時(shí)性概念并發(fā)是一種邏輯的、或宏觀的同時(shí)性概念單處理機(jī)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)并行，但可實(shí)現(xiàn)并發(fā)多處理機(jī)系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)并發(fā)，又可實(shí)現(xiàn)并行操作系統(tǒng)特征（續(xù)）共享性(Ssaring)：是指操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源資源共享方式

互斥共享：指某個(gè)資源在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)作業(yè)使用，這種資源稱臨界資源

同時(shí)共享：指某個(gè)資源在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)使用。但這里的同時(shí)的概念是宏觀的，微觀上則可能是交替地對(duì)資源進(jìn)行訪問。操作系統(tǒng)特征（續(xù)）3。虛擬性（Virtual):虛擬是指將一個(gè)物理的實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。前者是實(shí)的后者是虛的，是一種感覺性存在，如虛存、虛網(wǎng)、虛設(shè)備、虛文件等。4。異步性(Asynchronism):多道程序環(huán)境下，進(jìn)程以獨(dú)立的、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，即為異步運(yùn)行方式。但只要運(yùn)行環(huán)境相同，作業(yè)雖經(jīng)多次運(yùn)行，都會(huì)得到完全相同的結(jié)果。五、操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、應(yīng)用軟件的發(fā)展而發(fā)展的目標(biāo)：充分利用硬件提供更好的服務(wù)1.概述

操作系統(tǒng)歷史劃分為4個(gè)階段第0階段

硬件非常昂貴，沒有操作系統(tǒng)

控制臺(tái)一個(gè)用戶一次完成一個(gè)功能（計(jì)算，I/O，用戶思考/反應(yīng)）程序通過卡片裝入用戶在控制臺(tái)前調(diào)試程序工作效率非常低

每一用戶都要自行編寫涉及到硬件的源代碼

工作量大，難度高，易出錯(cuò)，需要大量人力和物力第1階段

硬件昂貴，人力便宜簡(jiǎn)單批處理：裝入程序、運(yùn)行、打印結(jié)果、撤出、再重復(fù)用戶把程序（卡片或磁帶）交給負(fù)責(zé)調(diào)度的操作員（系統(tǒng)管理員）常駐監(jiān)控程序自動(dòng)地裝入程序、運(yùn)行、撤出作業(yè)需要存儲(chǔ)管理、重定位和保護(hù)機(jī)制硬件使用較為高效但（從輸出）調(diào)試?yán)щyCPU與I/O操作交叉覆蓋早期：將慢速設(shè)備轉(zhuǎn)到同CPU相連的快速磁帶驅(qū)動(dòng)器上后期：Spool數(shù)據(jù)到磁盤上增加：緩沖,DMA,中斷處理作業(yè)被送（spool）到磁盤仍然是單個(gè)作業(yè)，利用率低多道程序批處理系統(tǒng)

