chapter 01 操作系統(tǒng)概論

第一章操作系統(tǒng)概論1.1操作系統(tǒng)概觀1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展1.3操作系統(tǒng)提供的服務(wù)和用戶接口1.4操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.5流行操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1操作系統(tǒng)概觀操作系統(tǒng)的定義和目標(biāo)操作系統(tǒng)的作用和功能操作系統(tǒng)的主要特性隨處可見(jiàn)的電子設(shè)備所有的電子設(shè)備都有操作系統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)(大型機(jī)，微型機(jī)…)汽車(chē)電子控制部件火星漫步者手持設(shè)備(手機(jī)，PDA)洗衣機(jī)，微波爐本課討論范圍限于計(jì)算機(jī)OSAltair8080如果我們沒(méi)有操作系統(tǒng)…最基本的計(jì)算機(jī)由CPU，存儲(chǔ)器以及輸入/輸出設(shè)備組成。SourceCodeCompilerObjectCodeHardware在沒(méi)有操作系統(tǒng)的時(shí)代，人們是通過(guò)一個(gè)控制面板將ObjectCode輸入內(nèi)存并讀出結(jié)果。0x2A3B0x20現(xiàn)在我們是怎么做的？每按一個(gè)鍵系統(tǒng)都要字符回顯示至顯示器，直至輸入回車(chē)，數(shù)據(jù)就被寫(xiě)入指定地址的內(nèi)存了。誰(shuí)將字符顯示到顯示器上？(屏顯處理程序)它如何得知我的指令結(jié)束？(鍵盤(pán)處理程序)它怎么知道我是要寫(xiě)而 不是讀？(命令處理程序)Write0x2A3B0x20

Write0x2A3B0x20

操作系統(tǒng)是什么？OS是屏顯處理程序+鍵盤(pán)處理程序+命令處理程序？這樣的OS太過(guò)簡(jiǎn)單，無(wú)法管理文件，無(wú)法上網(wǎng)，無(wú)法…OS是屏顯處理程序+鍵盤(pán)處理程序+命令處理程序+文件管理程序+網(wǎng)絡(luò)接入程序…？OS是N個(gè)提供服務(wù)程序的集合人們希望OS完成哪些工作？方便地操作計(jì)算機(jī)使計(jì)算機(jī)的功能得到擴(kuò)充有效管理我的文檔盡可能地快速完成我下達(dá)的任務(wù)自己可以在其之上開(kāi)發(fā)新功能OS就是一套能完成上述工作的軟件操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機(jī)界面，提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件

