第一章操作系統(tǒng)的引論

操作系統(tǒng)

(OperatingSystem)

任課教師：

武江聯(lián)系方式：1509268607@

操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中配備的最重要的系統(tǒng)軟件。它屏蔽了計(jì)算機(jī)硬件裸機(jī)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，在其基礎(chǔ)上提供一個統(tǒng)一的軟件平臺，為其他軟件的編寫和運(yùn)行服務(wù)?！恫僮飨到y(tǒng)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門涉及較多硬件知識的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程。本課程與其它課程的聯(lián)系操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件和軟件間聯(lián)系的紐帶，學(xué)習(xí)它需要具備一定的硬件和軟件方面的知識。微機(jī)原理與接口技術(shù)等課程為本課程的學(xué)習(xí)建立必要的硬件知識背景，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)語言等課程將為本課程的學(xué)習(xí)建立必要的軟件知識背景。本課程的后續(xù)課程包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、J2EE開發(fā)等。學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)目的-1不是如何使用操作系統(tǒng)而是理解操作系統(tǒng)如何工作OS工作方式OS內(nèi)部算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)OS過程中的問題、解決方案和折中權(quán)衡學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)目的-2為專門用途人們設(shè)計(jì)、修改、擴(kuò)充操作系統(tǒng)。例如操作系統(tǒng)漢化、中文操作系統(tǒng)環(huán)境、嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)部門主要決策者選擇操作系統(tǒng)及操作系統(tǒng)中的選擇部分。用戶為了完成自己的任務(wù)必須與操作系統(tǒng)交往，用戶要了解操作系統(tǒng)提供的人－機(jī)接口，在編程中靈活應(yīng)用進(jìn)程（線程）。操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧一般可以應(yīng)用到其它領(lǐng)域。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）錯綜復(fù)雜：縱橫交叉課程考核課堂表現(xiàn)與作業(yè)包括考勤、課堂練習(xí)、課堂討論、提問、作業(yè)等課堂測驗(yàn)

2次隨機(jī)的課堂測驗(yàn)

課程實(shí)驗(yàn)14學(xué)時實(shí)驗(yàn)

成績分布

平時表現(xiàn)（10％）＋課堂測驗(yàn)（10％）＋筆記（10％）＋實(shí)驗(yàn)（30％）＋期末考試（40％）如何學(xué)好操作系統(tǒng)？教師只指出要點(diǎn)

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

不能只通過PowerPoint來復(fù)習(xí)課程作業(yè)\課外練習(xí)\源代碼分析善于發(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)引論第一章操作系統(tǒng)引論

1.1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1.3操作系統(tǒng)的基本特性1.4操作系統(tǒng)的主要功能1.5操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.６操作系統(tǒng)縱覽1.1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

硬件系統(tǒng)（裸機(jī)）：CPU、存儲器（主存、輔存）、I/O、I/O控制系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件

系統(tǒng)軟件：管理計(jì)算機(jī)本身的操作。如操作系統(tǒng)、編譯….

應(yīng)用軟件：提供給用戶進(jìn)行解題。如，科學(xué)計(jì)算、事物管理2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)3.操作系統(tǒng)的目標(biāo)

目前存在著多種類型的OS，不同類型的OS，其目標(biāo)各有所側(cè)重。通常在計(jì)算機(jī)硬件上配置的OS，其目標(biāo)有以下幾點(diǎn)：1.方便性：2.有效性3.可擴(kuò)充性4.開放性

4.操作系統(tǒng)的地位

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成操作系統(tǒng)在硬件基礎(chǔ)上的第一層軟件是其他軟件和硬件之間的接口操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)者應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)者5.操作系統(tǒng)的作用

OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者OS用作擴(kuò)充機(jī)器6.推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力

不斷提高計(jì)算機(jī)資源利用率方便用戶器件的不斷更新?lián)Q代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1.2.1無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.人工操作方式

從第一臺計(jì)算機(jī)誕生(1945年)到50年代中期的計(jì)算機(jī)，屬于第一代，這時還未出現(xiàn)OS。計(jì)算機(jī)操作是由用戶采用人工操作方式直接使用計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，即由程序員將事先已穿孔(對應(yīng)于程序和數(shù)據(jù))的紙帶(或卡片)裝入紙帶輸入機(jī)(或卡片輸入機(jī))，再啟動它們將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，然后啟動計(jì)算機(jī)運(yùn)行。當(dāng)程序運(yùn)行完畢并取走計(jì)算結(jié)果后，才讓下一個用戶上機(jī)。2.人工操作方式的特點(diǎn)特點(diǎn):用戶獨(dú)占全機(jī)CPU等待人工操作獨(dú)占性串行性缺點(diǎn):計(jì)算機(jī)的有效機(jī)時嚴(yán)重浪費(fèi)效率低3.脫機(jī)輸入/輸出方式

在采用脫機(jī)輸入輸出方式時，程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在外圍計(jì)算機(jī)的控制下完成的，即它們是脫離主機(jī)進(jìn)行的，故稱之為脫機(jī)輸入輸出操作。

脫機(jī)I/O方式的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）減少了CPU的空閑時間。（2)提高I/O速度。圖1-2脫機(jī)I/O示意圖脫機(jī)輸入技術(shù)

為解決低速輸入設(shè)備與CPU速度不匹配的問題，可將用戶程序和數(shù)據(jù)，在一臺外圍計(jì)算機(jī)的控制下，預(yù)先從低速輸入設(shè)備輸入到磁帶上，當(dāng)CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時，再直接從磁帶機(jī)高速輸入到內(nèi)存，從而大大加快了程序的輸入過程，減少了CPU等待輸入的時間。脫機(jī)輸出技術(shù)