在磁盤上多個(gè)作業(yè)等待運(yùn)行多道程序-同時(shí)運(yùn)行多個(gè)作業(yè)-選擇若干作業(yè)準(zhǔn)備運(yùn)行（調(diào)度）并裝入內(nèi)存（存儲(chǔ)管理）-運(yùn)行一個(gè)作業(yè)，當(dāng)它等待時(shí)切換至內(nèi)存中的另一個(gè)作業(yè)（如需安裝磁帶，等鍵按下）多道程序設(shè)計(jì)：多個(gè)用戶共享系統(tǒng)增加：存儲(chǔ)保護(hù)，重定位利用率高（多個(gè)作業(yè)）有必要采用并發(fā)程序設(shè)計(jì)技術(shù)操作系統(tǒng)成為研究焦點(diǎn)：需要處理復(fù)雜性早期計(jì)算機(jī)：?jiǎn)慰刂品绞?CPU負(fù)責(zé)計(jì)算，也負(fù)責(zé)傳輸早期計(jì)算機(jī)的使用方式-一個(gè)用戶獨(dú)占全部資源-浪費(fèi)：CPU與外設(shè)速度不匹配手工操作方式和高速機(jī)器之間的不匹配提高資源利用率-多部件并行，多任務(wù)共享通道引入：傳輸和CPU相對(duì)獨(dú)立中斷引入：各部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作成為可能體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展可以支持OS多道程序運(yùn)行模式第2階段硬件較以前便宜，人力昂貴交互式分時(shí)處理一臺(tái)計(jì)算機(jī)，多個(gè)便宜終端-所有用戶可與系統(tǒng)立即交互-調(diào)試比較方便磁盤便宜，故可在線存放程序和數(shù)據(jù)-1張穿孔卡片=100個(gè)字節(jié)-1MB=10K卡片-OS/360有若干英尺長度的卡片新問題-易于使用，提高人的生產(chǎn)力-合理的響應(yīng)時(shí)間-引入文件系統(tǒng)，使用戶可存取數(shù)據(jù)解決-需要搶占式調(diào)度以便保持適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時(shí)間-需要避免抖動(dòng)（程序在內(nèi)存中過于頻繁的對(duì)換）-需要提供適用的安全檢測(cè)成功：一群計(jì)算機(jī)迷(Tomson,Ritchie)在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)展出了UNIX。（這樣他們可以在一臺(tái)無人使用的DECPDP-7小型計(jì)算機(jī)上玩星際探險(xiǎn)游戲）成功：KenThompson，DennisRitchie1983年圖靈獎(jiǎng)獲得者1999年4月美國國家技術(shù)金獎(jiǎng)第3階段硬件非常便宜，人力昂貴目標(biāo)：

充分利用人和時(shí)間個(gè)人計(jì)算雛形

CPU便宜到可在每臺(tái)終端上安裝，功能強(qiáng)大有效-成為大眾的計(jì)算機(jī)放棄多道程序、并發(fā)和保護(hù)機(jī)制，使OS回歸簡(jiǎn)單使用戶再次與系統(tǒng)交互增強(qiáng)文件系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、保護(hù)更為重要網(wǎng)絡(luò)允許不同機(jī)器很容易共享資源-共享，安全操作系統(tǒng)的歷史:

變化!意味著技術(shù)總在改變要適應(yīng)、折衷權(quán)衡操作系統(tǒng)的歷史:

變化!意味著技術(shù)總在改變要適應(yīng)、折衷權(quán)衡要運(yùn)行一個(gè)作業(yè)，先將程序?qū)懺诩埳希ㄓ酶呒?jí)語言或匯編語言）然后穿孔成卡片，再將卡片盒交給操作員計(jì)算結(jié)果從打印機(jī)上輸出操作員到打印機(jī)上撕下運(yùn)算結(jié)果送到輸出室程序員稍后可從取到結(jié)果然后，操作員從輸入室的卡片盒中讀入另一個(gè)任務(wù)如果需要FORTRAN編譯器，還要把它取來讀入計(jì)算機(jī)機(jī)時(shí)在走來走去時(shí)被浪費(fèi)批處理操作系統(tǒng)-現(xiàn)代操作系統(tǒng)雛型為了改進(jìn)主存和I/O設(shè)備之間的吞吐量IBM7094機(jī)引入了I/O處理機(jī)概念其思想是：在輸入室收集全部的作業(yè)，用一臺(tái)相對(duì)便宜的計(jì)算機(jī)如IBM1401計(jì)算機(jī)，將它們讀到磁帶上另外用較昂貴的計(jì)算機(jī)，如IBM7094來完成真正的計(jì)算卡片早期批處理系統(tǒng)IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶磁帶機(jī)卡片閱讀機(jī)輸出磁帶打印機(jī)基本控制卡片是現(xiàn)代作業(yè)控制語言和命令解釋器的先驅(qū)第二代計(jì)算機(jī)典型的操作系統(tǒng)FMS（FORTRANMonitorSystem，F(xiàn)ORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)）IBMSYS（IBM為7094機(jī)配備的操作系統(tǒng)）這些操作系統(tǒng)由監(jiān)控程序，特權(quán)指令，存儲(chǔ)保護(hù)和簡(jiǎn)單的批處理構(gòu)成第三代集成電路計(jì)算機(jī)（1965年-1980年）時(shí)期

