有關計算機操作系統(tǒng)的論文(2)
有關計算機操作系統(tǒng)的論文篇二
《計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展》
摘要：隨著操作系統(tǒng)的新技術的不斷出現(xiàn)，用戶的需求也隨之增多，于是系統(tǒng)不斷膨脹，功能不斷增加，并逐漸形成從開發(fā)工具到系統(tǒng)工具再到應用軟件的一個平臺環(huán)境。本文主要針對操作系統(tǒng)在計算機發(fā)展中的核心地位和技術變革作出了分析，同時對算機操作系統(tǒng)的功能，發(fā)展和分類做了簡單的分析和闡述。
關鍵詞：計算機操作系統(tǒng);發(fā)展;新技術;
中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520(2014)-08-00-01
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的內核與基石，它肩負諸如管理與配置內存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設備、連接網(wǎng)絡與協(xié)調文件系統(tǒng)等基本事務。操作系統(tǒng)通過管理硬件資源和軟件資源，控制程序運行，最大限度地發(fā)揮計算機功能，為用戶提供服務。目前的操作系統(tǒng)種類繁多，很難用單一標準統(tǒng)一分類。根據(jù)應用領域來劃分，可分為桌面操作系統(tǒng)、服務器操作系統(tǒng)、主機操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)。
一、操作系統(tǒng)的基本介紹
(一)操作系統(tǒng)的功能：管理計算機系統(tǒng)的硬件、軟件等各種資源，發(fā)揮計算機的自動工作效率;協(xié)調使用過程中各種資源的關系，合理調度各類設備運行;為用戶提供易用的控制界面，方便使用計算機的各項功能。
(二)操作系統(tǒng)的發(fā)展：操作系統(tǒng)原為提供簡單的工作排序能力，后為輔助管理更復雜的硬件設施而逐漸強化。從最早的批次模式開始，分時機制也隨之出現(xiàn)，在多處理器時代來臨時，操作系統(tǒng)也隨之添加多處理器協(xié)調功能，甚至是分布式系統(tǒng)的協(xié)調功能。其他方面的演變也類似于此。
1、手工操作階段。在這個階段的計算機，主要元器件是電子管，運算速度慢，沒有任何軟件，更沒有操作系統(tǒng)。用戶直接使用機器語言編寫程序，上機時完全手工操作，首先將預先準備好的程序紙帶裝入輸入機，然后啟動輸入機把程序和數(shù)據(jù)送入計算機，接著通過開關啟動程序運行，計算完成后，打印機輸出結果。用戶必須是非常專業(yè)的技術人員才能實現(xiàn)對計算機的控制;2、批處理階段。由于20世紀50年代中期，計算機的主要元器件由晶體管取代，運行速度有了很大的提高，這時軟件也開始迅速發(fā)展，出現(xiàn)了早期的操作系統(tǒng)，這就是早期的對用戶提交的程序進行管理的監(jiān)控程序和批處理軟件。3、多程序系統(tǒng)階段。隨著中、小規(guī)模的集成電路在計算機系統(tǒng)中的廣泛應用，CPU的運動速度大大提高，為了提高CPU的利用率，引入了多道程序設計技術，并出現(xiàn)了專門支持多道程序的硬件機構，這一時期，為了進一步提高CPU的利用效率，出現(xiàn)了多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)等等，從而產生了更加強大的監(jiān)管程序，并迅速發(fā)展成為計算機科學中的一個重要分支，就是操作系統(tǒng)。統(tǒng)稱為傳統(tǒng)操作系統(tǒng);4、現(xiàn)代操作系統(tǒng)階段。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路急速的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了微處理器，使得計算機的體系結構更加優(yōu)化，計算機的運行速度進一步提高，而體積卻大大減少。它的最大優(yōu)點是結構清晰、功能全面、可以適應多種用途的需要并且操作使用便捷。
二、操作系統(tǒng)新技術