當(dāng)程序運(yùn)行完畢或告一段落，CPU需要輸出時，無須直接把計(jì)算結(jié)果送至低速輸出設(shè)備，而是高速地把結(jié)果送到磁帶上，然后再另一臺外圍機(jī)地控制下，把磁帶上的計(jì)算結(jié)果由相應(yīng)的輸出設(shè)備輸出，著就大大加快了程序的輸出過程。1.2.2單道批處理系統(tǒng)

單道批處理系統(tǒng)的處理過程

批處理是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對一批作業(yè)自動進(jìn)行處理的一種技術(shù)。

單道批處理在內(nèi)存中僅有一道作業(yè)。圖1-3單道批處理系統(tǒng)的處理流程

2.單道批處理系統(tǒng)的特征單道批處理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的一種OS，嚴(yán)格地說，它只能算作是OS的前身而并非是現(xiàn)在人們所理解的OS。該系統(tǒng)的主要特征如下：

(1)自動性(2)順序性(3)單道性1.2.3多道批處理系統(tǒng)

1.多道程序設(shè)計(jì)的基本概念在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時存放若干道已開始運(yùn)行尚未結(jié)束的程序，它們交替運(yùn)行，共享系統(tǒng)中的各種硬、軟件資源，從而使處理機(jī)得到充分利用。在該系統(tǒng)中，用戶所提交的作業(yè)都先存放在外存上并排成一個隊(duì)列，稱為“后備隊(duì)列”；然后，由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從后備隊(duì)列中選擇若干個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使它們共享CPU和系統(tǒng)中的各種資源。卡片IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶磁帶機(jī)卡片閱讀機(jī)輸出磁帶打印機(jī)圖1－4早期批處理系統(tǒng)圖1-6單道和多道程序運(yùn)行情況2.多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)

多道：

多道指某個作業(yè)占用CPU，若由于某種原因暫時不用CPU則系統(tǒng)讓第二個作業(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)錯誤不能及時改正，并延長開發(fā)軟件時間，所以適用于成熟的程序無序性調(diào)度性

3.多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

資源利用率高(2)系統(tǒng)吞吐量大(3)可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率(4)平均周轉(zhuǎn)時間長(5)無交互能力。適合大型科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理。

4.多道批處理需要解決的問題

處理機(jī)管理問題。(2)內(nèi)存管理問題。(3)I/O設(shè)備管理問題。(4)文件管理問題。(5)作業(yè)管理問題。1.2.4分時系統(tǒng)

1.分時系統(tǒng)(Time-SharingSystem)的產(chǎn)生分時系統(tǒng)是為了滿足用戶需求所形成的一種新型OS。它與多道批處理系統(tǒng)之間，有著截然不同的性能差別。用戶的需求具體表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)人—機(jī)交互(2)共享主機(jī)(3)便于用戶上機(jī)主機(jī)終端圖1-7分時系統(tǒng)示意圖2.分時系統(tǒng)的思想采用時間片輪的方法，同時為許多終端用戶服務(wù)，對每個用戶能保證足夠快的響應(yīng)時間，并提供交互會話的功能。時間片：將CPU的時間劃分成若干個片段,稱為時間片，操作系統(tǒng)以時間片為單位,輪流為每個終端用戶服務(wù)設(shè)計(jì)目標(biāo)：對用戶的請求及時響應(yīng)，并在可能條件下盡量提高系統(tǒng)資源的利用率。適合辦公自動化、教學(xué)及事務(wù)處理等要求人機(jī)會話的場合。

3.分時操作系統(tǒng)工作方式

一臺主機(jī)連接了若干個終端每個終端有一個用戶在使用交互式的向系統(tǒng)提出命令請求系統(tǒng)接受每個用戶的命令采用時間片輪轉(zhuǎn)方式處理服務(wù)請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4.分時系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題為實(shí)現(xiàn)分時系統(tǒng)，其中，最關(guān)鍵的問題是如何使用戶能與自己的作業(yè)進(jìn)行交互，即當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時，系統(tǒng)應(yīng)能及時接收并及時處理該命令，再將結(jié)果返回給用戶。此后用戶可繼續(xù)鍵入下一條命令，此即人—機(jī)交互。即使有多個用戶同時通過自己的鍵盤鍵入命令，系統(tǒng)也應(yīng)能全部地及時接收并處理:(1)及時接收。(2)及時處理。

5.分時操作系統(tǒng)特點(diǎn)多路性交互性“獨(dú)占”性及時性同時有多個用戶使用一臺計(jì)算機(jī)宏觀上：是多個人同時使用一個CPU微觀上：多個人在不同時刻輪流使用CPU用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)一步提出新請求(用戶直接干預(yù)每一步)用戶感覺不到計(jì)算機(jī)為其他人服務(wù)（OS提供虛機(jī)器，各個用戶的虛機(jī)器互不干擾）系統(tǒng)對用戶提出的請求及時響應(yīng)

6.影響響應(yīng)時間的因素

終端數(shù)目多少調(diào)度算法（時間片的選?。┬畔⒔粨Q量和信息交換速度機(jī)器處理能力請求服務(wù)的時間長短及服務(wù)請求的分布

1.2.5實(shí)時系統(tǒng)

“實(shí)時”，是表示“及時”，而實(shí)時系統(tǒng)(Real-TimeSystem)是指系統(tǒng)能及時響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。特點(diǎn)：及時性要求高，系統(tǒng)可靠性高。

1.實(shí)時操作系統(tǒng)的分類實(shí)時控制系統(tǒng)：通常是指以計(jì)算機(jī)為中心的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，又稱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。如：鋼鐵冶煉和鋼板軋制的自動控制、煉油、化工生產(chǎn)過程的自動控制,軍事控制等。實(shí)時信息處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)及時接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來的服務(wù)請求，根據(jù)用戶提出的問題對信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短時間內(nèi)對用戶做出正確回答。例如：銀行，機(jī)票訂購系統(tǒng)、股市行情實(shí)時信息處理系統(tǒng)等。

2.