60年代初期，計(jì)算機(jī)開始采用集成電路多數(shù)廠商有幾條完全不同的生產(chǎn)線，生產(chǎn)不同的計(jì)算機(jī)開發(fā)和維護(hù)完全不同的產(chǎn)品，對(duì)廠商來說是昂貴的另外，新用戶，在開始時(shí)只需要一臺(tái)小計(jì)算機(jī)后來可能需要一臺(tái)大的計(jì)算機(jī)而且希望能在新計(jì)算機(jī)上執(zhí)行原有的程序這樣，廠家和用戶需要軟件在不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)之間兼容1964年IBM宣布推出System/360計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第一個(gè)采用小規(guī)模集成電路的主流機(jī)型試圖一次性地解決上述兩個(gè)問題由于所有的計(jì)算機(jī)都有相同的體系結(jié)構(gòu)和指令集在理論上，為一型號(hào)編寫的程序可以在其他型號(hào)機(jī)器上運(yùn)行IBMSystem/360的若干問題IBM無法寫出同時(shí)滿足互沖突需要的操作系統(tǒng)其實(shí)別人也一樣不能完成這項(xiàng)工作任務(wù)IBMOS/360文件系統(tǒng)中有類型字段，定義文件的類型，有定長、不定長記錄、塊狀和非塊狀文件用戶對(duì)于輸出文件的大小，只有通過猜測(cè)存儲(chǔ)管理有基地址寄存器尋址方式，程序也可以訪問和修改基地址寄存器，但是CPU生成的卻是絕對(duì)地址，雖然不用進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配但程序卻被釘死在調(diào)入內(nèi)存時(shí)的物理地址上數(shù)千名程序員寫的數(shù)百萬行匯編語言代碼系統(tǒng)自身占據(jù)了大量存儲(chǔ)空間和一半的CPU時(shí)間數(shù)百萬行匯編代碼中有成千上萬處錯(cuò)誤IBM不斷發(fā)行新的版本試圖更正這些錯(cuò)誤每個(gè)新版本在更正老錯(cuò)誤的同時(shí)又引入新錯(cuò)誤所以隨著時(shí)間的流逝，錯(cuò)誤的數(shù)量大致保持不變IBMSystem/360,龐大的軟件怪獸多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)（multiprogramming）

