操作系统的发展现状
10计算机科学与技术 龚秋云
摘要：
计算机操作系统发展各类平台上操作系统的功能演化。综观电脑之历史，操作系统与电脑硬件的发展息息相关。操作系统之本意原为提供简单的工作排序能力，后为辅助更新更复杂的硬件设施而渐渐演化。从最早的批次模式开始，分时机制也随之出现，在多处理器时代来临时，操作系统也随之添加多处理器协调功能，甚至是分布式系统的协调功能。其他方面的演变也类似于此。另一方面，在个人电脑上，个人电脑之操作系统因袭大型电脑的成长之路，在硬件越来越复杂、强大时，也逐步实践以往只有大型电脑才有的功能。可以说，操作系统的历史就是一部解决电脑系统需求与问题的历史。本文主要研究了当前主流操作系统的现状及其发展趋势。
关键词：操作系统、Windows 、UNIX 、LINUX 、现状 、发展趋势
正文：
一、 操作系统的概念
操作系统（Operating System ，简称OS ）是控制和管理计算机软件和硬件资源，合理的组织计算机工作流程及方便用户使用计算机的一个大型程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS 、OS/2、UNIX 、XENIX 、LINUX 、Windows 、Netware 等。
二、 操作系统的研究意义
电子计算机诞生以来： 计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在， 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生, 面对外国商业软件在中国的事实垄断, 重新审视中国基础软件发展战略、配套政策和实施方法已经到了刻不容缓的地步。
三、 现状分析
自20世纪中期电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在, 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生, 现在最具代表性的是Windows 、Unix 和L inux三种操作系统。它们发展的最成熟, 对计算机科学技术的贡献最大。
1、Windows 操作系统
Windows是一款流行的操作系统, 在全球桌面操作系统市场中占有90%左右的份额, 同时在中低端服务器市场也有广泛的应用, 如Web 服务器和数据库服务器。近年微软花费了大量的研发经费提高Windows 运行企业大型程序的能力, 以图扩展应用领域。Windows 作为一个现代操作系统, 无论在技术方面, 还是在市场方面, 都是成功的。
（1）Windows 版本的发展
早期版本的Windows 通常仅仅被看作是一个图形用户界面，不是操作系统，主要因为它们在MS-DOS 上运行并且被用作文件系统服务。不过，即使最早的16位版本的Windows 也已经具有了许多典型的操作系统的功能，包括拥有自己的可执行文件格式以及为应用程序提供自己的设备驱动程序（计时器、图形、打印机、鼠标、键盘以及声卡）。 （2）Windows 特色
Microsoft 开发的Windows 是目前世界上用户最多、且兼容性最强的操作系统。最早的Windows 操作系统从1985年就推出了。改进了微软以往的命令、代码系统Microsoft Dos （简称MS-DOS ）。Microsoft Windows 是彩色界面的操作系统。支持键鼠功能。默认的平台是由任务栏和桌面图标组成的。Windows 系统是“有声有色”的操作系统。除了有颜色以外，声音也必不可少。最重要的还是windows 的硬件必须要驱动程序引导。USB 、声卡、显卡、网卡、光驱、主板、CPU 等等都需要驱动程序。安装了驱动程序就可以正常使用Windows 的硬件。有了主板的驱动，系统才可以正常使用、运行。有声卡才会发声、有显卡才有图像。这一切都是驱动程序的引导才可执行。Windows 是由资源管理器和注册表这两个程序控制。注册表是控制着脚本、命令、启动项目的工具。也是Windows 的核心部分。 （3）Windows 7 Windows 7 是由微软公司开发的，具有革命性变化的操作系统。该系统旨在让人们的日常电脑操作更加简单和快捷，为人们提供高效易行的工作环境。微软为了让更多的用户购买Windows 7，让Windows 7降低系统配置，使得在2005年以后的配置即能够较流畅的运行Windows 7。
系统特色：
Windows 7的设计主要围绕五个重点——针对笔记本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听娱乐的优化；用户易用性的新引擎。 更易用
Windows 7做了许多方便用户的设计，如快速最大化，窗口半屏显示，跳转列表（Jump List），系统故障快速修复等，这些新功能令Windows 7成为最易用的Windows 。 更快速 Windows 7大幅缩减了Windows 的启动时间，据实测，在2008年的中低端配置下运行，系统加载时间一般不超过20秒，这比Windows Vista的40余秒相比，是一个很大的进步。 更简单