實(shí)時操作系統(tǒng)主要追求目標(biāo)對外部請求在嚴(yán)格時間范圍內(nèi)作出反應(yīng)高可靠性安全性完整性實(shí)時系統(tǒng)必須和先進(jìn)的技術(shù)裝備相結(jié)合（1）多路性（2）獨(dú)立性（3）及時性（4）交互性（5）可靠性3.實(shí)時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)特征的比較

1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展

操作系統(tǒng)（包括其前身）成為獨(dú)立的程序，已有40年的歷史，它經(jīng)過60和70年代的大發(fā)展時期，到80年代雖已趨于成熟，但它仍繼續(xù)沿著兩個方向繼續(xù)向前發(fā)展，一個是隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，形成多處理機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)；另一個則是把操作系統(tǒng)應(yīng)用于微機(jī)，形成微機(jī)操作系統(tǒng)。

1.多處理機(jī)操作系統(tǒng)

在1975年前后，打破了以單處理機(jī)體系結(jié)構(gòu)為主的局面，形成了由多臺處理機(jī)通過互連網(wǎng)絡(luò)連接在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。近年來所推出的大、中、小型機(jī)，大多數(shù)都在采用多處理機(jī)體系結(jié)構(gòu)，甚至在高檔微機(jī)中也出現(xiàn)了這種趨勢。

多處理機(jī)結(jié)構(gòu)

緊密耦合(TightlyCoupled)多處理機(jī)結(jié)構(gòu)松散耦合(LooselyCoupled)多處理機(jī)結(jié)構(gòu)

多處理機(jī)類型

主－從式獨(dú)立管理程序系統(tǒng)浮動式管理程序控制方式

2.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是建立在主機(jī)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，用于管理網(wǎng)絡(luò)通信和共享資源，協(xié)調(diào)各主機(jī)上任務(wù)地運(yùn)行，并向用戶提供統(tǒng)一的、有效的網(wǎng)絡(luò)接口的軟件集合。

按網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍和互連計(jì)算機(jī)之間的距離的不同，可把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為兩種：廣域網(wǎng)WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能

網(wǎng)絡(luò)通信資源管理提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序

通信軟件（協(xié)議支持）單機(jī)操作系統(tǒng)用戶應(yīng)用程序圖1－8局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

通信軟件（協(xié)議支持）

1)分布式操作系統(tǒng)的功能資源管理任務(wù)分配分布式進(jìn)程同步和通信管理程序浮動3.

分布式操作系統(tǒng)

2)要解決的關(guān)鍵問題

分布式OS設(shè)計(jì)過程中要解決的關(guān)鍵問題:

（1）通信原語的設(shè)計(jì)

（2）資源管理

（3）系統(tǒng)容錯

3)分布式操作系統(tǒng)特征1.系統(tǒng)內(nèi)只有一個全局操作系統(tǒng)，采用分布式控制的辦法，負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的資源管理和運(yùn)行控制。2.資源進(jìn)一步共享:系統(tǒng)內(nèi)包含有多個物理資源和邏輯資源，它們可以動態(tài)地分配給各個任務(wù)3.透明性:資源共享，分布。系統(tǒng)對用戶提供一個透明的、一體化的用戶界面。4.自治性:處于分布式系統(tǒng)的多個主機(jī)處于平等地位，無主從關(guān)系所有資源都必須高度自治而相互配合地工作，它們之間不存在層次控制或主從控制的關(guān)系。5.處理能力增強(qiáng)、速度更快、可靠性增強(qiáng)4)

網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別

(1)分布具有各個計(jì)算機(jī)間相互通訊，

無主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有主從關(guān)系(2)分布式系統(tǒng)資源為所有用戶共享；

而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享(3)分布式系統(tǒng)中若干個計(jì)算機(jī)可相互

協(xié)作共同完成一項(xiàng)任務(wù)

4.微型機(jī)(個人）操作系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)在某一時間內(nèi)為單用戶服務(wù),其追求目標(biāo)是界面友好，使用方便，豐富的應(yīng)用軟件。（1）

MS-DOS（2）微機(jī)多任務(wù)操作系統(tǒng)

微機(jī)多任務(wù)操作系統(tǒng)的分類

按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分：內(nèi)在式（built-in）

貼附式（bolt-on）

按任務(wù)調(diào)度方式分：先決式（preemptive）

協(xié)作式（cooperative）

微型機(jī)操作系統(tǒng)（續(xù)）

1)內(nèi)在式是指操作系統(tǒng)開始設(shè)計(jì)就把多任務(wù)功能構(gòu)筑.其中，如OS/2和UNIX操作系統(tǒng)。2)貼附式是指把多任務(wù)功能附加到一個單任務(wù)操作系統(tǒng)中而形成，如Microsoft的Windows就是在DOS基礎(chǔ)上加入多任務(wù)功能而構(gòu)成的多任務(wù)操作系統(tǒng)。

微型機(jī)操作系統(tǒng)（續(xù)）

3)先決式是指由系統(tǒng)內(nèi)部時鐘來決定CPU由一個任務(wù)轉(zhuǎn)移去執(zhí)行另一個任務(wù)的時刻，轉(zhuǎn)移時刻是系統(tǒng)以某種分配策略預(yù)先確定的，應(yīng)用程序無權(quán)干預(yù)。如OS/2和UNIX都是先決式多任務(wù)操作系統(tǒng)。4)協(xié)作式是指幾個應(yīng)用程序聯(lián)合動作，通過某種通信方式來分享CPU。Windows和Novell公司的Netware網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是以協(xié)作式來工作的。5.