在IBM7094機(jī)上，若當(dāng)前作業(yè)因等待I/O而暫停，CUP只能踏步直至該I/O完成對(duì)于CPU操作密集科學(xué)計(jì)算問題，浪費(fèi)時(shí)間少對(duì)于商業(yè)數(shù)據(jù)處理，I/O等待時(shí)間常占80％－90％解決辦法將內(nèi)存分幾個(gè)部分，每部分放不同的作業(yè)當(dāng)一個(gè)作業(yè)等待I/O時(shí)，另一個(gè)作業(yè)可以使用CPU在主存中同時(shí)駐留多個(gè)作業(yè)需要硬件進(jìn)行保護(hù)以避免信息被竊取或攻擊Spooling技術(shù)程序卡片被拿到機(jī)房后能夠很快將一作業(yè)從卡片讀入磁盤任何時(shí)刻當(dāng)一作業(yè)運(yùn)行結(jié)束操作系統(tǒng)就將一新作業(yè)從磁盤讀出裝入空出的內(nèi)存區(qū)運(yùn)行Spooling技術(shù)(SimultaneousPeripheralOperationOnLine)該技術(shù)也用于輸出分時(shí)系統(tǒng)第三代計(jì)算機(jī)實(shí)質(zhì)是批處理系統(tǒng)而從一作業(yè)提交到結(jié)果取回,往往長達(dá)數(shù)小時(shí)一個(gè)逗號(hào)的誤用會(huì)導(dǎo)致編譯失敗而可能浪費(fèi)程序員半天時(shí)間問題的解決導(dǎo)致分時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)（CTSS，CompatibleTimeSharingSystem）分時(shí)系統(tǒng)實(shí)際上是多道程序的一個(gè)變種分時(shí)系統(tǒng)的思想于1959年在MIT提出每個(gè)用戶有一個(gè)聯(lián)機(jī)終端在分時(shí)系統(tǒng)中，假設(shè)20個(gè)用戶登錄其中17個(gè)在思考或談?wù)摶蚝瓤Х葎tCPU可給那三個(gè)需要的作業(yè)輪流分配服務(wù)調(diào)試程序的用戶常常只發(fā)出簡(jiǎn)短的命令而很少有長的費(fèi)時(shí)命令所以計(jì)算機(jī)能夠?yàn)樵S多用戶提供交互式快速服務(wù)同時(shí)在CPU空閑時(shí)還能在后臺(tái)運(yùn)行大作業(yè)第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)由MIT的FernandoCorbato等1961年在一改裝的IBM7090/94機(jī)上開發(fā)成功當(dāng)時(shí)有32個(gè)交互式用戶IBM7090/94計(jì)算機(jī)有32K內(nèi)存，系統(tǒng)用5K，用戶用27K，用戶存儲(chǔ)映象在內(nèi)存和一臺(tái)磁鼓之間切換1962年Manchester大學(xué)的Atlas計(jì)算機(jī)投入運(yùn)行運(yùn)行速度200kFLOPS第一個(gè)有虛擬存儲(chǔ)器(virtualmemory)和頁面調(diào)度(paging)的機(jī)器指令執(zhí)行是管道式(pipelined)的小型計(jì)算機(jī)，電子游戲和UNIX的成功1969年，在貝爾退出MULTICS研制項(xiàng)目后，KenThompson和DennisM.Ritchie想申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)買計(jì)算機(jī)從事操作系統(tǒng)研究，但多次申請(qǐng)得不到批準(zhǔn)項(xiàng)目無著落，他們?cè)谝慌_(tái)無人用的PDP-7上，重新擺弄原先在MULTICS項(xiàng)目上設(shè)計(jì)的“空間旅行”游戲?yàn)榱耸褂螒蚰軌蛟赑DP-7上順利運(yùn)行，他們陸續(xù)開發(fā)了浮點(diǎn)運(yùn)算軟件包、顯示驅(qū)動(dòng)軟件，設(shè)計(jì)了文件系統(tǒng)、實(shí)用程序、shell和匯編程序到了1970年，在一切完成后，給新系統(tǒng)起了個(gè)同MULTICS發(fā)音相近的名字UNIX隨后，UNIX用C語言全部重寫，自此，UNIX誕生了UNIXUNIX是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的代表。Unix運(yùn)行時(shí)的安全性、可靠性以及強(qiáng)大的計(jì)算能力贏得廣大用戶的信賴促使UNIX系統(tǒng)成功的因素：