隨著操作系統(tǒng)不斷發(fā)展，它的新技術主要包括操作系統(tǒng)結構設計的微內核技術和操作系統(tǒng)軟件設計的面向對象技術。
(一)微內核操作系統(tǒng)技術：現(xiàn)代操作系統(tǒng)設計中的一個突出思想是把系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次(即用戶模式)中去運行，而留下一個盡量小的內核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，這就是微內核技術。
1、微內核結構：(1)把那些最基本、最本質的操作系統(tǒng)功能保留在內核中;(2)把大部分操作系統(tǒng)的功能移到內核之外，并且每一個操作系統(tǒng)功能均以單獨進程形式存在;(3)在內核之外的用戶空間中包括所有進程。這些進程之間是客戶/服務器模式。
3、微內核包含的主要成分：(1)中斷和異常處理機制;(2)進程間通信機制;(3)處理機調度機制;(4)有關服務功能的基本機制。
4、微內核的實現(xiàn)：微內核實現(xiàn)中的一個主要問題是“微”和性能要求的綜合考慮。要做到“微”的關鍵是實現(xiàn)機制和策略分離的概念。由于微內核中最主要的是進程間消息通信和中斷處理機制，下面簡述兩者的實現(xiàn)。
(1)進程間通信機制：提供通信服務是微內核的主要功能之一，也是內核實現(xiàn)其他服務的基礎。無論是發(fā)送請求消息和服務器的回答消息都是要經過內核，進程的消息通信一般是通過端口展開。(2)中斷處理機制：微內核結構中將中斷機制與中斷處理分離，即把中斷機制放在微內核中，而把中斷處理放到用戶空間相應的服務進程中。微內核的中斷機制，主要負責以下工作：
當中斷發(fā)生時識別中斷;通過中斷數(shù)據(jù)結構把該中斷信號映射到相關的進程;把中斷轉換成一個消息;把消息發(fā)給用戶空間中相關進程的端口，但內核不涉及到任何中斷處理。
5、微內核結構的優(yōu)點：安全可靠，統(tǒng)一的接口方式，獨立靈活的模塊結構，較強的升級擴展能力和跨平臺兼容性，同時提供了對分布式系統(tǒng)的支持。
6、微內核的主要缺點：在微內核結構下，一次系統(tǒng)服務過程需要模式轉換和進程地址空間的開關，這就增加運算量，影響執(zhí)行速度。
(二)面向對象操作系統(tǒng)技術：面向對象操作系統(tǒng)是指基于對象模型的操作系統(tǒng)。
1、面向對象的核心概念：面向對象的基本思想是把要構造的系統(tǒng)表示成一系列對象的集合。其中的對象是指把一組數(shù)據(jù)和該數(shù)據(jù)的一些基本操作封裝在一起所形成的一個實體。面向對象的核心概念包括以下幾個方面：(1)封裝：在面向對象中，封裝的含義是將一個數(shù)據(jù)集和與這個數(shù)據(jù)有關的操作封裝在一起，形成一個能動的實體，即對象。封裝要求對象內部的代碼和數(shù)據(jù)受保護。(2)繼承：繼承是指一些對象可以繼承另一些對象的功能和特征。(3)多態(tài)性：所謂多態(tài)性是指一個名字多種語義，或相同界面多種實現(xiàn)。多態(tài)性在面向對象語言中是由重載和虛函數(shù)來實現(xiàn)的。(4)消息：消息是對象之間相互請求和相互合作的途徑。
2、面向對象操作系統(tǒng)在面向對象操作系統(tǒng)中，對象作為一種并發(fā)單位，所有系統(tǒng)資源，包括文件、進程、內存塊等都被認為是一種對象，對系統(tǒng)資源的所有操作都是通過使用對象服務來完成的。面向對象操作系統(tǒng)的優(yōu)點：(1)可以減少修改操作系統(tǒng)對于系統(tǒng)本身的影響。(2)操作系統(tǒng)的安全措施得以簡化。(3)對象為進程之間分享資源提供了便利。
三、結束語
在過去的幾十年里操作系統(tǒng)發(fā)生了革命性的變化：技術創(chuàng)新、用戶體驗升級、應用領域擴展、功能不斷完善。同過去的幾十年一樣，在未來的20年操作系統(tǒng)也將發(fā)生巨大的變化。我們現(xiàn)在使用的操作系統(tǒng)已經比較完善，相信以后的操作系統(tǒng)技術仍將逐步提高，使得操作更加簡便快捷。我也相信在未來，計算機技術會我們生活更加豐富多彩。
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