11-2 操作系統發展

操作系統發展

01? OS從無到有、從簡單到復雜、完善

02? OS 隨著計算機硬件技術的發展而發展

03? 為滿足不同的需求，出現了多種類型的OS

操作系統的發展過程

發展動力：“需求推動發展”

1 資源利用角度

為了提高計算機資源利用率和系統性能, 從單道到多道、集中到分布、從專用到泛在等

2 用戶角度

方便用戶，人機交互

3 技術角度

物理器件發展, CPU的位寬度(指令和數據)、快速外存、光器件等，以及計算機體系結構的不斷發展：單處理機、多處理機、多核、計算機網絡

OS的發展和計算機硬件技術、體系結構相關

第一代 (1946 年- - 1955 年) ) ： 真空管時代，無操作系統

第二代 (1955 年- - 1965 年) ) ： 晶體管時代，批處理系統

第三代 (1965 年- - 1980 年) ) ： 集成電路時代，多道程序設計

第四代 (1980 年 - - 至今) ) ： 大規模和超大規模集成電路時代，分時系統。

現代計算機正向著巨型、微型、并行、分布、網絡化和智能化幾個方面發展。

Development and Types of OS

No operating system 無操作系統

Simple Batch Systems 簡單批處理系統

Multiprogramming Batched Systems 多道程序批處理系統

Time-Sharing Systems 分時系統

Real -Time Systems 實時系統

Embedded SystemS 嵌入式系統

Parallel Systems 并行系統

Distributed Systems 分布式系統

操作系統的發展過程

(

ENIAC計算機

運算速度：1000次/每秒, 數萬個真空管, 占地100平方米。

沒有程序設計語言(甚至沒有匯編)，更談不上操作系統。

程序員提前預約一段時間，然后到機房將他的插件板插到計算機里。

期盼著在接下來的時間中幾萬個真空管不會燒斷，從而可以計算自己的題目。

工作方式：人工操作方式，用戶是計算機專業人員；

工作方式

編程語言：機器語言；

I/O：紙帶或卡片；

缺點

1、用戶獨占全機，獨占系統的全部硬件資源，設備利用率很低

2、CPU等待用戶：手工裝入/卸取紙帶或卡片

50 年代早期，出現了穿孔卡片，程序寫在卡片上然后讀入計算機，但計算過程則依然如舊

主要矛盾

人機矛盾：人工操作方式與機器利用率的矛盾批處理

CPU與I/O之速度不匹配的矛盾

提高效率的途徑

批處理

脫機I/O

脫機I/O方式

I/O工作在外圍機/衛星機的控制下完成，或者說是在脫離主機的情況下進行。使用磁帶作為輸入/輸出的中介，這種具體的輸入/輸出不需要在主計算機上進行的方式稱“脫機輸入/輸出”

操作系統的發展過程

2. 單道批處理系統(simple batch processing)

50年代末 ~ 60年代中(晶體管)

把一批作業以脫機輸入方式輸入到磁帶/磁鼓

利用磁帶或磁盤把任務分類編成作業順序執行

每批作業由專門監督程序(Monitor)自動依次處理

批處理系統解決了高速計算機的運算、處理能力與人工干預之間的速度矛盾，實現了作業自動過渡。

早期批處理系統

單道批處理系統

運行特征：

順序性：磁帶上的各道作業是順序地進入內存，各作業的完成順序與他們進入內存的順序相同

單道性:內存中僅有一道程序運行

自動性

優點

減少了CPU的空閑時間，提高了主機CPU和I/O設備的使用效率，提高了吞吐量。

缺點

CPU和I/O設備使用忙閑不均．

總結

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