首先，由于UNIX是用C語言編寫，因此它是可移植的，UNIX是世界上唯一能在筆記本計(jì)算機(jī)、PC機(jī)、工作站直至巨型機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)第二，系統(tǒng)源代碼非常有效，系統(tǒng)容易適應(yīng)特殊的需求最后，也是最重要的一點(diǎn)，它是一個(gè)良好的、通用的、多用戶、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1980年-至今）CP/M操作系統(tǒng)隨著大規(guī)模集成電路發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代到來了各種類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)和軟件層出不窮1973年GaryKildall看到對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了CP/M操作系統(tǒng)(ControlProgram/MicroprocessororMicrocomputer)CP/M操作系統(tǒng)有較好的層次結(jié)構(gòu)。它的BIOS把操作系統(tǒng)的其他模塊與硬件配置分隔開，所以它的可移植性好,具有較好的可適應(yīng)性和易學(xué)易用性到了1981年，CP/M操作系統(tǒng)成為世界上流行最廣的8位操作系統(tǒng)之一微軟MSDOS個(gè)人計(jì)算機(jī)的成功，逼得IBM采取緊急戰(zhàn)略行動(dòng),決定要在1980年盡快生產(chǎn)出微型計(jì)算機(jī)，以應(yīng)付挑戰(zhàn)但沒有操作系統(tǒng)不行。要想快就是找現(xiàn)成系統(tǒng)配套，IBM公司洽談CP/M操作系統(tǒng)不順利，機(jī)遇落到了微軟公司在關(guān)鍵時(shí)刻，開發(fā)新操作系統(tǒng)時(shí)間和人手上已經(jīng)不可能，微軟找到西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司，達(dá)成由微軟經(jīng)銷西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司的QDOS操作系統(tǒng)的協(xié)議當(dāng)時(shí)西雅圖公司并不知道QDOS將被轉(zhuǎn)賣給IBM，否則歷史將會(huì)怎樣演變，誰也無法知曉IBM在1981年推出個(gè)人計(jì)算機(jī)，宣布了DOS操作系統(tǒng)隨著IBMPC和MSDOS普及，CP/M逐漸走向下坡路MSDOS有優(yōu)良的文件系統(tǒng)但受到Intelx86體系結(jié)構(gòu)的限制缺乏以硬件為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制它屬于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)從1981的1.0版到1998年在Windows95/98之下的7.0版，MSDOS歷經(jīng)了16個(gè)年頭迄今仍有MSDOS愛好者繼續(xù)開發(fā)各種DOS軟件產(chǎn)品MACOS、鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)1984年，人們看到一則廣告：“Whatwasthat?”和對(duì)Macintosh的介紹,這是配有圖形界面操作系統(tǒng)MACOS和鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)MAC機(jī)一上市立即在市場(chǎng)上獲得極大的成功當(dāng)年比爾.蓋茨都說，這是一臺(tái)他的媽媽也能使用的計(jì)算機(jī)Macintosh把蘋果公司從連續(xù)的失敗中拯救出來蘋果公司又開始向前發(fā)展正是Mac先進(jìn)圖形界面操作系統(tǒng)技術(shù)，超前PC機(jī)若干年，造就了一批蘋果的忠實(shí)追隨者一波三折的微軟Windows操作系統(tǒng)1983年10月，PC機(jī)競(jìng)爭(zhēng)廠家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市面對(duì)市場(chǎng)壓力，比爾.蓋茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系統(tǒng)然而宣布容易，交貨就不簡(jiǎn)單了，Windows交貨期的災(zāi)難，成了當(dāng)年計(jì)算機(jī)界的笑柄直到1985年11月20日，Windows1.0才正式上市Windows的歷史記錄Windows在當(dāng)時(shí)微軟歷史上創(chuàng)了幾個(gè)記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開發(fā)人員最多，開發(fā)時(shí)間最長，更換主管人員最多不過幾年之后，Windows終于創(chuàng)造了銷售成績最佳的歷史記錄1992年4月，推出Windows3.1,1993年5月，發(fā)表WindowsNTWindows95，WindowsCE，Windows98，Windows2000個(gè)人計(jì)算機(jī)采用Windows占90％以上，微軟公司成了壟斷PC行業(yè)的同義詞基于微內(nèi)核的Mach操作系統(tǒng)1975年Rochester大學(xué)開發(fā)了RIG操作系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之一RichardRashid移居到CMU后，在DARPA支持下，1984年開始了Mach的開發(fā)希望Mach能與UNIX兼容，運(yùn)行線程，更好的進(jìn)程通信機(jī)制，支持多處理機(jī)及好的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)Mach第一個(gè)版本是1986年為VAX11/784四CPU多處理機(jī)發(fā)布1988年的Mach2.5版包含了大量的BSDUNIX的代碼1989年，Mach內(nèi)核中去掉了所有的BSDUNIX的代碼，剩下了一個(gè)純的Mach微內(nèi)核，這就是Mach3.0版本，它是OSF發(fā)布的基礎(chǔ)Mach中采用了許多當(dāng)代操作系統(tǒng)使用的技術(shù),微內(nèi)核、線程、進(jìn)程間消息傳遞和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法等等在Mach的基礎(chǔ)上，有不少用于微處理器、多處理器以及超級(jí)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)陸續(xù)設(shè)計(jì)和開發(fā)出來，如OSF/1，DCEUnix,NeXT等等IBM大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