操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展

操作系統(tǒng)的構(gòu)成和開(kāi)展手工操作階段管理程序階段多道程序設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的構(gòu)成操作系統(tǒng)的開(kāi)展的主要?jiǎng)恿Σ僮飨到y(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)展2024/1/27手工操作階段〔1〕開(kāi)關(guān)置內(nèi)存地址，按’裝入地址’按鈕開(kāi)關(guān)置程序始址，按’運(yùn)轉(zhuǎn)’按鈕開(kāi)關(guān)置機(jī)器指令，按’裝入數(shù)據(jù)’按鈕2024/1/27裝入程序匯編程序手工操作階段〔2〕匯編程序目的代碼計(jì)算機(jī)匯編言語(yǔ)程序目的代碼運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)2024/1/27管理程序階段早期批處置系統(tǒng)〔也稱執(zhí)行程序〕用戶經(jīng)過(guò)作業(yè)控制卡描畫(huà)作業(yè)加工處置步驟操作員控制執(zhí)行程序從紙帶或卡片機(jī)成批輸入作業(yè)，輸入完成后，執(zhí)行程序依次自動(dòng)執(zhí)行磁帶上的作業(yè)管理程序通道技術(shù)和中斷機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)自動(dòng)控制和處置作業(yè)流、提供一套操作命令、提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)和I/O控制功能、提供庫(kù)程序和程序裝配功能、提供簡(jiǎn)單的文件管理功能2024/1/27多道程序設(shè)計(jì)單道算題任務(wù)78輸入機(jī)處置器磁帶機(jī)130150228280300378430450時(shí)間處置器利用率：52/(78+52+20)≈35%2024/1/27多道程序設(shè)計(jì)兩道算題并行任務(wù)處置器利用率：(52+42)/(78+52+20)≈63%78輸入機(jī)處置器磁帶機(jī)130150228280300378430450時(shí)間磁帶機(jī)打印機(jī)20621703202024/1/27多道程序設(shè)計(jì)甲、乙兩道程序獨(dú)占計(jì)算機(jī)單道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均需1小時(shí)，其中占用CPU時(shí)間18分鐘，CPU利用率為30％按多道程序設(shè)計(jì)方法同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，CPU利用率達(dá)50％，由于要提供36分鐘的CPU時(shí)間，大約要運(yùn)轉(zhuǎn)72分鐘。思索到OS調(diào)度開(kāi)銷，實(shí)踐破費(fèi)的時(shí)間能夠還要長(zhǎng)些，如80分鐘就處置兩道作業(yè)而言，提高效率33％就單道作業(yè)而言，延伸執(zhí)行時(shí)間20分鐘，即延伸了33％的時(shí)間2024/1/27多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指讓多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器進(jìn)展計(jì)算多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)CPU與外部設(shè)備充分并行外部設(shè)備之間充分并行發(fā)揚(yáng)CPU的運(yùn)用效率提高單位時(shí)間的算題量2024/1/27多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)處置器的管理和調(diào)度主存儲(chǔ)器的管理和調(diào)度其他資源的管理和調(diào)度2024/1/27操作系統(tǒng)的構(gòu)成磁盤(pán)的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)構(gòu)成奠定了根底批處置操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)給資源管理和操作自動(dòng)化帶來(lái)了革命性的變化：實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)操作過(guò)程的自動(dòng)化資源管理程度有了很大提高提供虛存管理功能支持分時(shí)操作文件管理功能有改良，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)出現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)趨于完善2024/1/27批處置操作系統(tǒng)用戶脫機(jī)任務(wù)作業(yè)控制言語(yǔ)程序+數(shù)據(jù)+作業(yè)闡明書(shū)成批處置作業(yè)操作員集中一批作業(yè)并輸入操作系統(tǒng)調(diào)度和控制用戶作業(yè)的執(zhí)行多道程序運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)2024/1/27分時(shí)操作系統(tǒng)多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶經(jīng)過(guò)終端〔鍵盤(pán)/顯示器〕同時(shí)運(yùn)用一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展計(jì)算分時(shí)操作系統(tǒng)具有以下特性：同時(shí)性獨(dú)立性及時(shí)性交互性2024/1/27分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)OS和批處置OS的區(qū)別：目的不同順應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同資源運(yùn)用率不同作業(yè)控制方式不同2024/1/27實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類過(guò)程控制系統(tǒng)信息查詢系統(tǒng)事務(wù)處置系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)的處置步驟數(shù)據(jù)采集加工處置操作控制反響處置2024/1/27操作系統(tǒng)開(kāi)展的主要?jiǎng)恿ζ骷焖俑聯(lián)Q代計(jì)算體系構(gòu)造不斷開(kāi)展提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源利用率的需求讓用戶運(yùn)用計(jì)算機(jī)越來(lái)越方便的需求滿足用戶新要求，提供應(yīng)用戶新效力2024/1/27操作系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)展微機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)展并行操作系統(tǒng)的開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的開(kāi)展分布式操作系統(tǒng)的開(kāi)展嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)展2024/1/27微機(jī)操作系統(tǒng)第一階段：七十年代中期到八十年代初，特點(diǎn)是單用戶單義務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng)CP/M，CDOS，MDOS，早期MS-DOS第二階段：八十年代以后到九十年代初，特點(diǎn)是單用戶多義務(wù)和支持分時(shí)操作MP/M，XENIX，后期MS-DOS第二階段：九十年代以后，特點(diǎn)是GUI、多用戶多義務(wù)、虛擬存儲(chǔ)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體、運(yùn)用編程APIWindows，MacOS2024/1/27并行操作系統(tǒng)并行計(jì)算機(jī)陣列處置機(jī)、流水線處置機(jī)、多處置機(jī)運(yùn)用領(lǐng)域氣候預(yù)告、石油勘探、空氣動(dòng)力學(xué)、基因研討、核技術(shù)、航空航天飛行器設(shè)計(jì)并行操作系統(tǒng)Stanford大學(xué)的V-KernelBell實(shí)驗(yàn)室的Meglos卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的MACH2024/1/27網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)過(guò)通訊設(shè)備將地理上分散并具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)，可互操作協(xié)作處置的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通訊子網(wǎng)和通訊協(xié)議三個(gè)部分網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有以下功能：網(wǎng)絡(luò)通訊資源管理網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)效力2024/1/27網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下一代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的新功能：位置透明性名空間透明性管理維護(hù)透明性平安權(quán)限透明性通訊透明性2024/1/27分布式操作系統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)滿足以下條件：系統(tǒng)中恣意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)可以經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的全通訊機(jī)制來(lái)交換信息系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)沒(méi)有主次之分系統(tǒng)中的資源為一切用戶共享系統(tǒng)中的假設(shè)干臺(tái)機(jī)器可以相互協(xié)作來(lái)完成同一個(gè)義務(wù)系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)出錯(cuò)不影響其它結(jié)點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)2024/1/27分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)具備的根本功能:進(jìn)程通訊資源共享并行運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)管理2024/1/27分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與單機(jī)集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別:資源管理進(jìn)程通訊系統(tǒng)構(gòu)造2024/1/27分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)研討和開(kāi)發(fā)的主要方向：分布式系統(tǒng)構(gòu)造：研討非共享通路構(gòu)造和共享通路構(gòu)造分布式操作系統(tǒng)：研討資源管理方法、同步控制機(jī)制、死鎖的檢測(cè)與解除，進(jìn)程通訊模型及手段等分布式程序設(shè)計(jì)：擴(kuò)展順序程序設(shè)計(jì)言語(yǔ)使其具有分布程序設(shè)計(jì)才干；開(kāi)發(fā)新的分布式程序設(shè)計(jì)言語(yǔ)分布