嵌入式操作系統(tǒng)1)什么是嵌入式系統(tǒng)：

在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成特定功能的軟硬件系統(tǒng)它們是一個大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)”通常工作在反應(yīng)式或?qū)μ幚頃r間有較嚴(yán)格要求環(huán)境中由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)2）嵌入式系統(tǒng)軟件：用于提供系統(tǒng)所需的功能和靈活性硬件=（處理器、ASIC、存儲器…）用于提供所需的性能以及部分安全機(jī)制專用門陣列模擬I/O處理器核存儲器3)

嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的OS，稱為嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)，是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中，對整個智能芯片以及它所操作、控制的各種部件裝置等等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。

4）典型嵌入式操作系統(tǒng)的特性

完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能；不是通用型的

在性能和實(shí)時性方面有嚴(yán)格的限制

能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要

因素

占有資源少、易于連接

系統(tǒng)功能可針對需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生成

以便滿足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求

5）嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

通常配有源碼級可配置的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

豐富的同步原語

可選擇的調(diào)度算法

可選擇內(nèi)存分配策略

定時器與計(jì)數(shù)器

多方式中斷處理支持

多種異常處理選擇

多種通信方式支持

標(biāo)準(zhǔn)Ｃ語言庫

數(shù)學(xué)運(yùn)算庫和開放式應(yīng)用程序接口

6.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，Digita1.3操作系統(tǒng)的基本特性

1.操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡稱OS）是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的一個系統(tǒng)軟件,是一些程序模塊的集合。它能以盡量有效、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)，使整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。它是系統(tǒng)軟件的核心，是計(jì)算機(jī)處理時必不可少的非常重要的軟件。2.操作系統(tǒng)的特征并發(fā)性共享性虛擬性異步性

3.并發(fā)性并行性是指兩個或多個事件在同一時間發(fā)生。并發(fā)性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。(與并發(fā)相似，但多指硬件支持）程序的并發(fā)執(zhí)行，有效地改善了系統(tǒng)資源的利用率和提高了系統(tǒng)的吞吐量，但它使系統(tǒng)復(fù)雜化，操作系統(tǒng)必須具有控制和管理各種并發(fā)活動的能力。4.共享性

操作系統(tǒng)與多個用戶的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源資源共享是指系統(tǒng)中的硬件和軟件資源不再為某個程序所獨(dú)占，而是供多個用戶共同使用。并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)兩個最基本的特征，這兩者之間又是互為存在條件的。資源共享是以程序的并發(fā)為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問題。若系統(tǒng)不能對資源共享實(shí)施有效的管理，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。5.虛擬性

在操作系統(tǒng)中，所謂虛擬，是指把一個物理上的實(shí)體，變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應(yīng)物。物理實(shí)體(前者)是實(shí)的，而后者是虛的，相應(yīng)地，用于實(shí)現(xiàn)虛擬的技術(shù)，稱為虛擬技術(shù)。在OS中利用了多種虛擬技術(shù)，分別用來實(shí)現(xiàn)虛擬處理機(jī)、虛擬內(nèi)存、虛擬外部設(shè)備和虛擬信道等。

6.異步性(Asynchronism)

在多道程序環(huán)境下，允許多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，但由于競爭資源等因素的限制，使進(jìn)程的執(zhí)行不是“一氣呵成，而是以“走走停停”的方式運(yùn)行。多道程序環(huán)境下程序的執(zhí)行，是以異步方式進(jìn)行的；每個程序在何時執(zhí)行，多個程序間的執(zhí)行順序以及完成每道程序所需的時間都是不確定和不可預(yù)知的。進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，此即進(jìn)程的異步性。1.4操作系統(tǒng)的主要功能

從資源管理觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)具有五大功能：處理機(jī)管理存儲器管理設(shè)備管理文件管理作業(yè)管理

1.處理機(jī)管理

主要任務(wù)：是對處理機(jī)的分配和運(yùn)行實(shí)施有效管理。對處理機(jī)管理，可歸結(jié)為對進(jìn)程的管理。

進(jìn)程管理的主要功能

進(jìn)程控制：當(dāng)用戶作業(yè)要運(yùn)行時，應(yīng)為之建立一個或多個進(jìn)程，并為它分配除處理機(jī)以外的所有資源，將它放入進(jìn)程就緒隊(duì)列。當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完成時，立即撤消該進(jìn)程，以便及時釋放其所占有的資源。進(jìn)程控制的基本功能就是創(chuàng)建和撤消進(jìn)程以及控制進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：所謂進(jìn)程同步是指系統(tǒng)對并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)。最基本的進(jìn)程同步方式是使諸進(jìn)程以互斥方式訪問臨界資源。