(可以是硬件嗎？)。 硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件 軟件 應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)用戶1用戶2用戶3用戶4用戶n財(cái)務(wù)系統(tǒng)航空訂票上網(wǎng)瀏覽電子商務(wù)科學(xué)計(jì)算（應(yīng)用程序）編譯程序匯編程序編輯程序數(shù)據(jù)庫(kù)（系統(tǒng)程序）操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件………Interface--接口(邊界)接口提供了一條合理的邊界，使接口的兩邊可以很好的對(duì)話。接口可分成硬-硬、軟-硬、軟-軟幾類，OS和硬件之間是軟-硬接口。instructionsetsoftwarehardware操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)者應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)者OS接管計(jì)算機(jī)的過(guò)程打開(kāi)電源CPU將控制權(quán)交給BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)，存入于CMOS中）BIOS運(yùn)行一個(gè)程序：通電自測(cè)試程序BIOS確認(rèn)所有外部設(shè)備：硬盤(pán)或擴(kuò)充卡BIOS找到磁盤(pán)的引導(dǎo)區(qū)（通常在磁盤(pán)的最開(kāi)始的部分），將接下來(lái)的512Bytes主引導(dǎo)程序裝入內(nèi)存。（主引導(dǎo)程序是一段代碼，它可以將OS余下部分裝入內(nèi)存）引導(dǎo)操作系統(tǒng)結(jié)束，操作系統(tǒng)接管計(jì)算機(jī)用戶如何透過(guò)OS支配硬件(VM)OS向用戶提供一個(gè)容易理解和使用的“計(jì)算機(jī)”，用戶對(duì)這個(gè)“計(jì)算機(jī)”的操作都將被轉(zhuǎn)化成OS對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的操作。E.g.在“我的電腦”中復(fù)制、粘貼文件。ApplicationOperatingSystemHardwarePhysicalMachineInterfaceVirtualMachineInterfaceOS能做些什么？(OS的功能)OS是一個(gè)協(xié)調(diào)者和交通警察管理資源硬件資源(處理機(jī)，存儲(chǔ)器，設(shè)備)信息資源(文件)解決申請(qǐng)資源時(shí)產(chǎn)生的沖突阻止錯(cuò)誤的產(chǎn)生和對(duì)計(jì)算機(jī)不正當(dāng)?shù)氖褂肙S是一個(gè)便利器提供良好的用戶界面標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)庫(kù)使得編程更加方便并且不容易出錯(cuò)操作系統(tǒng)的主要功能處理器管理存儲(chǔ)管理設(shè)備管理文件管理網(wǎng)絡(luò)與通信管理用戶接口虛擬性： 是指把物理實(shí)體變成邏輯對(duì)應(yīng)物。 如虛擬軟驅(qū)、虛擬硬盤(pán)、虛擬光驅(qū)、虛擬內(nèi)存、虛擬打印機(jī)、虛擬攝像頭。操作系統(tǒng)的主要特性并發(fā)性共享性異步性虛擬性并發(fā)：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)程序宏觀上：這些程序是同時(shí)在執(zhí)行的微觀上：任何時(shí)刻只有一個(gè)程序在執(zhí)行，即微觀上這些程序在CPU上輪流執(zhí)行并行：與并發(fā)相似，但多指硬件支持共享： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源可被多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的程序共同使用?；コ夤蚕?如打印機(jī)、磁帶機(jī)等同時(shí)訪問(wèn) 如磁盤(pán)等異步性（隨機(jī)性）：

AB終點(diǎn)BA1.2操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展人工操作階段管理程序階段多道程序設(shè)計(jì)與操作系統(tǒng)的形成人工操作階段(沒(méi)有OS的時(shí)代)穿孔卡片 程序?qū)懺诳ㄆ先缓笞x入計(jì)算機(jī)管理程序階段(OS的軟件雛形)操作員集中一批用戶提交的作業(yè)，由管理程序?qū)⑦@批作業(yè)從紙帶或卡片機(jī)輸入到磁帶上，每當(dāng)一批作業(yè)輸入完成后，管理程序自動(dòng)把磁帶上的第一個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存，并把控制權(quán)交給作業(yè)。當(dāng)該作業(yè)執(zhí)行完成后，作業(yè)又把控制權(quán)繳回管理程序，管理程序再調(diào)入磁帶上的第二個(gè)作業(yè)到內(nèi)存執(zhí)行。例題（p11）計(jì)算某個(gè)數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，輸入500個(gè)字符(花78ms)，經(jīng)CPU處理52ms后，將結(jié)果2000個(gè)字符存到磁帶上(花20ms)，重復(fù)進(jìn)行，直至輸入數(shù)據(jù)全部處理完畢。單道算題運(yùn)行時(shí)處理器的使用效率78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150228280300378430450時(shí)間CPU利用率=52/(78+52+20)≈35%

多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并啟動(dòng)進(jìn)行計(jì)算的方法。從宏觀上看:并行從微觀上看:串行引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的根本目的:提高CPU的利用率實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的硬件保證：處理器和外圍設(shè)備具可以并行工作例題（p11-12）接上題，計(jì)算機(jī)還接受了另一算題：先從另一臺(tái)磁帶機(jī)上輸入2000個(gè)字符（花20ms），經(jīng)42毫秒的處理后，從行式打印機(jī)上輸出兩行(約花88ms)。兩道算題運(yùn)行時(shí)處理器的使用效率

