摘要：21世紀是信息時代，信息時代最重要的表現(xiàn)就是計算機技術(shù)的廣泛運用及發(fā)展，操作系統(tǒng)是管理計算機軟硬件資源、控制程序運行、改善人機界面和為應用軟件提供支持的一種系統(tǒng)，本文希望通過對計算機操作系統(tǒng)及其發(fā)展情況進行研究，揭示出計算機操作系統(tǒng)發(fā)展的基本情況，這對我們深刻理解計算機技術(shù)發(fā)展的過去、現(xiàn)在以及預測計算機技術(shù)未來的發(fā)展方向具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：計算機；操作系統(tǒng)；發(fā)展

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 10-0000-02

一、引言

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，計算機已經(jīng)逐漸滲透到人們生活的各個領(lǐng)域，計算機操作系統(tǒng)也得到了長足的發(fā)展，操作系統(tǒng)是管理計算機軟硬件資源、控制程序運行、改善人機界面和為應用軟件提供支持的一種系統(tǒng)，操作系統(tǒng)功能強大，能夠為用戶帶來良好的界面體驗，當然操作系統(tǒng)也在不斷的完善和發(fā)展，操作系統(tǒng)從最簡單的批處理系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)，到今天的各種面向PC的操作系統(tǒng)和面向大型機的多任務、多用戶系統(tǒng)，它們在調(diào)度和控制計算活動，提供軟件開發(fā)、運行和應用環(huán)境，挖掘計算機潛力，提高計算機的性能方面發(fā)揮著越來越重要的作用。對計算機操作系統(tǒng)的研究，學者一般集中在對計算機系統(tǒng)開發(fā)的研究上，而從計算機系統(tǒng)及其發(fā)展的角度進行研究的文章較少，本文從計算機系統(tǒng)基本情況著手，探討了現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)的功能，并對計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展情況進行了簡單的總結(jié)。希望能夠?qū)τ嬎銠C操作系統(tǒng)理論研究有所啟發(fā)。

二、計算機操作系統(tǒng)概述

（一）操作系統(tǒng)發(fā)展的目標

操作系統(tǒng)一方面直接管理和控制著所有的硬件和軟件，使計算機系統(tǒng)的各部件相互協(xié)調(diào)一致的開展工作，另一方面它想用戶提供正確的利用軟硬件資源的方法和環(huán)境，使用戶能夠通過操作系統(tǒng)充分而有效的使用計算機。計算機操作系統(tǒng)有四個方面的目標：

（1）方便。進行操作系統(tǒng)配置能夠是用戶計算機系統(tǒng)更容易運用，方便用戶利用計算機處理任務。

（2）有效。操作系統(tǒng)要能夠使計算機系統(tǒng)的CPU和I/O設備得到更有效的利用。

（3）可擴展能力。計算機操作系統(tǒng)要適應計算機硬件和體系結(jié)構(gòu)的方面，要具有良好的擴展性，可擴展性是計算機系統(tǒng)性能是否優(yōu)越的重要指標。

（4）開放性。計算機操作系統(tǒng)要適應各種不同類型的計算機硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)應用程序的可移植和互操作性，互聯(lián)網(wǎng)是一個開放性平臺，這也決定了計算機操作系統(tǒng)必須是一個開放性平臺。能夠幫助用戶實現(xiàn)資源共享。

（二）用戶角度下的操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

三、計算機操作系統(tǒng)功能

（一）處理器管理

計算機操作系統(tǒng)一個重要的功能就是實現(xiàn)對中央處理器的管理，總所周知，中央處理器是計算機的核心部件，它是決定計算機性能的關(guān)鍵指標，計算機在執(zhí)行單道作業(yè)或者單用戶作業(yè)命令時，對處理器的管理任務相對簡單，但是在計算機執(zhí)行多道程序或者命令時，如何將中央處理器的時間合理的分配給各個程序這一任務就相對復雜，計算機操作系統(tǒng)能夠有效解決這一問題，計算機操作系統(tǒng)對處理器的管理就是要解決CPU分配策略、實施方法等問題。

（二）存儲管理

計算機操作系統(tǒng)存儲管理主要工作任務是對存儲器進行分配、保護、擴充和管理，主要圍繞以下三個方面開展工作：

（1）內(nèi)存分配。在內(nèi)存中有操作系統(tǒng)、其他系統(tǒng)軟件及一個或多個用戶程序。如何分配內(nèi)存、以保障系統(tǒng)及各用戶程序存儲區(qū)不沖突，是內(nèi)存分配解決的主要問題。

（2）存儲保護。系統(tǒng)中存在著多個任務程序運行，通過存儲管理可以保證程序在執(zhí)行過程中不會相互占用，并且確保用戶執(zhí)行程序無法破壞系統(tǒng)程序。

（3）內(nèi)存擴充。內(nèi)存擴充很有必要，在用戶執(zhí)行程序已經(jīng)超過計算機系統(tǒng)所能提供的存儲容量時，內(nèi)存擴充能夠?qū)?nèi)部存儲器和外部存儲器結(jié)合起來進行管理。

（三）設備管理

現(xiàn)代計算機系統(tǒng)配置設備類型眾多，設備操作性能各部相同，設備管理是計算機系統(tǒng)必須面對和處理的問題，計算機設備管理是能夠用于對設備進行控制和管理的一組程序。設備管理的主要任務是：

