探討計算機操作系統相關的論文(2)
探討計算機操作系統相關的論文
探討計算機操作系統相關的論文篇二
《淺談計算機操作系統及其發展》
摘要：隨著我國經濟社會的快速發展，計算機已經逐漸滲透到人們生活的各個領域，計算機操作系統也得到了長足的發展，操作系統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，操作系統功能強大，能夠為用戶帶來良好的界面體驗，當然操作系統也在不斷的完善和發展，操作系統從最簡單的批處理系統、分時操作系統，到今天的各種面向PC的操作系統和面向大型機的多任務、多用戶系統，它們在調度和控制計算活動，提供軟件開發、運行和應用環境，挖掘計算機潛力，提高計算機的性能方面發揮著越來越重要的作用。對計算機操作系統的研究，學者一般集中在對計算機系統開發的研究上，而從計算機系統及其發展的角度進行研究的文章較少，本文從計算機系統基本情況著手，探討了現代計算機操作系統的功能，并對計算機操作系統的發展情況進行了簡單的總結。希望能夠對計算機操作系統理論研究有所啟發。
關鍵字：計算機操作系統;發展
一、計算機操作系統概述
(一)操作系統發展的目標
操作系統一方面直接管理和控制著所有的硬件和軟件，使計算機系統的各部件相互協調一致的開展工作，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境，使用戶能夠通過操作系統充分而有效的使用計算機。計算機操作系統有四個方面的目標：
(1)方便。進行操作系統配置能夠是用戶計算機系統更容易運用，方便用戶利用計算機處理任務。
(2)有效。操作系統要能夠使計算機系統的CPU和I/O設備得到更有效的利用。
(3)可擴展能力。計算機操作系統要適應計算機硬件和體系結構的方面，要具有良好的擴展性，可擴展性是計算機系統性能是否優越的重要指標。
(4)開放性。計算機操作系統要適應各種不同類型的計算機硬件系統，實現應用程序的可移植和互操作性，互聯網是一個開放性平臺，這也決定了計算機操作系統必須是一個開放性平臺。能夠幫助用戶實現資源共享。
(二)用戶角度下的操作系統層次結構
二、計算機操作系統功能
(一)處理器管理
計算機操作系統一個重要的功能就是實現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鍵指標，計算機在執行單道作業或者單用戶作業命令時，對處理器的管理任務相對簡單，但是在計算機執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，計算機操作系統能夠有效解決這一問題，計算機操作系統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)內存分配。在內存中有操作系統、其他系統軟件及一個或多個用戶程序。如何分配內存、以保障系統及各用戶程序存儲區不沖突，是內存分配解決的主要問題。
(2)存儲保護。系統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行過程中不會相互占用，并且確保用戶執行程序無法破壞系統程序。
(3)內存擴充。內存擴充很有必要，在用戶執行程序已經超過計算機系統所能提供的存儲容量時，內存擴充能夠將內部存儲器和外部存儲器結合起來進行管理。
(三)設備管理
現代計算機系統配置設備類型眾多，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，重裝系統根據一定的分配策略進行統一分配，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，是對系統的軟件資源的管理。計算機系統中運行的各種程序和數據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)作業管理
計算機技術中作業的概念是指用戶請求計算機系統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步，作業管理包括作業的調度與控制管理兩個方面，作業調度是指在多道程序設計中，系統要在多個程序作業中按照一定的策略選取如果作業，為他們分配必要的共享資源使之執行，常用的作業調度策略包括先來先服務策略、最短作業優先策略、響應比最高者優先策略、優先數策略以及分類調度策略等。
三、計算機操作系統發展
操作系統發展的概況
計算機操作系統的發展是伴隨著計算機技術發展進行的，計算機操作系統是由于客觀需要而產生的，它伴隨著幾十斤技術及其應用的發展而不斷的在提高，其功能也在不斷的完善和發展，操作系統功能的發展從弱到強，在計算機系統中的地位不斷的上升，已經發展成為計算機系統的核心。計算機操作系統的發展經歷了幾個比較重要的階段。
(1)手工處理階段。沒有操作系統，也沒有相應的操作軟件，計算機技術的發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。批處理系統階段克服了手工操作的缺點，實現了計算機作業的自動過度，改善了主機CPU和輸入輸出設備的使用情況，提高了計算機系統的處理能力。
(3)多道程序系統。多道程序系統是在單道批處理系統基礎上發展而來，多道程序設計通過組織作業以使CPU總有一個作業可以執行，從而提高CPU的整體利用率。多道程序系統內存分布示意圖如下所示：
(4)分時系統。分時系統是在批處理系統、多道程序系統沒有實現為用戶提供與計算機系統直接交互的能力這一目標基礎上發展起來的。分時操作系統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機使用。每個用戶能夠通過自己的終端向系統發出各種操作控制指令，完成作業的運作。
(5)實時系統。多道程序系統和分時系統能獲得較為令人滿意的結果，但是仍然不能實現把計算機用于生產過程的實時控制，在這一任務需求背景下，實時系統應運而生，實時系統能夠實現對生產過程的實時控制，并且能夠實現現場采集數據，還可以對采集的數據進行及時處理。
(6)多處理系統。多處理系統試圖從計算機體系結構上來改善系統的性能，所處理系統的出現是為了增加系統的吞吐量、節省投資、提高系統的可靠性等。
(7)網絡操作系統。計算機網絡操作系統是建立在計算機技術和通信技術高度發展的基礎上二者相互結合的產物，網絡操作系統有兩種模式即客戶/服務器模式和對等模式。
(8)分布式操作系統。分布式操作系統是在集中性操作系統基礎上發展而來，分布式操作系統具有分布性、并行性、透明性、共享性等特點。
四、結束語
計算機技術的發展速度已經遠遠超出了我們的想象，計算機操作系統也在隨著計算機技術的發展而不斷完善和發展，要從總體上把握計算機操作系統的發展現狀才有可能在外來的技術潮流中不被時代所淘汰。
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