78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)1130150228280300378430450時(shí)間磁帶機(jī)2打印機(jī)P2P2P1P2P1P1P2CPU利用率=(52+42)/(78+52+20)≈63%例題（p12）甲、乙兩道程序，獨(dú)占計(jì)算機(jī)單道運(yùn)行時(shí)每道花一個(gè)小時(shí)，若此時(shí)處理器利用率為30％，粗略地說(shuō)，甲(或乙)程序執(zhí)行時(shí)所需要的處理器時(shí)間為：

1小時(shí)×30％＝18分鐘假定按多道程序設(shè)計(jì)方法運(yùn)行，處理器的利用率達(dá)50％，提供36分鐘的CPU時(shí)間，約要運(yùn)行72分鐘。加上系統(tǒng)開(kāi)銷，若共花80分鐘。單道運(yùn)行時(shí)，甲、乙依次執(zhí)行完需120分鐘，采用多道程序設(shè)計(jì)方法后可以提高效率：

(120-80)／120≈33％甲、乙兩道程序，如果單道運(yùn)行，它花60分鐘就可得到結(jié)果，多道運(yùn)行時(shí)，卻要花80分鐘才有結(jié)果，延長(zhǎng)了20分鐘，即延長(zhǎng)了33％的時(shí)間。(80-60)/60≈33%

多道程序設(shè)計(jì)產(chǎn)生的問(wèn)題采用多道程序設(shè)計(jì)提高了效率，即增長(zhǎng)了單位時(shí)間的算題量，但對(duì)每道程序來(lái)說(shuō)，卻延長(zhǎng)了計(jì)算時(shí)間。多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐率是以犧牲用戶的響應(yīng)時(shí)間為代價(jià)的。多道程序設(shè)計(jì)的道數(shù)問(wèn)題多道程序設(shè)計(jì)的道數(shù)多少不是任意的（如兩道程序都要用某一臺(tái)打印機(jī)）內(nèi)存儲(chǔ)器的容量和用戶的響應(yīng)時(shí)間等因素也影響多道程序道數(shù)的多寡。一道程序等待I/O操作的時(shí)間占其運(yùn)行時(shí)間的比例為p，當(dāng)內(nèi)存中有n道程序時(shí)，所有程序都等待I/O的概率是pn，那么，

CPU利用率=1-pn

其中n稱多道程序的道數(shù)或度數(shù)，可見(jiàn)CPU的利用率是n的函數(shù)。注：解題時(shí)是否使用該公式請(qǐng)依題意內(nèi)存數(shù)量對(duì)CPU利用率的影響若計(jì)算機(jī)有1MB內(nèi)存，操作系統(tǒng)占200KB，其余空間允許4道用戶程序共享，每個(gè)占用200KB，如果進(jìn)程平均花費(fèi)80%的時(shí)間等待I/O操作。則(忽略操作系統(tǒng)開(kāi)銷時(shí))：

CPU利用率=1-(0.8)4=59%當(dāng)增加1MB內(nèi)存后，多道程序可從4道增加到9道，因而，CPU的利用率=1-(0.8)9=87%，第二個(gè)1MB內(nèi)存提高了28%的系統(tǒng)吞吐量。增加第三個(gè)1MB內(nèi)存只將CPU的利用率從87%提高到96%，吞吐量?jī)H提高了10%。多道程序設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提高了CPU的利用率，提高了內(nèi)存和I/O設(shè)備的利用率，改進(jìn)了系統(tǒng)的吞吐率，充分發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性。其主要缺點(diǎn)是:作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)。三個(gè)關(guān)鍵促成了操作系統(tǒng)的形成中斷技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了多道程序的切換通道技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了硬件之間的并行性磁盤(pán)的問(wèn)世 高速高容量的存儲(chǔ)器充當(dāng)虛擬存儲(chǔ)器如何獲得課件和資料？U盤(pán)拷貝后續(xù)發(fā)布網(wǎng)站（可能）操作系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史“微芯片上集成的晶體管數(shù)目每18個(gè)月翻一番”

