發(fā)展歷史下面我們結(jié)合計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史來(lái)回顧一下操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程。1、***代計(jì)算機(jī)(1945-1955):真空管和插件板40年代中期,美國(guó)哈佛大學(xué)、普林斯頓高等研究院、賓夕法尼亞大學(xué)的一些人使用數(shù)萬(wàn)個(gè)真空管,構(gòu)建了世界上***臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。開(kāi)啟計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷史。這個(gè)時(shí)期的機(jī)器需要一個(gè)小組專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、制造、編程、操作、維護(hù)每臺(tái)機(jī)器。程序設(shè)計(jì)使用機(jī)器語(yǔ)言,通過(guò)插板上的硬連線(xiàn)來(lái)控制其基本功能。這個(gè)時(shí)候處于計(jì)算機(jī)發(fā)展的**初階段,連程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都還沒(méi)有出現(xiàn),操作系統(tǒng)更是聞所未聞。2、第二代計(jì)算機(jī)(1955-1965):晶體管和批處理系統(tǒng)這個(gè)時(shí)期計(jì)算機(jī)越來(lái)越可靠,已從研究院中走出來(lái),走進(jìn)了商業(yè)應(yīng)用。但這個(gè)時(shí)期的計(jì)算機(jī)主要完成各種科學(xué)計(jì)算,需要專(zhuān)門(mén)的操作人員維護(hù),并且需要針對(duì)每次的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行編程。第二代計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)與工程計(jì)算。使用FORTRAN與匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。在后期出現(xiàn)了操作系統(tǒng)的雛形:FMS(FORTRAN監(jiān)控系統(tǒng))和IBMSYS(IBM為7094機(jī)配備的操作系統(tǒng))。3、第三代計(jì)算機(jī)(1965-1980):集成電路芯片和多道程序60年代初,計(jì)算機(jī)廠商根據(jù)不同的應(yīng)用分成了兩個(gè)計(jì)算機(jī)系列,一個(gè)針對(duì)科學(xué)計(jì)算,一個(gè)針對(duì)商業(yè)應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入。豐富的高性能軟件及智能化的人-機(jī)接口,**方便了使用。山西個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)銷(xiāo)售
單片上做1000萬(wàn)個(gè)元件已為時(shí)不遠(yuǎn)。比半導(dǎo)體集成電路快10~100倍的器件,如砷化鎵、高電子遷移率器件、約瑟夫遜結(jié)、光元件等的研究將會(huì)有重要成果。提高組裝密度和縮短互連線(xiàn)的微組裝技術(shù)是新一代計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖通信將大量應(yīng)用。各種高速智能化外部設(shè)備不斷涌現(xiàn),光盤(pán)的問(wèn)世將使輔助海量存儲(chǔ)器面目一新。多處理機(jī)系統(tǒng)、多機(jī)系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)將是引人注目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。軟件硬化(稱(chēng)固件)是發(fā)展趨勢(shì)。新型非諾伊曼機(jī)、推理計(jì)算機(jī)、知識(shí)庫(kù)計(jì)算機(jī)等已開(kāi)始實(shí)際使用。軟件開(kāi)發(fā)將擺脫落后低效狀態(tài)。軟件工程正在深入發(fā)展。軟件生產(chǎn)正向工程化、形式化、自動(dòng)化、模塊化、集成化方向發(fā)展。新的高級(jí)語(yǔ)言如邏輯型語(yǔ)言、函數(shù)型語(yǔ)言和人工智能的研究將使人-機(jī)接口簡(jiǎn)單自然(能直接看、聽(tīng)、說(shuō)、畫(huà))。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將大為發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將***普及。以巨大處理能力(例如每秒100~1000億次操作)、巨大知識(shí)信息庫(kù)、高度智能化為特征的下一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正在大力研制。計(jì)算機(jī)應(yīng)用將日益***。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)線(xiàn)、智能機(jī)器人將**提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)力。辦公、醫(yī)療、通信、教育及家庭生活,都將計(jì)算機(jī)化。計(jì)算機(jī)對(duì)人們生活和社會(huì)組織的影響將日益***深刻。山西個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)銷(xiāo)售按人的要求接收和存儲(chǔ)信息,自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,并輸出結(jié)果信息的機(jī)器系統(tǒng)。