Windows 7将会让搜索和使用信息更加简单，包括本地、网络和互联网搜索功能，直观的用户体验将更加高级，还会整合自动化应用程序提交和交叉程序数据
透明性。 更安全
Windows 7包括了改进了的安全和功能合法性，还会把数据保护和管理扩展到外围设备。Windows 7改进了基于角色的计算方案和用户账户管理，在数据保护和坚固协作的固有冲突之间搭建沟通桥梁，同时也会开启企业级的数据保护和权限许可。
2、UNIX 类操作系统
UNIX 操作系统具有统一开放的事实标准和认证规范。该规范使不同UNIX 操作系统上开发的应用程序可以轻松移植, 极大地促进了UNIX 的发展和应用。IBM 、升阳、惠普、思高集团、SGI 等公司都在不停地发展各自的UNIX 产品。UNIX 已经成为大型机、服务器以及工作站的主要操作系统。UNIX 商业化计划催生了GNU 计划, 推动了FreeBSD 、Linux 等开源UNIX 类操作系统的发展。Linux 作为UNIX 技术的继承者, 日益得到越来越多的服务器设备、数据库和中间件等软硬件厂商的支持, 并对商业版UNIX 系统构成很强的威胁。开源软件模式及其实现的价值越来越得到社会的认可。以开源Linux 等为代表的类UNIX 操作系统在不断地侵蚀UNIX 的市场空间。
Unix 因为其安全可靠，高效强大的特点在服务器领域得到了广泛的应用。直到GNU/Linux流行开始前，Unix 也是科学计算、大型机、超级计算机等所用操作系统的主流。
3、Linux 操作系统
Linux 是一类Unix 计算机操作系统的统称。是一套免费使用和自由传播的类Unix 操作系统。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约、全世界都能自由使用的Unix 兼容产品。 无论从
硬件还是从软件来讲, Linux 都已经是一个成熟的操作系统。免费与开源的特性使得Linux 对Windows 的威胁也越来越大。在服务器和嵌入式系统市场上, Linux 已经是主流的操作系统之一。Linux 现正稳步拓展桌面操作系统市场。随着Linux 的流行, 越来越多的厂商开始在其销售的计算机上预装Linux 。
四、 当前状况和存在问题
随着计算机技术和网络技术的普及，在通用主流操作系统仍然占据比较大的市场份额的基础上，未来一些操作系统将逐步向专用化和小型化等方面发展，并具备如下新特点： 1、开源化
随着微软公司与诺维尔（Novel l）公司在Linux 上的结盟以及升阳启动Open Solaris 项目，开源软件模式及其实现的价值越来越得到社会的认可。开源改变了未来操作系统的开发模式，使得聚集大家的力量打破组织边界、持续创造出更高质量、更安全和更易用的操作系统成为可能。另外，更重要的是它改变了操作系统的使用方式——从“使用许可”为主的商业模式变成以支持和咨询等面向服务为主的商业模式，在全球向服务经济 转型的过程中扮演着日益重要的角色。从本质上讲，开源操作系统的开发模式和许可机制更加适合于面向服务的商业模型，其利润核心并不是纯软件开发或者是任何形式的软件产品，而是软件服务。
2、小型化或微型化
通用操作系统的规模和复杂性过大。为了适应特定的应用领域，比如手机、手持游戏机和个人数字助理（PDA26），甚至在特定的家用 设备，如智能遥控器等，未来操作系统必然逐渐向规模和功能小型化发展。此外，随着纳米技术的发展，在一些微型设备中需要专门设计一些微型操作系统，已经开始研究的纳米操作系统就是其中一种。 3、网络化
网络已经成为人们生活中的一部份，操作系统也越来越依赖网络资源的共享与通 信。尽管目前提出了网络操作系统和分布式操作系统，但这类操作系统在技术上还不成 熟，因此要想达到目标，要在相关领域做重点研究。 4、安全化或可信化
迄今为止，基于互联网的应用已经渗透到金融、电信、宇航、电子商务、电子政务 和军事等社会的各个领域。但是互联网本身具有的开放性和动态性正日益导致各种安全问题日益严重，其应用的发展也越来越受到制约。因此，包括微软和升阳在内的众多厂商开始重视并逐步建立起安全和可信的操作系统。然而，这种具有较高安全性和可信性的操作系统离用户可接受程度还有一定距离，这也成为业界积极研究的课题。
五、结语
纵观操作系统近40年的发展历史，可以发现，随着计算机系统互联互通的不断增强和计算需求的不断增长，操作系统在满足功能和性能需求方面也开始与时俱进，适应发展的需要。尽管如此，在安全可信技术方面依然面临许多挑战。未来操作系统的安全性研究包括安全体系结构、安全模型和安全机制等几个方面。开展这些方面的研究需要适应不同用户和应用的需求，以及建立可信的安全保障机制和强调身份证实、完整性和私密性保护等。我们期待着未来的操作系统具有突破性的发展。
参考文献：
[1] 汤小丹、梁红兵. 计算机操作系统学习指导与解题 [M].西安电子科技大学出版社.2007-02.