)OS/39090年代末期，電子商務(wù)發(fā)展刺激對(duì)計(jì)算能力的要求，導(dǎo)致大型機(jī)市場(chǎng)的再度升溫三十年的改進(jìn),IBMS/390已成為有高可靠性、可擴(kuò)展性、及安全可用性的現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持即UNIX95標(biāo)準(zhǔn)，UNIX應(yīng)用程序可在IBMOS/390上運(yùn)行同時(shí)還可繼續(xù)運(yùn)行S/390應(yīng)用程序，包括S/370上開發(fā)的應(yīng)用程序包括TCP/IP的多種通信協(xié)議，具有高網(wǎng)絡(luò)安全性采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、并行處理、分布式處理以及客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)，具有較強(qiáng)的互操作性、可移植性與可擴(kuò)展性由于歷史淵源，OS/390有不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式:S/370本機(jī)模式，支持原先在S/370運(yùn)行的程序ESA/390模式，支持到10個(gè)240M處理器內(nèi)存和256個(gè)通道ESA/390LPAR模式，系統(tǒng)可分成最多十個(gè)部分，每個(gè)部分有自己的CPU，存儲(chǔ)器和通道，且分別運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，如S/370,ESA/370和ESA/390等在PC機(jī)時(shí)代，人們?cè)?jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會(huì)衰亡IBMS/390是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一個(gè)典型那么，在21世紀(jì)的Internet和后PC的時(shí)代，大型機(jī)還會(huì)有什么演化，只有讓時(shí)間來說明Internet時(shí)代與Linux1990年秋天，Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，Linus買了臺(tái)PC機(jī)，開發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏幕上寫字母，然后用定時(shí)器來切換進(jìn)程Linus需要終端仿真程序來存取Usenet新聞組的內(nèi)容，于是他寫了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序然后寫了磁盤驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核Linux就以這樣極其古怪但也極其自然式問世操作系統(tǒng)領(lǐng)域中新的操作系統(tǒng)有線電視機(jī)頂盒領(lǐng)域，PowerTV移動(dòng)通信領(lǐng)域，EPOC掌上計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，PalmOS數(shù)字影像領(lǐng)域，Digita研究中的新的操作系統(tǒng)哈佛大學(xué)的VINO，使應(yīng)用得以重用內(nèi)核構(gòu)件猶他州大學(xué)的OSKit，提供構(gòu)造操作系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)構(gòu)件，也提供高層次構(gòu)件。OSKit可用來構(gòu)造新的OSMITExokernel,該系統(tǒng)只有一個(gè)極小的核。系統(tǒng)抽象通過LibraryOperatingSystem完成加州大學(xué)伯克利分校NOW集群操作系統(tǒng)，100臺(tái)UltraSPARC-I處理機(jī)集群，排名于世界最快的200臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)之內(nèi)NASA空間飛行中心(GSFC)研制Beowulf項(xiàng)目開始于1994年，用商業(yè)化的微型計(jì)算機(jī)，Linux和以太網(wǎng)等構(gòu)造集群。已有世界各地的約六十個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在使用思考和回顧個(gè)人計(jì)算機(jī)的興起，結(jié)束了IBM的霸主地位Internet普及，Linux的成功，極大地推動(dòng)了當(dāng)代操作系統(tǒng)的研究發(fā)展活動(dòng)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前在Internet上，有超過100個(gè)操作系統(tǒng)的項(xiàng)目在14個(gè)國家中進(jìn)行著一批批的程序設(shè)計(jì)員們自愿通過互聯(lián)網(wǎng)組織成為研究小組，從事著各類操作系統(tǒng)的研究開發(fā)工作思考和回顧（續(xù)1）在一些影響全球的操作系統(tǒng)的誕生和發(fā)展過程中，大師們?cè)O(shè)計(jì)那些知名操作系統(tǒng)的初始動(dòng)機(jī)真是各不相同的一個(gè)操作系統(tǒng)成功的緣由，似乎也在于某種機(jī)遇，往往是有心裁花花不開，無心插柳柳成行未來操作系統(tǒng)的發(fā)展是否還會(huì)是這個(gè)模式?在Internet時(shí)代，新概念、新思想、新原理和新技術(shù)層出不窮誰又能預(yù)測(cè)，未來會(huì)有什么樣的新型操作系統(tǒng)在國際互聯(lián)網(wǎng)上問世呢！六、操作系統(tǒng)的分類批處理操作系統(tǒng)（多道批處理）分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)工作方式：用戶將作業(yè)交給系統(tǒng)操作員系統(tǒng)操作員將許多用戶的作業(yè)組成一批作業(yè)之后輸入到計(jì)算機(jī)中，在系統(tǒng)中形成一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)接的連續(xù)的作業(yè)流啟動(dòng)操作系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)、依次執(zhí)行每個(gè)作業(yè)最后由操作員將作業(yè)結(jié)果交給用戶卡片早期批處理系統(tǒng)IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶磁帶機(jī)卡片閱讀機(jī)輸出磁帶打印機(jī)$END$RUNDataforprogram$LOADFortranprogram$FORTRAN