進(jìn)程管理的主要功能（續(xù)）

此外，對于彼此相互合作、去完成共同任務(wù)的諸進(jìn)程，則應(yīng)由系統(tǒng)對它們的運(yùn)行速度加以協(xié)調(diào)。進(jìn)程通信：對于相互合作的進(jìn)程，在它們運(yùn)行時，相互之間往往要交換一定的信息，這種進(jìn)程間所進(jìn)行的信息交換稱為進(jìn)程通信。進(jìn)程調(diào)度：當(dāng)一個正在執(zhí)行的進(jìn)程已經(jīng)完成，或因某事件而無法繼續(xù)執(zhí)行時，系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度，重新分配處理機(jī)。進(jìn)程調(diào)度是指按一定算法，如最高優(yōu)先算法，從進(jìn)程就緒隊(duì)列中選出一進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，為該進(jìn)程設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場，并使之投入運(yùn)行。2.存儲器管理存儲器管理的主要任務(wù):為多道程序的并發(fā)運(yùn)行提供良好環(huán)境；便于用戶使用存儲器；提高存儲器的利用率；為盡量多的用戶提供足夠大的存儲空間。存儲器管理的功能內(nèi)存分配：多道程序能并發(fā)執(zhí)行的首要條件是，各道程序都有自己的內(nèi)存空間，因此，為每道程序分配內(nèi)存是存儲器管理的最基本功能。內(nèi)存保護(hù)：為保證各道程序都能在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行而互不干擾，要求每道程序在執(zhí)行時能隨時檢查對內(nèi)存的所有訪問是否合法。必須防止因一道程序的錯誤而擾亂了其它程序，尤其應(yīng)防止用戶程序侵犯操作系統(tǒng)的內(nèi)存區(qū)。

存儲器管理的功能（續(xù)）

地址映射：在多道程序的系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)必須提供把程序地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間對應(yīng)的物理地址的功能。地址映射功能可使用戶不必過問物理存儲空間的分配細(xì)節(jié)，從而為用戶編程提供了方便。內(nèi)存擴(kuò)充：由于物理內(nèi)存的大小可能限制了大型作業(yè)或多個作業(yè)的并發(fā)執(zhí)行，為了滿足用戶的要求并改善系統(tǒng)性能，必須對內(nèi)存加以擴(kuò)充。但我們無須去真正地增加內(nèi)存空間，而只須借助于虛擬存貯技術(shù)，便可獲得這樣地效果，使系統(tǒng)能運(yùn)行內(nèi)存要求量遠(yuǎn)比物理內(nèi)存大得多得作業(yè)，或讓更多得作業(yè)并發(fā)執(zhí)行。

3.設(shè)備管理

1)設(shè)備管理的主要任務(wù):為用戶程序分配I/O設(shè)備；完成用戶程序請求的I/O操作；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；改善人機(jī)界面。

2)設(shè)備管理程序應(yīng)具有的功能

緩沖管理：幾乎所有的外圍設(shè)備于處理機(jī)交換信息時，都要利用緩沖來緩和CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾，和提高CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間操作的并行程度，以提高CPU和I/O設(shè)備的利用率。設(shè)備分配：系統(tǒng)根據(jù)用戶所請求的設(shè)備類型和所采用的分配算法對設(shè)備進(jìn)行分配，并將未獲得所需設(shè)備的進(jìn)程放進(jìn)相應(yīng)設(shè)備的等待隊(duì)列。

設(shè)備管理程序應(yīng)具有功能(續(xù)）

設(shè)備處理：啟動指定的I/O設(shè)備，完成用戶規(guī)定的I/O操作，并對由設(shè)備發(fā)來的中斷請求進(jìn)行及時響應(yīng)，根據(jù)中斷類型進(jìn)行相應(yīng)的處理。虛擬設(shè)備功能：通常，把一次僅允許一個進(jìn)程使用的設(shè)備稱為獨(dú)占設(shè)備。系統(tǒng)可通過某種技術(shù)使該設(shè)備成為能被多個用戶共享的設(shè)備，以提高設(shè)備利用率及加速程序的執(zhí)行過程?？墒姑總€用戶都感覺到自己在獨(dú)占該設(shè)備。

4.文件管理

文件存儲空間的管理目錄管理文件讀、寫管理文件保護(hù)向用戶提供接口

5.作業(yè)管理

1）作業(yè)管理的主要任務(wù):是根據(jù)系統(tǒng)條件和用戶需要，對作業(yè)的運(yùn)行進(jìn)行合理的組織、調(diào)度及相應(yīng)的控制。2）作業(yè)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度是指根據(jù)系統(tǒng)的能力和當(dāng)前作業(yè)的運(yùn)行情況，按一定策略，從后備作業(yè)隊(duì)列中選出一批作業(yè)，為它們分配所需的I/O設(shè)備和存儲空間，將它們調(diào)入內(nèi)存并為之建立相應(yīng)的進(jìn)程，使之成為具有獲得處理機(jī)資格的侯選進(jìn)程。3）作業(yè)控制：作業(yè)控制是指作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)開始，直到運(yùn)行完成的整個過程中，用戶可通過某種形式向系統(tǒng)發(fā)出各種命令，以對自己的作業(yè)進(jìn)行控制和管理。1.5操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.5.1軟件工程的基本概念