[2]张尧学、史美林、张高. 计算机操作系统教程. 清华大学出版社[M].2006-10.
补充作业：
假定有四个作业按表第2列所示时间提交给系统，作业的运行长度如表中第3列所示。按照动态优先的原则，计算出它们在系统中的开始时间、结束时间，以及各自在系统中的周转时间。
答： 优先权=
等待时间+要求服务时间
要求服务时间
第一次：运行1号 结束时间是10:00 第二次：（2号等待1.5小时，3号等待1小时，4号等待0.5小时）
2：
3：
4：
1.5+0.50.5
=4
1+0.10.1
=11 =3.5
0.5+0
.20
.21.6+0.50.50.6+0.20.2
第三次：(2号等待1.6小时，4号等待0.6小时）
2：
4：
=4. 2
=4
第四次：运行4号 结束时间是10:48
操作系统的发展现状
10计算机科学与技术 龚秋云
摘要：
计算机操作系统发展各类平台上操作系统的功能演化。综观电脑之历史，操作系统与电脑硬件的发展息息相关。操作系统之本意原为提供简单的工作排序能力，后为辅助更新更复杂的硬件设施而渐渐演化。从最早的批次模式开始，分时机制也随之出现，在多处理器时代来临时，操作系统也随之添加多处理器协调功能，甚至是分布式系统的协调功能。其他方面的演变也类似于此。另一方面，在个人电脑上，个人电脑之操作系统因袭大型电脑的成长之路，在硬件越来越复杂、强大时，也逐步实践以往只有大型电脑才有的功能。可以说，操作系统的历史就是一部解决电脑系统需求与问题的历史。本文主要研究了当前主流操作系统的现状及其发展趋势。
关键词：操作系统、Windows 、UNIX 、LINUX 、现状 、发展趋势
正文：
一、 操作系统的概念
操作系统（Operating System ，简称OS ）是控制和管理计算机软件和硬件资源，合理的组织计算机工作流程及方便用户使用计算机的一个大型程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS 、OS/2、UNIX 、XENIX 、LINUX 、Windows 、Netware 等。
二、 操作系统的研究意义
电子计算机诞生以来： 计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在， 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生, 面对外国商业软件在中国的事实垄断, 重新审视中国基础软件发展战略、配套政策和实施方法已经到了刻不容缓的地步。
三、 现状分析
自20世纪中期电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在, 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生, 现在最具代表性的是Windows 、Unix 和L inux三种操作系统。它们发展的最成熟, 对计算机科学技术的贡献最大。
1、Windows 操作系统
Windows是一款流行的操作系统, 在全球桌面操作系统市场中占有90%左右的份额, 同时在中低端服务器市场也有广泛的应用, 如Web 服务器和数据库服务器。近年微软花费了大量的研发经费提高Windows 运行企业大型程序的能力, 以图扩展应用领域。Windows 作为一个现代操作系统, 无论在技术方面, 还是在市场方面, 都是成功的。
（1）Windows 版本的发展
早期版本的Windows 通常仅仅被看作是一个图形用户界面，不是操作系统，主要因为它们在MS-DOS 上运行并且被用作文件系统服务。不过，即使最早的16位版本的Windows 也已经具有了许多典型的操作系统的功能，包括拥有自己的可执行文件格式以及为应用程序提供自己的设备驱动程序（计时器、图形、打印机、鼠标、键盘以及声卡）。 （2）Windows 特色