$JOB,10,429754

CherryChen

典型的FMSJOB結(jié)構(gòu)批處理操作系統(tǒng)特點(diǎn)多道：多道指某個(gè)作業(yè)占用CPU，若由于某種原因暫時(shí)不用CPU則系統(tǒng)讓第二個(gè)作業(yè)占用CPU成批處理：用戶自己不能干預(yù)自己作業(yè)的運(yùn)行，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)錯(cuò)誤不能及時(shí)改正，并延長開發(fā)軟件時(shí)間，所以適用于成熟的程序。Spooling系統(tǒng)（技術(shù)）1961年，英國曼徹斯特大學(xué)，Atalas機(jī)SimultaneousPeripheralOperationOn-Line同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作--假脫機(jī)技術(shù)利用磁盤作緩沖，將輸入、計(jì)算、輸出分別組織成獨(dú)立的任務(wù)流，使I/O和計(jì)算真正并行Spooling系統(tǒng)工作原理-作業(yè)進(jìn)入到磁盤上的輸入井-按某種調(diào)度策略選擇幾種搭配得當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，并調(diào)入內(nèi)存-作業(yè)運(yùn)行的結(jié)果輸出到磁盤上的輸出井-再由磁盤上的輸出井將結(jié)果送到打印機(jī)批處理操作系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)-優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)流程自動(dòng)化效率高，吞吐率高吞吐量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)處理作業(yè)的個(gè)數(shù)-缺點(diǎn)：無交互手段，調(diào)試程序困難分時(shí)操作系統(tǒng)工作方式:一臺(tái)主機(jī)連接了若干個(gè)終端每個(gè)終端有一個(gè)用戶在使用交互式的向系統(tǒng)提出命令請(qǐng)求系統(tǒng)接受每個(gè)用戶的命令采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式處理服務(wù)請(qǐng)求并通過交互方式在終端上向用戶顯示結(jié)果用戶根據(jù)上步結(jié)果發(fā)出下道命令主機(jī)終端分時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)間片：操作系統(tǒng)將CPU的時(shí)間劃分成若干個(gè)片段,稱為時(shí)間片操作系統(tǒng)以時(shí)間片為單位,輪流為每個(gè)終端用