--戈登·摩爾硬件發(fā)展帶動(dòng)操作系統(tǒng)的發(fā)展0.24,00025,0000.1110s23216110,0001Gb/s9600b/s100,0001TB10MB32,7684GB128KB1,2803200x410倍數(shù)20061981價(jià)格人力/機(jī)器時(shí)間總線位數(shù)網(wǎng)絡(luò)帶寬磁盤(pán)容量?jī)?nèi)存容量CPUMHzENIAC:(1945—1955)這個(gè)家伙重30噸，并且要消耗200KW的電力/~history/ENIAC.Richey.html第1階段(1948—1970)人機(jī)矛盾突顯用戶在機(jī)器前操作一次只一個(gè)用戶使用當(dāng)用戶在機(jī)器面前思考計(jì)算機(jī)空閑(浪費(fèi)嚴(yán)重)批處理系統(tǒng)一次性處理多個(gè)作業(yè)如果其中一個(gè)作業(yè)出錯(cuò)，將導(dǎo)致人工干預(yù)硬件昂貴,人力便宜磁心存儲(chǔ)器(1950s&60s)CoreMemory將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在被磁化的鐵環(huán)中/acis/history/core.html第1?階段(60年代末70年代初)通道和中斷:提供了I/O和計(jì)算的并行多道程序設(shè)計(jì)復(fù)雜性變得難以控制:Multics:耗費(fèi)了1866people人力()圖靈獎(jiǎng)得主FernandoCorbató的獲將演說(shuō):“Onbuildingsystemsthatwillfail”O(jiān)S360:發(fā)布時(shí)就存在1000個(gè)已知bugs(APARs)“AnomalousProgramActivityReport”O(jiān)S逐漸形成一門(mén)重要的學(xué)科:如何處理硬件的復(fù)雜性?UNIX基于Multics系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，但已經(jīng)大大的簡(jiǎn)化。MulticsSystem由MIT、通用電氣公司以及貝爾實(shí)驗(yàn)室三家于1969年推出了著名的MULTICS，即多路信息計(jì)算系統(tǒng)(MultiplexedInformationandComputerSystem)。作為一種通用的操作系統(tǒng)，MULTICS能有效地把計(jì)算機(jī)資源分配給多個(gè)遠(yuǎn)程用戶程序，同時(shí)解決了安全和保密等問(wèn)題。/multics-stories.html磁盤(pán)的發(fā)展1973:1.7Mbit/sq.in140MBytes1979:7.7Mbit/sq.in2,300MBytes第2階段(1970–1985)OS技術(shù)不斷成熟和穩(wěn)定分時(shí)操作系統(tǒng):多個(gè)用戶可以通過(guò)自己的終端同時(shí)與系統(tǒng)會(huì)話每個(gè)用戶可以獲得相同的CPU處理時(shí)間用戶可以在線進(jìn)行編程，調(diào)試以及其它操作第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)CTSS在1962年 由MIT開(kāi)發(fā)成功UsersResponsetime硬件成本下降,人力資源費(fèi)用上升第3階段(1981—)人均擁有計(jì)算機(jī)數(shù)量>1微機(jī)操作系統(tǒng)單用戶單任務(wù)：CP/M,DOS多用戶多任務(wù)：windows,OS2,MACOS,LinuxOS之間的戰(zhàn)爭(zhēng)(見(jiàn)附錄)硬件十分便宜,人力資源費(fèi)用昂貴第4階段(1989—)分布式操作系統(tǒng)不同的機(jī)器共享資源打印服務(wù)，文件服務(wù)，WEB服務(wù)客戶-服務(wù)器模式提供計(jì)算和文件存儲(chǔ)等服務(wù)第5階段(1995—)嵌入式操作系統(tǒng)隨處可見(jiàn)的移動(dòng)設(shè)備：筆記本，PDA，手機(jī)等硬件設(shè)備CPU，內(nèi)存容量有限對(duì)無(wú)線環(huán)境要求高操作系統(tǒng)遷移圖操作系統(tǒng)的分類批處理操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)微機(jī)操作系統(tǒng)并行操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1.3操作系統(tǒng)提供的服務(wù)和用戶接口操作系統(tǒng)的主要功能(OS部件)處理器管理存儲(chǔ)管理設(shè)備管理文件管理網(wǎng)絡(luò)與通信管理用戶接口操作系統(tǒng)提供哪些服務(wù)？程序的創(chuàng)建和執(zhí)行程序是如何進(jìn)入內(nèi)存并得以執(zhí)行？I/O操作用戶如何通過(guò)OS來(lái)操作IO設(shè)備？文件的操作建立、讀寫(xiě)、修改、刪除和查找文件通信服務(wù)機(jī)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信以及同臺(tái)機(jī)器中不同程序之間的通信其它服務(wù)錯(cuò)誤的檢測(cè)和恢復(fù)資源的分配帳戶管理保護(hù)用戶如何使用OS提供的服務(wù)？操作系統(tǒng)提供了許多服務(wù)，底層服務(wù)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，可被用戶程序直接使用。高層的服務(wù)通過(guò)系統(tǒng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶不必自己編寫(xiě)程序而是借助命令來(lái)請(qǐng)求執(zhí)行完成各種功能。用戶和操作系統(tǒng)之間的兩種接口

