操作系統(tǒng)管理計算機系統(tǒng)的各種資源,擴充硬件的功能;對外,操作系統(tǒng)提供良好的人機界面,方便用戶使用計算機。它在整個計算機系統(tǒng)中具有承上啟下的地位。操作系統(tǒng)是一個大型的軟件系統(tǒng),其功能復雜,體系龐大。從不同的角度看的結(jié)果也不同,正是“橫看成嶺側(cè)成峰”,下面我們通過典型的兩個角度來分析一下。1、從程序員的角度看正如前面所說的,如果沒有操作系統(tǒng),程序員在開發(fā)軟件的時候就必須陷入復雜的硬件實現(xiàn)細節(jié)。程序員并不想涉足這個可怕的領(lǐng)域,而且大量的精力花費在這個重復的、沒有創(chuàng)造性的工作上也使得程序員無法集中精力放在更具有創(chuàng)造性的程序設計工作中去。程序員需要的是一種簡單的,高度抽象的可以與之打交道的設備。將硬件細節(jié)與程序員隔離開來,這當然就是操作系統(tǒng)。從這個角度看,操作系統(tǒng)的作用是為用戶提供一臺等價的擴展機器,也稱虛擬機,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看,操作系統(tǒng)則用來管理一個復雜系統(tǒng)的各個部分。操作系統(tǒng)負責在相互競爭的程序之間有序地控制對CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設備的分配。比如說,假設在一臺計算機上運行的三個程序試圖同時在同一臺打印機上輸出計算結(jié)果。超大規(guī)模集成電路技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展。順義區(qū)信息化計算機系統(tǒng)服務質(zhì)量保證
其操作系統(tǒng)也大為復雜,必須解決多機間多進程的通信、同步、控制等問題。分布系統(tǒng)是多機系統(tǒng)的發(fā)展,它是由物理上分布的多個而又相互作用的單機,協(xié)同解決用戶問題的系統(tǒng),其系統(tǒng)軟件更為復雜(見分布計算機系統(tǒng))。現(xiàn)代大型機幾乎都是功能分布的多機系統(tǒng),除含有高速**處理器外,有管理輸入輸出的輸入輸出處理機(或前端用戶機)、管理遠程終端及網(wǎng)絡通信的通信控制處理機、全系統(tǒng)維護診斷的維護診斷機和從事數(shù)據(jù)庫管理的數(shù)據(jù)庫處理機等。這是分布系統(tǒng)的一種低級形態(tài)。多個地理上分布的計算機系統(tǒng),通過通信線路和網(wǎng)絡協(xié)議,相互聯(lián)絡起來,構(gòu)成計算機網(wǎng)絡。它按地理上分布的遠近,分為局部(本地)計算機網(wǎng)絡和遠程計算機網(wǎng)絡。網(wǎng)絡上各計算機可相互共享信息資源和軟硬件資源。訂票系統(tǒng)、情報資料檢索系統(tǒng)都是計算機網(wǎng)應用的實例。⑤諾依曼機與非諾依曼機:存儲程序和指令驅(qū)動的諾依曼機迄今仍占統(tǒng)治地位。它順序執(zhí)行指令,限制了所解問題本身含有的并行性,影響處理速度的進一步提高。突破這一原理的非諾依曼機,就是從體系結(jié)構(gòu)上來發(fā)展并行性,提高系統(tǒng)吞吐量,這方面的研究工作正在進行中。房山區(qū)創(chuàng)新計算機系統(tǒng)服務包括什么計算機系統(tǒng)約每3~5年更新一次。
它們用重疊原理,用流水線方式加工向量各元素,具有高加工速率。并行處理機是單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)的,它利用并行原理,重復設置多個處理部件,同時并行處理向量各元素來獲得高速度(見并行處理計算機系統(tǒng))。流水和并行技術(shù)還可結(jié)合,如重復設置多個流水部件,并行工作,以獲得更高性能。研究并行算法是發(fā)揮這類處理機效率的關(guān)鍵。在高級程序語言中相應地擴充向量語句,可有效地組織向量運算;或設有向量識別器,自動識別源程序中的向量成分。一臺普通主機(標量機)配一臺數(shù)組處理器(作高速向量運算的流水線機),構(gòu)成主副機系統(tǒng),可**提高系統(tǒng)的處理能力,且性能價格比高,應用相當普遍。④多處理機與多機系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)和計算機網(wǎng):多處理機與多機系統(tǒng)是進一步發(fā)展并行技術(shù)的必由之路,是巨型、大型機主要發(fā)展方向。它們是多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)系統(tǒng),各機處理各自的指令流(進程),相互通信,聯(lián)合解決大型問題。它們比并行處理機有更高的并行級別,潛力大,靈活性好。用大量廉價微型機,通過互連網(wǎng)絡構(gòu)成系統(tǒng),以獲得高性能,是研究多處理機與多機系統(tǒng)的一個方向。多處理機與多機系統(tǒng)要求在更高級別(進程)上研究并行算法,高級程序語言提供并發(fā)、同步進程的手段。