1、從程序員的角度看正如前面所說(shuō)的,如果沒(méi)有操作系統(tǒng),程序員在開(kāi)發(fā)軟件的時(shí)候就必須陷入復(fù)雜的硬件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。程序員并不想涉足這個(gè)可怕的領(lǐng)域,而且大量的精力花費(fèi)在這個(gè)重復(fù)的、沒(méi)有創(chuàng)造性的工作上也使得程序員無(wú)法集中精力放在更具有創(chuàng)造性的程序設(shè)計(jì)工作中去。程序員需要的是一種簡(jiǎn)單的,高度抽象的可以與之打交道的設(shè)備。將硬件細(xì)節(jié)與程序員隔離開(kāi)來(lái),這當(dāng)然就是操作系統(tǒng)。從這個(gè)角度看,操作系統(tǒng)的作用是為用戶(hù)提供一臺(tái)等價(jià)的擴(kuò)展機(jī)器,也稱(chēng)虛擬機(jī),它比底層硬件更容易編程。2、從使用者的角度看從使用者的角度來(lái)看,操作系統(tǒng)則用來(lái)管理一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的各個(gè)部分。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)在相互競(jìng)爭(zhēng)的程序之間有序地控制對(duì)CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設(shè)備的分配。比如說(shuō),假設(shè)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的三個(gè)程序試圖同時(shí)在同一臺(tái)打印機(jī)上輸出計(jì)算結(jié)果。那么頭幾行可能是程序1的輸出,下幾行是程序2的輸出,然后又是程序3的輸出等等。**終結(jié)果將是一團(tuán)糟。這時(shí),操作系統(tǒng)采用將打印輸出送到磁盤(pán)上的緩沖區(qū)的方法就可以避免這種混亂。在一個(gè)程序結(jié)束后,操作系統(tǒng)可以將暫存在磁盤(pán)上的文件送到打印機(jī)輸出。從這種角度來(lái)看,操作系統(tǒng)則是系統(tǒng)的資源管理者。
工作流程編輯用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算題的一般流程:①通過(guò)系統(tǒng)操作員建立帳號(hào),取得使用權(quán)。帳號(hào)既用于識(shí)別并保護(hù)用戶(hù)的文件(程序和數(shù)據(jù)),也用于系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)用戶(hù)使用資源的情況(記帳,付款)。②根據(jù)要解決的問(wèn)題,研究算法,選用合適的語(yǔ)言,編寫(xiě)源程序,同時(shí)提供需處理的數(shù)據(jù)和有關(guān)控制信息。③把②的結(jié)果在脫機(jī)的**設(shè)備上放入軟磁盤(pán),建立用戶(hù)文件(也可在聯(lián)機(jī)終端上進(jìn)行,直接在輔助存儲(chǔ)器中建立文件,此時(shí)第四步省去)。④借助軟盤(pán)機(jī)把軟盤(pán)上用戶(hù)文件輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)加工處理,作為一個(gè)作業(yè),登記并存入輔助存儲(chǔ)器。⑤是要求編譯。操作系統(tǒng)把該作業(yè)調(diào)入主存儲(chǔ)器,并調(diào)用所選語(yǔ)言的編譯程序,進(jìn)行編譯和連接(含所調(diào)用的子程序),產(chǎn)生機(jī)器可執(zhí)行的目標(biāo)程序,存入輔助存儲(chǔ)器。⑥要求運(yùn)算處理。操作系統(tǒng)把目標(biāo)程序調(diào)入主存儲(chǔ)器,由**處理器運(yùn)算處理,結(jié)果再存入輔助存儲(chǔ)器。⑦運(yùn)算結(jié)果由操作系統(tǒng)按用戶(hù)要求的格式送外部設(shè)備輸出。計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作(④~⑦)是在操作系統(tǒng)控制下的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。通常,一臺(tái)計(jì)算機(jī)中有多個(gè)用戶(hù)作業(yè)同時(shí)輸入,它們由操作系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度,交錯(cuò)運(yùn)行。但這種調(diào)度對(duì)用戶(hù)是透明的,一般用戶(hù)無(wú)需了解其內(nèi)部細(xì)節(jié)。用戶(hù)可用一臺(tái)終端。計(jì)算機(jī)一次操作所需時(shí)間已小到以納秒計(jì)。
研究并行算法是發(fā)揮這類(lèi)處理機(jī)效率的關(guān)鍵。在高級(jí)程序語(yǔ)言中相應(yīng)地?cái)U(kuò)充向量語(yǔ)句,可有效地組織向量運(yùn)算;或設(shè)有向量識(shí)別器,自動(dòng)識(shí)別源程序中的向量成分。一臺(tái)普通主機(jī)(標(biāo)量機(jī))配一臺(tái)數(shù)組處理器(*作高速向量運(yùn)算的流水線(xiàn)**機(jī)),構(gòu)成主副機(jī)系統(tǒng),可**提高系統(tǒng)的處理能力,且性能價(jià)格比高,應(yīng)用相當(dāng)***。④多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng):多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)是進(jìn)一步發(fā)展并行技術(shù)的必由之路,是巨型、大型機(jī)主要發(fā)展方向。它們是多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)系統(tǒng),各機(jī)處理各自的指令流(進(jìn)程),相互通信,聯(lián)合解決大型問(wèn)題。它們比并行處理機(jī)有更高的并行級(jí)別,潛力大,靈活性好。用大量廉價(jià)微型機(jī),通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng),以獲得高性能,是研究多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)方向。多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)要求在更高級(jí)別(進(jìn)程)上研究并行算法,高級(jí)程序語(yǔ)言提供并發(fā)、同步進(jìn)程的手段,其操作系統(tǒng)也大為復(fù)雜,必須解決多機(jī)間多進(jìn)程的通信、同步、控制等問(wèn)題。分布系統(tǒng)是多機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展,它是由物理上分布的多個(gè)**而又相互作用的單機(jī),協(xié)同解決用戶(hù)問(wèn)題的系統(tǒng),其系統(tǒng)軟件更為復(fù)雜(見(jiàn)分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng))。現(xiàn)代大型機(jī)幾乎都是功能分布的多機(jī)系統(tǒng),除含有高速**處理器外。計(jì)算機(jī)是腦力的延伸和擴(kuò)充,是近代科學(xué)的重大成就之一。山西個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)銷(xiāo)售
多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能超越地理界限,借助通信網(wǎng)絡(luò),共享遠(yuǎn)程信息與軟件資源。山西個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)銷(xiāo)售
特點(diǎn)編輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是能進(jìn)行精確、快速的計(jì)算和判斷,而且通用性好,使用容易,還能聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。①計(jì)算:一切復(fù)雜的計(jì)算,幾乎都可用計(jì)算機(jī)通過(guò)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。②判斷:計(jì)算機(jī)有判別不同情況、選擇作不同處理的能力,故可用于管理、控制、對(duì)抗、決策、推理等領(lǐng)域。③存儲(chǔ):計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)巨量信息。④精確:只要字長(zhǎng)足夠,計(jì)算精度理論上不受限制。⑤快速:計(jì)算機(jī)一次操作所需時(shí)間已小到以納秒計(jì)。⑥通用:計(jì)算機(jī)是可編程的,不同程序可實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。⑦易用:豐富的高性能軟件及智能化的人-機(jī)接口,**方便了使用。⑧聯(lián)網(wǎng):多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能超越地理界限,借助通信網(wǎng)絡(luò),共享遠(yuǎn)程信息與軟件資源。組成編輯圖1為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。內(nèi)核是硬件系統(tǒng),是進(jìn)行信息處理的實(shí)際物理裝置。**外層是使用計(jì)算機(jī)的人,即用戶(hù)。人與硬件系統(tǒng)之間的接口界面是軟件系統(tǒng),它大致可分為系統(tǒng)軟件、支援軟件和應(yīng)用軟件三層。硬件硬件系統(tǒng)主要由**處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。**處理器是對(duì)信息進(jìn)行高速運(yùn)算處理的主要部件,其處理速度可達(dá)每秒幾億次以上操作。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和文件,常由快速的內(nèi)存儲(chǔ)器(容量可達(dá)數(shù)百兆字節(jié)。山西個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)銷(xiāo)售
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