系統(tǒng)調(diào)用

操作命令或

JCL操作系統(tǒng)的服務(wù)

裸機(jī)操作接口(系統(tǒng)程序)程序接口API系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用（廣義指令）是由操作系統(tǒng)在機(jī)器指令（訪管指令）基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，是能完成特定功能的過(guò)程或子程序。程序接口又稱應(yīng)用編程接口API，允許運(yùn)行程序調(diào)用操作系統(tǒng)的服務(wù)和功能。程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用(SystemCall)組成，用戶程序使用“系統(tǒng)調(diào)用”就可獲得操作系統(tǒng)的底層服務(wù)，使用或訪問(wèn)系統(tǒng)的各種軟硬件資源。UNIX/Linux系統(tǒng)程序、庫(kù)函數(shù)、系統(tǒng)調(diào)用的分層關(guān)系

操作系統(tǒng)(進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理等)

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)(打開(kāi)、關(guān)閉、讀、寫(xiě)、創(chuàng)建、撤銷等)

標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)程序(實(shí)用程序)(匯編、編譯、編輯、Shell等)

用戶用戶接口庫(kù)函數(shù)(程序)接口系統(tǒng)調(diào)用接口

硬件

(處理器、存儲(chǔ)器、磁盤(pán)、打印機(jī)、終端等)用戶態(tài)核心態(tài)系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)機(jī)制(陷入/異常)系統(tǒng)調(diào)用與函數(shù)調(diào)用的區(qū)別調(diào)用形式不同被調(diào)用代碼的位置不同提供方式不同調(diào)用的實(shí)現(xiàn)不同操作接口提供兩種作業(yè)控制方式：聯(lián)機(jī)操作控制命令=命令+命令解釋程序命令解釋程序脫機(jī)作業(yè)控制語(yǔ)言（JobControlLanguage）自身包含執(zhí)行代碼調(diào)用系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)1.4操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的構(gòu)件操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)的運(yùn)行模型整體式結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu))操作系統(tǒng)的整體式結(jié)構(gòu)又叫模塊組合法，它按照功能劃分模塊，模塊間可以互相調(diào)用，最后把所有的模塊連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊密，組合方便，執(zhí)行效率高。缺點(diǎn)：模塊獨(dú)立性差，可靠性低，系統(tǒng)功能增減十分困難。層次式結(jié)構(gòu)它把操作系統(tǒng)劃分為內(nèi)核和若干模塊（或進(jìn)程），這些模塊（或進(jìn)程）按功能的調(diào)用次序排列成若干層次，各層之間只能是單向依賴或單向調(diào)用關(guān)系，這樣不但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，而且不構(gòu)成循環(huán)。部分功能無(wú)法很分清誰(shuí)上誰(shuí)下，如進(jìn)程調(diào)度和存儲(chǔ)管理。該結(jié)構(gòu)很適合平臺(tái)和硬件的移植，此設(shè)計(jì)思想很值得借鑒。進(jìn)程管理硬件存儲(chǔ)管理設(shè)備管理文件管理作業(yè)管理內(nèi)核模式虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)接口進(jìn)程內(nèi)核虛機(jī)器硬件進(jìn)程內(nèi)核進(jìn)程內(nèi)核