1.軟件的含義

軟件是指當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行時，能提供所要求的功能和性能的指令和程序的集合，該程序能夠正確地處理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；作為規(guī)范軟件，還應(yīng)具有描述程序功能需求以及程序如何操作使用的文檔。2.軟件工程的含義軟件工程是指運(yùn)用系統(tǒng)的、規(guī)范的和可定量的方法，來開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)軟件。其目的是為了解決在軟件開發(fā)中所出現(xiàn)的編程隨意、軟件質(zhì)量不可保證以及維護(hù)困難等問題。無結(jié)構(gòu)OS模塊化OS結(jié)構(gòu)分層式OS結(jié)構(gòu)1.5.2傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在早期開發(fā)操作系統(tǒng)時，設(shè)計(jì)者只是把他的注意力放在功能的實(shí)現(xiàn)和獲得高的效率上，缺乏首尾一致的設(shè)計(jì)思想。這種OS是無結(jié)構(gòu)的。主要是編制緊湊程序，便于利用內(nèi)存，對goto無限制，缺乏清晰的程序結(jié)構(gòu)，難以維護(hù)和理解，增加了維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)。

1.無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)2.模塊化OS結(jié)構(gòu)

模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù)，是基于“分解”和“模塊化”原則來控制大型軟件的復(fù)雜度的。將OS按其功能劃分為若干個具有一定獨(dú)立性和大小的模塊。并規(guī)定好各模塊間的接口，各模塊之間能通過該接口實(shí)現(xiàn)交互。模塊化OS結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提高設(shè)計(jì)的正確性；增強(qiáng)可適應(yīng)性；加速開發(fā)過程缺點(diǎn)：難保證模塊完全正確；未區(qū)分獨(dú)占與共享資源。3.分層式OS結(jié)構(gòu)有序分層的

高層只能調(diào)用低層功能，應(yīng)考慮：嵌套、運(yùn)行頻率、公用模塊、用戶接口。2)層次的設(shè)置a.程序嵌套b.運(yùn)行頻率c.公用模塊d.用戶接口1.5.3微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)客戶/服務(wù)器模式面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)微內(nèi)核技術(shù)1.客戶/服務(wù)器模式

為了提高OS的靈活性和可擴(kuò)充性而將OS劃分為兩部分，一部分是用于提供各種服務(wù)的一組服務(wù)器(進(jìn)程)，另一部分是內(nèi)核，用來處理客戶和服務(wù)器之間的通信。在內(nèi)核中還應(yīng)具有其它一些機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)與硬件緊密相關(guān)的一些較基本的功能。單機(jī)環(huán)境下的客戶/服務(wù)器模式客戶/服務(wù)器模式的優(yōu)點(diǎn)（1）提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性。（2）提高了OS的可靠性。（3）可運(yùn)行于分布式系統(tǒng)中。2.面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)(Object-OrientatedProgramming)

1)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念面向?qū)ο蠹夹g(shù)是20世紀(jì)80年代初提出并很快流行起來的。該技術(shù)是基于“抽象”和“隱蔽”原則來控制大型軟件的復(fù)雜度的。OS中的各類實(shí)體如進(jìn)程、線程、消息、存儲器等，都使用了對象這一概念，相應(yīng)地，便有進(jìn)程對象線程對象、存儲器對象等。2）面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)點(diǎn)可修改性和可擴(kuò)充性繼承性正確性和可靠性3微內(nèi)核技術(shù)微內(nèi)核技術(shù)的引入微內(nèi)核技術(shù)，是指精心設(shè)計(jì)的、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代OS核心功能的小型內(nèi)核，它運(yùn)行在核心態(tài)，且開機(jī)后常駐內(nèi)存。微內(nèi)核的基本功能

(1)進(jìn)程管理。(2)存儲器管理。(3)進(jìn)程通信管理。(4)I/O設(shè)備管理。1.６操作系統(tǒng)縱覽下面讓我們順著歷史軌跡縱覽各個時期的操作系統(tǒng)單道批處理操作系統(tǒng)1、FMS（FORTRANMonitorSystem，F(xiàn)ORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)）2、IBMSYS（IBM為7094機(jī)配備的操作系統(tǒng)）IBMOS/3601964年IBM宣布推出System/360計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

第一個采用小規(guī)模集成電路的主流機(jī)型IBMSystem/360,龐大的軟件怪獸數(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)了大量存儲空間和一半的CPU時間數(shù)百萬行匯編代碼中有成千上萬處錯誤IBM不斷發(fā)行新的版本試圖更正這些錯誤

每個新版本在更正老錯誤的同時又引入新錯誤所以隨著時間的流逝，錯誤的數(shù)量大致保持不變MULTICS的災(zāi)難1965年在ARPA的支持下MIT、貝爾實(shí)驗(yàn)室和通用電氣公司決定開發(fā)一種“公用計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)”，希望能夠同時支持整個波士頓所有的分時用戶。該系統(tǒng)稱作MULTICS（MULTiplexedInformationandComputingService)MULTICS設(shè)計(jì)目標(biāo)是：便利的遠(yuǎn)程終端使用，大量終端通過電話線接入計(jì)算機(jī)主機(jī)

高可靠的大型文件系統(tǒng)；大容量的用戶信息共享；存儲和構(gòu)造層次化信息結(jié)構(gòu)的能力MULTICS研制難度超出了所有人預(yù)料長期研制工作達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，1969年4月貝爾實(shí)驗(yàn)室退出，通用電氣公司也退出了MULTICS引入了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)的概念雛形，對隨后操作系統(tǒng)特別是UNIX的成功有著巨大的影響

