操作系统理论是在计算机的应用中诞生并成长的,它的发展与计算机硬件的发展是密不可分的。下表是从硬件角度看操作系统的发展轨迹。
年
代
|
硬
件
特
点
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操作系统特点
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背
景
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机械计算机时代(17世纪~20世纪初)
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①
纯机械结构,低速
②
只能进行简单的数学运算
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纯手工操作
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从计算尺到差分机再到分析机发展了数百年
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第一代计算机(1946年~20世纪50年代末)
电子管计算机
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①
体积大,能耗高,故障多,价格贵
②
难以普及应用
|
无操作系统
(程序以机器码编写,载体从插件板到卡片与纸带)
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1906年发明电子管;
1946年第一台电子管计算机ENIAC研制成功
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第二代计算机(20世纪50年代末~60年代中期)
晶体管计算机
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①
采用印刷电路
②
稳定性与可靠性大大提高
③
批量生产成为可能
④
进入实际应用领域但数量有限
|
①
单道批处理系统
②
操作系统以监督软件形式出现
③
任务按顺序方式处理
|
1947年发明晶体管
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第三代计算机(20世纪60年代中期~70年 代初)
集成电路计算机
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①
体积减小,性价比迅速提高
②
小型计算机发展迅速
③
进入商业应用领域
④
尚不适合家庭应用的需求
|
①
涌现大批操作系统,包括多道批处理系统、分时系统和实时系统
②
奠定了现代操作系统的基本框架
|
1958年发明集成电路;1971年Intel公司发明微处理器
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第四代计算机(20世纪70年代中期至今)
大规模集成电路计算机
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①
性能大幅度提高,价格不断下降
②
个人计算机成为市场的主流
③
计算机迅速普及
④
计算机应用进入高速发展的轨道
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①
操作系统的理论基本完善
②
系统与网络通讯一体化(分布式操作系统和网络操作系统)
③
人机交互成为设计重点
④
操作系统性能日渐稳定
|
1981年IBM-PC机诞生;1993年Internet开始商业化运作
|
从上表可以看出:
·
在硬件的性价比较低的时候,操作系统设计追求硬件的使用率,从批处理系统发展到分时系统。
·
随着硬件性价比越来越高,操作系统的设计开始追求系统的可靠性和稳定性,出现了多处理器系统和分布式系统。
·
计算机普及后,操作系统的设计开始追求用户界面的友好。
·
第一代和第二代计算机系统应用范围很小,操作系统的发展非常缓慢,直到第三代计算机系统出现后,才得以高速发展。
·
从第三代到第四代计算机,操作系统的功能模块划分没有变化,说明计算机硬件结构已经稳定,操作系统的发展逐渐摆脱随硬件一起发展的状况,形成自己的理论体系。
·
进入第四代计算机系统后,分布式系统和多处理器系统虽然极大地扩充了操作系统理论,但其系统结构并没有变化,只是各功能模块得以进一步完善。
总的来讲,随着操作系统理论的不断发展,操作系统设计中与硬件相关的部分所占比重越来越小,渐渐走出软件依附于硬件的局面,至今操作系统设计已经支撑起一个庞大的软件产业。
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