CMSCMSCMS

370虛擬機(jī)系統(tǒng)調(diào)用陷入陷入I/O指令運(yùn)行CMS的VM370虛擬機(jī)器虛擬機(jī)概念結(jié)構(gòu)370裸機(jī)VM370客戶/服務(wù)器及微內(nèi)核結(jié)構(gòu)

由兩類進(jìn)程和微內(nèi)核組成每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)一類服務(wù)，稱服務(wù)器進(jìn)程(如文件服務(wù)、進(jìn)程管理服務(wù)、存儲(chǔ)管理服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)等)。它的任務(wù)是檢查是否有客戶提出服務(wù)請(qǐng)求，如果有請(qǐng)求則在滿足客戶的要求后返回結(jié)果，于是，客戶進(jìn)程與服務(wù)器進(jìn)程形成了C/S關(guān)系。與層次結(jié)構(gòu)相似，但更加靈活微內(nèi)核硬件客戶進(jìn)程安全服務(wù)虛存管理器文件服務(wù)器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序用戶模式總結(jié)(你應(yīng)該了解什么)操作系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)多道程序設(shè)計(jì)思想操作系統(tǒng)的功能以及用戶是如何使用的系統(tǒng)調(diào)用(程序接口)系統(tǒng)程序(操作接口)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法附錄：OS之間的戰(zhàn)爭(zhēng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)CP/M：8位MS-DOS：設(shè)備管理、文件系統(tǒng)功能WINDOWS圖形用戶界面多任務(wù)、多線程可剝奪式調(diào)度段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)動(dòng)態(tài)連接MACOS