Microsoft 开发的Windows 是目前世界上用户最多、且兼容性最强的操作系统。最早的Windows 操作系统从1985年就推出了。改进了微软以往的命令、代码系统Microsoft Dos （简称MS-DOS ）。Microsoft Windows 是彩色界面的操作系统。支持键鼠功能。默认的平台是由任务栏和桌面图标组成的。Windows 系统是“有声有色”的操作系统。除了有颜色以外，声音也必不可少。最重要的还是windows 的硬件必须要驱动程序引导。USB 、声卡、显卡、网卡、光驱、主板、CPU 等等都需要驱动程序。安装了驱动程序就可以正常使用Windows 的硬件。有了主板的驱动，系统才可以正常使用、运行。有声卡才会发声、有显卡才有图像。这一切都是驱动程序的引导才可执行。Windows 是由资源管理器和注册表这两个程序控制。注册表是控制着脚本、命令、启动项目的工具。也是Windows 的核心部分。 （3）Windows 7 Windows 7 是由微软公司开发的，具有革命性变化的操作系统。该系统旨在让人们的日常电脑操作更加简单和快捷，为人们提供高效易行的工作环境。微软为了让更多的用户购买Windows 7，让Windows 7降低系统配置，使得在2005年以后的配置即能够较流畅的运行Windows 7。
系统特色：
Windows 7的设计主要围绕五个重点——针对笔记本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听娱乐的优化；用户易用性的新引擎。 更易用
Windows 7做了许多方便用户的设计，如快速最大化，窗口半屏显示，跳转列表（Jump List），系统故障快速修复等，这些新功能令Windows 7成为最易用的Windows 。 更快速 Windows 7大幅缩减了Windows 的启动时间，据实测，在2008年的中低端配置下运行，系统加载时间一般不超过20秒，这比Windows Vista的40余秒相比，是一个很大的进步。 更简单
Windows 7将会让搜索和使用信息更加简单，包括本地、网络和互联网搜索功能，直观的用户体验将更加高级，还会整合自动化应用程序提交和交叉程序数据
透明性。 更安全
Windows 7包括了改进了的安全和功能合法性，还会把数据保护和管理扩展到外围设备。Windows 7改进了基于角色的计算方案和用户账户管理，在数据保护和坚固协作的固有冲突之间搭建沟通桥梁，同时也会开启企业级的数据保护和权限许可。
2、UNIX 类操作系统
UNIX 操作系统具有统一开放的事实标准和认证规范。该规范使不同UNIX 操作系统上开发的应用程序可以轻松移植, 极大地促进了UNIX 的发展和应用。IBM 、升阳、惠普、思高集团、SGI 等公司都在不停地发展各自的UNIX 产品。UNIX 已经成为大型机、服务器以及工作站的主要操作系统。UNIX 商业化计划催生了GNU 计划, 推动了FreeBSD 、Linux 等开源UNIX 类操作系统的发展。Linux 作为UNIX 技术的继承者, 日益得到越来越多的服务器设备、数据库和中间件等软硬件厂商的支持, 并对商业版UNIX 系统构成很强的威胁。开源软件模式及其实现的价值越来越得到社会的认可。以开源Linux 等为代表的类UNIX 操作系统在不断地侵蚀UNIX 的市场空间。
Unix 因为其安全可靠，高效强大的特点在服务器领域得到了广泛的应用。直到GNU/Linux流行开始前，Unix 也是科学计算、大型机、超级计算机等所用操作系统的主流。
3、Linux 操作系统
Linux 是一类Unix 计算机操作系统的统称。是一套免费使用和自由传播的类Unix 操作系统。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约、全世界都能自由使用的Unix 兼容产品。 无论从