由數(shù)據(jù)流來驅(qū)動的數(shù)據(jù)流計算機以及按歸約式控制驅(qū)動和按需求驅(qū)動的高度并行計算機,都是有發(fā)展前途的非諾依曼計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)約每3~5年更新一次,性能價格比成十倍地提高,體積大幅度減小。超大規(guī)模集成電路技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展,并對各類計算機系統(tǒng)均產(chǎn)生巨大而又深刻的影響。32位微型機已出現(xiàn),64位微型機也已經(jīng)問世,單片上做1000萬個元件已為時不遠。比半導體集成電路快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有重要成果。提高組裝密度和縮短互連線的微組裝技術(shù)是新一代計算機的關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖通信將大量應用。各種高速智能化外部設備不斷涌現(xiàn),光盤的問世將使輔助海量存儲器面目一新。多處理機系統(tǒng)、多機系統(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(稱固件)是發(fā)展趨勢。新型非諾伊曼機、推理計算機、知識庫計算機等已開始實際使用。軟件開發(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、自動化、模塊化、集成化方向發(fā)展。新的高級語言如邏輯型語言、函數(shù)型語言和人工智能的研究將使人-機接口簡單自然(能直接看、聽、說、畫)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)將大為發(fā)展。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要大容量的主存以存放和運行操作系統(tǒng)。
發(fā)展歷史:下面我們結(jié)合計算機的發(fā)展歷史來回顧一下操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程。1、超前代計算機(1945-1955):真空管和插件板40年代中期,美國哈佛大學、普林斯頓高等研究院、賓夕法尼亞大學的一些人使用數(shù)萬個真空管,構(gòu)建了世界上超前臺電子計算機。開啟計算機發(fā)展的歷史。這個時期的機器需要一個小組專門設計、制造、編程、操作、維護每臺機器。程序設計使用機器語言,通過插板上的硬連線來控制其基本功能。這個時候處于計算機發(fā)展的初階段,連程序設計語言都還沒有出現(xiàn),操作系統(tǒng)更是聞所未聞。2、第二代計算機(1955-1965):晶體管和批處理系統(tǒng)這個時期計算機越來越可靠,已從研究院中走出來,走進了商業(yè)應用。但這個時期的計算機主要完成各種科學計算,需要專門的操作人員維護,并且需要針對每次的計算任務進行編程。第二代計算機主要用于科學與工程計算。使用FORTRAN與匯編語言編寫程序。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機配備的操作系統(tǒng))。3、第三代計算機(1965-1980):集成電路芯片和多道程序60年代初,計算機廠商根據(jù)不同的應用分成了兩個計算機系列,一個針對科學計算,一個針對商業(yè)應用。隨著計算機應用的深入。計算機系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。石景山區(qū)品質(zhì)計算機系統(tǒng)服務質(zhì)量保證
32位微型機已出現(xiàn),64位微型機也已經(jīng)問世。順義區(qū)信息化計算機系統(tǒng)服務質(zhì)量保證
對統(tǒng)一兩種應用的計算機需求出現(xiàn)了。這時IBM公司試圖通過引入System/360來解決這個問題。與這個計劃配套,IBM公司組織了OS/360操作系統(tǒng)的開發(fā),然后復雜的需求,以及當時軟件工程水平低下使得OS/360的開發(fā)工作陷入了歷史以來可怕的“軟件開發(fā)泥潭”,誕生了的失敗論著----《神秘的人月》。雖然這個開發(fā)計劃失敗了,但是這個愿望卻成為了計算機廠商的目標。此時,MIT、BellLab(貝爾實驗室)和通用電氣公司決定開發(fā)一種“公用計算機服務系統(tǒng)”----MULTICS,希望其能同時支持數(shù)百名分時用戶的一種機器。結(jié)果這個計劃的研制難度超出了所有人的預料,后這個系統(tǒng)也以失敗結(jié)束。不過,MULTICS的思想?yún)s為后來的操作系統(tǒng)很多提示。20世紀60年代未,一位貝爾實驗室曾參加過MULTICS研制工作的計算機科學家KenThompson,在一臺無人使用的PDP-7機器上開發(fā)出了一套簡化的、單用戶版的MULTICS。后來導致了UNIX操作系統(tǒng)的誕生。UNIX操作系統(tǒng)主導了小型機、工作站以及其他市場。也是至今有影響力的操作系統(tǒng)之一,而Linux也是UNIX系統(tǒng)的一種衍生,下一講我們將專門介紹一下UNIX的發(fā)展歷史。4、第四代計算機(1980-今):個人計算機隨著計算機技術(shù)的不斷更新與發(fā)展。順義區(qū)信息化計算機系統(tǒng)服務質(zhì)量保證
北京鼎億互聯(lián)科技有限公司致力于商務服務,是一家服務型公司。公司業(yè)務分為技術(shù)開發(fā),產(chǎn)品設計,軟件開發(fā),計算機系統(tǒng)服務等,目前不斷進行創(chuàng)新和服務改進,為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務。公司將不斷增強企業(yè)重點競爭力,努力學習行業(yè)知識,遵守行業(yè)規(guī)范,植根于商務服務行業(yè)的發(fā)展。在社會各界的鼎力支持下,持續(xù)創(chuàng)新,不斷鑄造***服務體驗,為客戶成功提供堅實有力的支持。