UNIX一個極為成功的操作系統(tǒng)UNIX概述多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)目前三大主流操作系統(tǒng)之一跨越從PC到巨型機(jī)范圍的唯一操作系統(tǒng)有許多變種與克隆UNIX發(fā)展簡史產(chǎn)生：69年AT＆T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室Thompson&Ritchie，PDP-7第二階段（73-79）：免費(fèi)擴(kuò)散第三階段（75－85）：商用版本的出現(xiàn)（77年）和三大主線的形成第四階段（80年代后期）：兩大陣營和標(biāo)準(zhǔn)化第五階段（90年代至今）：共同面對外來競爭、兩大陣營淡化UNIX的誕生1969年，在貝爾退出MULTICS研制項(xiàng)目后，KenThompson和DennisM.Ritchie想申請經(jīng)費(fèi)買計(jì)算機(jī)從事操作系統(tǒng)研究，但多次申請得不到批準(zhǔn)項(xiàng)目無著落，他們在一臺無人用的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)起了個同MULTICS發(fā)音相近的名字UNIX1973年，UNIX用C語言全部重寫。第二階段（73-79）免費(fèi)擴(kuò)散73年后，UNIX迅速以許可證形式免費(fèi)傳播到各大學(xué)。這些大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)對UNIX進(jìn)行了深入研究、改進(jìn)和移植。AT&T又將這些改進(jìn)加入到UNIX。眾多大學(xué)免費(fèi)使用UNIX，使學(xué)生們熟悉了UNIX，他們畢業(yè)后將UNIX傳播到各地。第三階段（75－85）商用版本的出現(xiàn)（77年）和三大主線的形成UNIX的發(fā)展導(dǎo)致許多公司開發(fā)自己機(jī)器上UNIX增值商業(yè)版本。UNIX變種大量增加。這些變種圍繞3條主線：由Bell實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的UNIX研究版（V1到V10）；伯克利發(fā)布BSD；Bell發(fā)布的UNIXSystemIII和SystemV。BSD對UNIX的發(fā)展有重要影響，許多新技術(shù)是BSD率先引入的：TCP/IP，分頁存儲管理，快速文件系統(tǒng)，套接字等。第四階段（80年代后期）兩大陣營和標(biāo)準(zhǔn)化80年代后期，UNIX變種的增多導(dǎo)致了程序的不兼容性和不可移植，因此迫切需要標(biāo)準(zhǔn)化。87年AT&T同SUN合作將SystemV和SUNOS統(tǒng)一為一個系統(tǒng)。其它廠商（IBM、DEC、HP等）感到了威脅，于是聯(lián)合起來在88年成立了開放軟件基金會（OSF）。作為回應(yīng)AT&T和SUN成立了UNIX國際（UI）。IEEE嘗試將兩大陣營統(tǒng)一起來，制定了POSIX標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，各廠商總想加入一些特性來標(biāo)榜自己的“產(chǎn)品特色和優(yōu)勢”，這使得標(biāo)準(zhǔn)化沒有完全成功。第五階段（90年代至今）共同面對外來競爭、兩大陣營淡化80年代是UNIX蓬勃發(fā)展的十年，進(jìn)入90年代，Windows的發(fā)展、Linux的出現(xiàn)，兩大陣營的爭斗很快淡化下來。UNIX發(fā)展簡圖UNIX主要變種概況UNIX評析早期優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)核結(jié)構(gòu)小巧精湛接口簡潔統(tǒng)一功能豐富實(shí)用用高級語言編寫和好的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致可移植性好源碼免費(fèi)開放早期缺點(diǎn)：缺乏圖形界面內(nèi)核單體結(jié)構(gòu)可擴(kuò)充性差現(xiàn)在這些優(yōu)缺點(diǎn)有的還在，有的沒有了結(jié)構(gòu)越來越龐大源碼免費(fèi)開放和簡單許可證形式促進(jìn)了早期的普及，但也導(dǎo)致各變種間的不兼容圖形界面大大增強(qiáng)內(nèi)核仍是單體結(jié)構(gòu)源碼不開放后又開始開放CP/M操作系統(tǒng)隨著大規(guī)模集成電路發(fā)展，個人計(jì)算機(jī)時代到來了,各種類型的個人計(jì)算機(jī)和軟件層出不窮1973年GaryKildall看到對個人計(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個人計(jì)算機(jī)的成功，逼得IBM采取緊急戰(zhàn)略行動,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)鍵時刻，開發(fā)新操作系統(tǒng)時間和人手上已經(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)時西雅圖公司并不知道QDOS將被轉(zhuǎn)賣給IBM，否則歷史將會怎樣演變，誰也無法知曉IBM在1981年推出個人計(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個年頭迄今仍有MSDOS愛好者繼續(xù)開發(fā)各種DOS軟件產(chǎn)品拯救蘋果公司的Macintosh(MACOS)在推出IBMPC機(jī)后，市場卷起一股龍卷風(fēng)IBM自己也沒有料到產(chǎn)品會有如此巨大的成功IBM的成功說明必有其他公司失敗。甚至連蘋果公司也遇到了問題，銷售數(shù)量落到了蘭色巨人的后面蘋果公司推出Lisa機(jī)遭到失敗，AppleIII型也遭到失敗分析家們認(rèn)為，在微機(jī)市場上的戰(zhàn)斗似乎蘭色巨人要嬴了施樂(Xerox)PaloAlto研究中心-70年代的計(jì)算機(jī)研究思想庫世界上第一臺個人計(jì)算機(jī)Alto，1972年在這里出現(xiàn)圖形界面，手持鼠標(biāo)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)