硬件还是从软件来讲, Linux 都已经是一个成熟的操作系统。免费与开源的特性使得Linux 对Windows 的威胁也越来越大。在服务器和嵌入式系统市场上, Linux 已经是主流的操作系统之一。Linux 现正稳步拓展桌面操作系统市场。随着Linux 的流行, 越来越多的厂商开始在其销售的计算机上预装Linux 。
四、 当前状况和存在问题
随着计算机技术和网络技术的普及，在通用主流操作系统仍然占据比较大的市场份额的基础上，未来一些操作系统将逐步向专用化和小型化等方面发展，并具备如下新特点： 1、开源化
随着微软公司与诺维尔（Novel l）公司在Linux 上的结盟以及升阳启动Open Solaris 项目，开源软件模式及其实现的价值越来越得到社会的认可。开源改变了未来操作系统的开发模式，使得聚集大家的力量打破组织边界、持续创造出更高质量、更安全和更易用的操作系统成为可能。另外，更重要的是它改变了操作系统的使用方式——从“使用许可”为主的商业模式变成以支持和咨询等面向服务为主的商业模式，在全球向服务经济 转型的过程中扮演着日益重要的角色。从本质上讲，开源操作系统的开发模式和许可机制更加适合于面向服务的商业模型，其利润核心并不是纯软件开发或者是任何形式的软件产品，而是软件服务。
2、小型化或微型化
通用操作系统的规模和复杂性过大。为了适应特定的应用领域，比如手机、手持游戏机和个人数字助理（PDA26），甚至在特定的家用 设备，如智能遥控器等，未来操作系统必然逐渐向规模和功能小型化发展。此外，随着纳米技术的发展，在一些微型设备中需要专门设计一些微型操作系统，已经开始研究的纳米操作系统就是其中一种。 3、网络化
网络已经成为人们生活中的一部份，操作系统也越来越依赖网络资源的共享与通 信。尽管目前提出了网络操作系统和分布式操作系统，但这类操作系统在技术上还不成 熟，因此要想达到目标，要在相关领域做重点研究。 4、安全化或可信化
迄今为止，基于互联网的应用已经渗透到金融、电信、宇航、电子商务、电子政务 和军事等社会的各个领域。但是互联网本身具有的开放性和动态性正日益导致各种安全问题日益严重，其应用的发展也越来越受到制约。因此，包括微软和升阳在内的众多厂商开始重视并逐步建立起安全和可信的操作系统。然而，这种具有较高安全性和可信性的操作系统离用户可接受程度还有一定距离，这也成为业界积极研究的课题。
五、结语
纵观操作系统近40年的发展历史，可以发现，随着计算机系统互联互通的不断增强和计算需求的不断增长，操作系统在满足功能和性能需求方面也开始与时俱进，适应发展的需要。尽管如此，在安全可信技术方面依然面临许多挑战。未来操作系统的安全性研究包括安全体系结构、安全模型和安全机制等几个方面。开展这些方面的研究需要适应不同用户和应用的需求，以及建立可信的安全保障机制和强调身份证实、完整性和私密性保护等。我们期待着未来的操作系统具有突破性的发展。
参考文献：
[1] 汤小丹、梁红兵. 计算机操作系统学习指导与解题 [M].西安电子科技大学出版社.2007-02.
[2]张尧学、史美林、张高. 计算机操作系统教程. 清华大学出版社[M].2006-10.
补充作业：
假定有四个作业按表第2列所示时间提交给系统，作业的运行长度如表中第3列所示。按照动态优先的原则，计算出它们在系统中的开始时间、结束时间，以及各自在系统中的周转时间。
答： 优先权=
等待时间+要求服务时间
要求服务时间
第一次：运行1号 结束时间是10:00 第二次：（2号等待1.5小时，3号等待1小时，4号等待0.5小时）
2：
3：
4：
1.5+0.50.5
=4
1+0.10.1
=11 =3.5
0.5+0
.20
.21.6+0.50.50.6+0.20.2
第三次：(2号等待1.6小时，4号等待0.6小时）
2：
4：
=4. 2
=4
第四次：运行4号 结束时间是10:48