個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)1CP/M操作系統(tǒng)隨著大規(guī)模集成電路發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代到來(lái)了各種類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)和軟件層出不窮1973年GaryKildall看到對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了CP/M操作系統(tǒng)(ControlProgram/MicroprocessororMicrocomputer)CP/M操作系統(tǒng)有較好的層次結(jié)構(gòu)。它的BIOS把操作系統(tǒng)的其他模塊與硬件配置分隔開(kāi)，所以它的可移植性好,具有較好的可適應(yīng)性和易學(xué)易用性到了1981年，CP/M操作系統(tǒng)成為世界上流行最廣的8位操作系統(tǒng)之一個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)2微軟MSDOS個(gè)人計(jì)算機(jī)的成功，逼得IBM采取緊急戰(zhàn)略行動(dòng),決定要在1980年盡快生產(chǎn)出微型計(jì)算機(jī)，以應(yīng)付挑戰(zhàn)但沒(méi)有操作系統(tǒng)不行。要想快就是找現(xiàn)成系統(tǒng)配套，IBM公司洽談CP/M操作系統(tǒng)不順利，機(jī)遇落到了微軟在關(guān)鍵時(shí)刻，開(kāi)發(fā)新操作系統(tǒng)時(shí)間和人手上已經(jīng)不可能，微軟找到西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司，達(dá)成由微軟經(jīng)銷西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司的QDOS操作系統(tǒng)的協(xié)議當(dāng)時(shí)西雅圖公司并不知道QDOS將被轉(zhuǎn)賣(mài)給IBM，否則歷史將會(huì)怎樣演變，誰(shuí)也無(wú)法知曉個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)IBM在1981年推出PC，宣布了PC-DOS操作系統(tǒng)隨著IBMPC和MSDOS普及，CP/M逐漸走向下坡路MSDOS有優(yōu)良的文件系統(tǒng)，但受到Intelx86體系結(jié)構(gòu)的限制，缺乏以硬件為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制。它屬于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，從1981的1.0版到1998年在Windows95/98之下的7.0版，MSDOS歷經(jīng)了16個(gè)年頭。拯救蘋(píng)果公司的Macintosh(MACOS)在推出IBMPC機(jī)后，市場(chǎng)卷起一股龍卷風(fēng)，IBM自己也沒(méi)有料到產(chǎn)品會(huì)有如此巨大的成功，IBM的成功說(shuō)明必有其他公司失敗。甚至連蘋(píng)果公司也遇到了問(wèn)題，銷售數(shù)量落到了蘭色巨人的后面。蘋(píng)果公司推出Lisa機(jī)遭到失敗，AppleIII型也遭到失敗，分析家們：微機(jī)市場(chǎng)上的戰(zhàn)斗似乎蘭色巨人要嬴了施樂(lè)PaloAlto研究中心

-70年代的計(jì)算機(jī)研究思想庫(kù)世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)Alto，1972年在這里出現(xiàn)。圖形界面，手持鼠標(biāo)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，桌面出版和激光打印等等很多先進(jìn)概念和技術(shù)的原型都首次出現(xiàn)在這里。施樂(lè)PaloAlto研究中心(cont)1979年蘋(píng)果公司允許施樂(lè)公司購(gòu)買(mǎi)一百萬(wàn)股的蘋(píng)果公司股票，作為回報(bào)，施樂(lè)公司允許蘋(píng)果公司的少數(shù)人員，包括喬布斯，在有限的時(shí)間內(nèi)考察施樂(lè)公司PaloAlto研究中心內(nèi)部，并同該思想庫(kù)的研究人員交談。蘋(píng)果公司對(duì)PaloAlto研究中心內(nèi)的技術(shù)大感吃驚，他們更吃驚的是，施樂(lè)公司在擁有這些寶貴技術(shù)的同時(shí)竟然什么也沒(méi)有做！施樂(lè)PaloAlto研究中心(cont)對(duì)PaloAlto研究中心這些科學(xué)家們而言，蘋(píng)果公司的人是他們第一次遇到真正理解他們技術(shù)的人，這些科學(xué)家們后來(lái)有的去了蘋(píng)果公司，微軟公司，有的最終創(chuàng)辦了自己的公司。在訪問(wèn)的基礎(chǔ)上，蘋(píng)果決定立即開(kāi)發(fā)采用這些新技術(shù)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，蘋(píng)果公司已看到IBMPC機(jī)的技術(shù)有多么糟糕，但他們賣(mài)得又是特別的好。MACOS、鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)1984年，人們看到一則廣告：“Whatwasthat?”和對(duì)Macintosh的介紹,這是配有圖形界面操作系統(tǒng)MACOS和鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)。MAC機(jī)一上市立即在市場(chǎng)上獲得極大的成功。當(dāng)年比爾.蓋茨都說(shuō)，這是一臺(tái)他的媽媽也能使用的計(jì)算機(jī)。Macintosh把蘋(píng)果公司從連續(xù)的失敗中拯救出來(lái)，蘋(píng)果公司又開(kāi)始向前發(fā)展。正是Mac先進(jìn)圖形界面操作系統(tǒng)技術(shù)，超前PC機(jī)若干年，造就了一批蘋(píng)果的忠實(shí)追隨者一波三折的Windows操作系統(tǒng)1983年10