（1）設備分配。用戶提出使用外部設備請求后，重裝系統(tǒng)根據(jù)一定的分配策略進行統(tǒng)一分配，并為用戶使用外部設備提供簡單方便的命令。

（2）輸入輸出操作控制。設備管理程序根據(jù)用戶提出的請求控制外部設備進行實際的輸入輸出操作，并完成輸入輸出的善后處理。

（四）文件管理

文件管理稱為文件系統(tǒng)，是對系統(tǒng)的軟件資源的管理。計算機系統(tǒng)中運行的各種程序和數(shù)據(jù)均為計算機的軟件資源，均以文件的形式存放在外存中，操作系統(tǒng)的對文件的管理主要包括：文件目錄管理、文件存儲空間的分配以及為用戶提供靈活方便的操作命令。

（五）作業(yè)管理

計算機技術(shù)中作業(yè)的概念是指用戶請求計算機系統(tǒng)完成的一個獨立任務，它必須包括若干個加工步驟才能完成，加工步驟的每一步成為作業(yè)步，作業(yè)管理包括作業(yè)的調(diào)度與控制管理兩個方面，作業(yè)調(diào)度是指在多道程序設計中，系統(tǒng)要在多個程序作業(yè)中按照一定的策略選取如果作業(yè)，為他們分配必要的共享資源使之執(zhí)行，常用的作業(yè)調(diào)度策略包括先來先服務策略、最短作業(yè)優(yōu)先策略、響應比最高者優(yōu)先策略、優(yōu)先數(shù)策略以及分類調(diào)度策略等。

四、計算機操作系統(tǒng)發(fā)展

操作系統(tǒng)發(fā)展的概況

計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展是伴隨著計算機技術(shù)發(fā)展進行的，計算機操作系統(tǒng)是由于客觀需要而產(chǎn)生的，它伴隨著幾十斤技術(shù)及其應用的發(fā)展而不斷的在提高，其功能也在不斷的完善和發(fā)展，操作系統(tǒng)功能的發(fā)展從弱到強，在計算機系統(tǒng)中的地位不斷的上升，已經(jīng)發(fā)展成為計算機系統(tǒng)的核心。計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個比較重要的階段。

（1）手工處理階段。沒有操作系統(tǒng)，也沒有相應的操作軟件，計算機技術(shù)的發(fā)展還處在電子管時代，計算機運算速度慢。用戶直接使用機器語言編制程序，計算機運行時獨占整個計算機資源，上機處理任務全靠手工完成。

（2）批處理階段。批處理系統(tǒng)階段克服了手工操作的缺點，實現(xiàn)了計算機作業(yè)的自動過度，改善了主機CPU和輸入輸出設備的使用情況，提高了計算機系統(tǒng)的處理能力。

（3）多道程序系統(tǒng)。多道程序系統(tǒng)是在單道批處理系統(tǒng)基礎上發(fā)展而來，多道程序設計通過組織作業(yè)以使CPU總有一個作業(yè)可以執(zhí)行，從而提高CPU的整體利用率。多道程序系統(tǒng)內(nèi)存分布示意圖如下所示：

（4）分時系統(tǒng)。分時系統(tǒng)是在批處理系統(tǒng)、多道程序系統(tǒng)沒有實現(xiàn)為用戶提供與計算機系統(tǒng)直接交互的能力這一目標基礎上發(fā)展起來的。分時操作系統(tǒng)能夠把處理器的運行時間分成很短的時間片，按時間片輪流把處理器分配給各聯(lián)機使用。每個用戶能夠通過自己的終端向系統(tǒng)發(fā)出各種操作控制指令，完成作業(yè)的運作。

（5）實時系統(tǒng)。多道程序系統(tǒng)和分時系統(tǒng)能獲得較為令人滿意的結(jié)果，但是仍然不能實現(xiàn)把計算機用于生產(chǎn)過程的實時控制，在這一任務需求背景下，實時系統(tǒng)應運而生，實時系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時控制，并且能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，還可以對采集的數(shù)據(jù)進行及時處理。

（6）多處理系統(tǒng)。多處理系統(tǒng)試圖從計算機體系結(jié)構(gòu)上來改善系統(tǒng)的性能，所處理系統(tǒng)的出現(xiàn)是為了增加系統(tǒng)的吞吐量、節(jié)省投資、提高系統(tǒng)的可靠性等。

（7）網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。計算機網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是建立在計算機技術(shù)和通信技術(shù)高度發(fā)展的基礎上二者相互結(jié)合的產(chǎn)物，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有兩種模式即客戶/服務器模式和對等模式。

（8）分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)是在集中性操作系統(tǒng)基礎上發(fā)展而來，分布式操作系統(tǒng)具有分布性、并行性、透明性、共享性等特點。

五、結(jié)束語

計算機技術(shù)的發(fā)展速度已經(jīng)遠遠超出了我們的想象，計算機操作系統(tǒng)也在隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而不斷完善和發(fā)展，要從總體上把握計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀才有可能在外來的技術(shù)潮流中不被時代所淘汰。

參考文獻：

[1]王丹.計算機操作系統(tǒng)發(fā)展研究[J].電子科技大學，2009，5，31(5):14-15

[2]楊崇.淺談計算機操作系統(tǒng)的發(fā)展[J].華中科技大學，2008，5，31(5):14-15

[3]焦奇峰.計算機科學科學技術(shù)研究[J].科學出版社，2010，5，31(5):14-15

[4]費茂盛.計算機科學技術(shù)探討[J].電子出版社，2008，5，31(5):14-15

[5]石希奇.計算機與科學[J].教育出版社，2007，5，31(5):14-15

[作者簡介]嚴靜茹（1984-），女，侗族，貴州凱里市人，貴州大學學士，貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學院，助教，研究方向：軟件。