微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，桌面出版和激光打印等等

具有先進(jìn)概念和技術(shù)的原型都首次出現(xiàn)在這里1979年蘋果公司允許施樂公司購買一百萬股的蘋果公司股票

作為回報，施樂公司允許蘋果公司的少數(shù)人員，包括喬布斯（Jobs），在有限的時間內(nèi)考察施樂公司PaloAlto研究中心內(nèi)部，并同該思想庫的研究人員交談蘋果公司對PaloAlto研究中心內(nèi)的技術(shù)大感吃驚他們更吃驚的是，施樂公司在擁有這些寶貴技術(shù)的同時竟然什么也沒有做！對PaloAlto研究中心這些科學(xué)家們而言，蘋果公司的人是他們第一次遇到真正理解他們技術(shù)的人這些科學(xué)家們后來有的去了蘋果公司，微軟公司，有的最終創(chuàng)辦了自己的公司在訪問的基礎(chǔ)上，蘋果決定立即開發(fā)采用這些新技術(shù)的個人計(jì)算機(jī)蘋果公司已看到：IBMPC機(jī)的技術(shù)有多么糟糕，但他們賣得又是特別的好MACOS、鼠標(biāo)的新型個人計(jì)算機(jī)1984年，人們看到一則廣告：“Whatwasthat?”和對Macintosh的介紹,這是配有圖形界面操作系統(tǒng)MACOS和鼠標(biāo)的新型個人計(jì)算機(jī)MAC機(jī)一上市立即在市場上獲得極大的成功當(dāng)年比爾.蓋茨都說，這是一臺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)競爭廠家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市面對市場壓力，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)時微軟歷史上創(chuàng)了幾個記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開發(fā)人員最多，開發(fā)時間最長，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，WindowsXP,.net個人計(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Windows系列基于微內(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)及好的虛擬存儲系統(tǒng)Mach第一個版本是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、多處理器以及超級計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和實(shí)時嵌入式操作系統(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)展刺激對計(jì)算能力的要求，導(dǎo)致大型機(jī)市場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UNIX95標(biāo)準(zhǔn)，UNIX應(yīng)用程序可在IBMOS/390上運(yùn)行同時還可繼續(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240M處理器內(nèi)存和256個通道ESA/390LPAR模式，系統(tǒng)可分成最多十個部分，每個部分有自己的CPU，存儲器和通道，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)時代，人們曾經(jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會衰亡IBMS/390是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一個典型

那么，在21世紀(jì)的Internet和后PC的時代，大型機(jī)還會有什么演化，只有讓時間來說明IBM的OS產(chǎn)品簡介AIX5L：IBMRS/6000和SP結(jié)點(diǎn)上的高端UNIXAIX：AdvancedInteractiveExecutive深藍(lán)，藍(lán)色太平洋zOS:IBMz/900大型主機(jī)系統(tǒng)64位專有OS前身：OS/390（S390服務(wù)器）更早前身：MVS（S38/s370/S360大型主機(jī)系統(tǒng)）VM和VSE：S38/s370/S360大型主機(jī)系統(tǒng)OS/400：IBMAS/400服務(wù)器專有OS（原小型機(jī)）OS/2Warp4.0：IBMPS/2微機(jī)PCDOS7和PCDOS2000：IBMPC個人機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)的代表VxWorksVxWorks支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括POSIX,ANSIC和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議VxWorks運(yùn)行系統(tǒng)的核心是一高效率的微內(nèi)核微內(nèi)核支持各種實(shí)時功能，包括快速多任務(wù)處理，中斷支持，搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度微內(nèi)核設(shè)計(jì)減輕了系統(tǒng)負(fù)載并可快速響應(yīng)外部事件從只需幾千字節(jié)存儲器的深嵌式產(chǎn)品設(shè)計(jì)到復(fù)雜高端實(shí)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開發(fā)人員有八十多個選件并可構(gòu)成上百個不同的配置VxWorks開發(fā)主機(jī)：Windows9x,WindowsNT,SunSolaris,SunOS,HP-UX等支持目標(biāo)微處理器：86,68k,PPC,CPU32,i960,SPARC,SPARCLite,SH,ColdFire,R3000,R4000,C16X,ARM,MIPS等在“極地登陸者”號，“深空二號”和火星氣候軌道器等登陸火星探測器上，就采用了VxWorksVxWorks負(fù)責(zé)火星探測器全部飛行控制，包括飛行糾正、載體自旋和降落時的高度控制等，而且還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集和與地球的通信工作目前在國內(nèi)也占據(jù)嵌入式開發(fā)系統(tǒng)市場主要份額Internet時代與FreeOS自由軟件介紹Linux其他freeOS：FreeBSD,Minix等自由軟件介紹軟件按提供方式和是否盈利可劃分為三種模式:商業(yè)軟件(Commercialsoftware）共享軟件（Shareware）自由軟件（Freeware或Freesoftware）自由軟件的自由（free）有兩個含義：

可免費(fèi)提供任何用戶使用其源碼公開和可自由修改84年，自由軟件的倡導(dǎo)者RichardStallman組織發(fā)起了GNU計(jì)劃，它的目標(biāo)是創(chuàng)建一套完全自由的操作系統(tǒng)93年，Linus把Linux奉獻(xiàn)給了自由軟件，從而使自由軟件增加了一個很好的發(fā)展根基。Linux概述多任務(wù)多用戶自由OSUNIX的克?。╟lone）全球用戶上千萬發(fā)行套件版本RedHat１０.*Linux歷史1990－91：芬蘭赫爾辛基大學(xué)計(jì)算機(jī)系大學(xué)生LinusTorvalds91年底：Linus在赫爾辛基大學(xué)FTP服務(wù)器發(fā)布93年：Linux1.0，完全自由版權(quán)