第一講高級(jí)操作系統(tǒng)

第一講高級(jí)操作系統(tǒng)第1頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月授課教師

陳向群

cherry@

第2頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2003年第一學(xué)期高級(jí)操作系統(tǒng)

課程計(jì)劃

15次課課堂講授11-12次專題課1-2次復(fù)習(xí)答疑1-2次成績(jī)平時(shí)成績(jī)小論文40分閱讀指定Paper，編寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告期中考試（無(wú)）期末考試60分復(fù)習(xí)題每次課3-5題第3頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小論文要求字?jǐn)?shù)要求3頁(yè)紙正文字?jǐn)?shù)限制在3000~4000字語(yǔ)言文字要求簡(jiǎn)潔、流暢風(fēng)格要求樸實(shí)（素）格式要求題目學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、電子郵件地址正文參考文獻(xiàn)*字體正文小四主體為宋體第4頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小論文要求（續(xù)）內(nèi)容要求內(nèi)容豐富論述自己的觀點(diǎn)全面論文提交E-mail到cherry@文件名格式：學(xué)號(hào)（后3位）-論文標(biāo)題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)難度系數(shù)加分*加2分；**加5分總分：40分對(duì)內(nèi)容掌握程度：

15分語(yǔ)言敘述表達(dá)：10分條理性：10分綜合印象：5分第5頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月參考書(shū)目現(xiàn)代操作系統(tǒng)，陳向群，機(jī)械工業(yè)出版社分布式操作系統(tǒng)，陸麗娜，電子工業(yè)出版社分布式操作系統(tǒng)，尹俊文，國(guó)防科大出版社高級(jí)操作系統(tǒng)，何炎祥，科學(xué)出版社

ModernOperatingSystemAndrewS.TanenbaumDistributedOperatingSystems&Algorithms,RandyChow,TheodoreJohnsonDistributedOperatingSystemsConcepts&Practice,DoreenL.Galli第6頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意學(xué)習(xí)方式的變化概念定位

為什么引入？解決什么問(wèn)題？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法為主線

工作方式？

實(shí)現(xiàn)過(guò)程？

特點(diǎn)或優(yōu)缺點(diǎn)

第7頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)做什么？

#include<stdio.h>intmain(intargc,char*argv[]){puts("helloworld");return0;}

第8頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，在文件描述符中寫(xiě)一字符串用戶告訴操作系統(tǒng)執(zhí)行hello程序操作系統(tǒng)找到該程序，檢查其類型檢查程序首部，找出正文和數(shù)據(jù)的地址文件系統(tǒng)找到第一個(gè)磁盤塊父進(jìn)程需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的子進(jìn)程，執(zhí)行hello程序操作系統(tǒng)需要將執(zhí)行文件映射到進(jìn)程結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)設(shè)置CPU上下文環(huán)境，并跳到程序開(kāi)始處程序的第一條指令執(zhí)行，失敗，缺頁(yè)中斷發(fā)生操作系統(tǒng)分配一頁(yè)內(nèi)存，并將代碼從磁盤讀入，繼續(xù)執(zhí)行更多的缺頁(yè)中斷，讀入更多的頁(yè)面第9頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)檢查字符串的位置是否正確操作系統(tǒng)找到字符串被送往的設(shè)備設(shè)備是一個(gè)偽終端，由一個(gè)進(jìn)程控制操作系統(tǒng)將字符串送給該進(jìn)程該進(jìn)程告訴窗口系統(tǒng)它要顯示字符串窗口系統(tǒng)確定這是一個(gè)合法的操作，然后將字符串轉(zhuǎn)換成像素窗口系統(tǒng)將像素寫(xiě)入存儲(chǔ)映像區(qū)視頻硬件將像素表示轉(zhuǎn)換成一組模擬信號(hào)控制顯示器（重畫(huà)屏幕）顯示器發(fā)射電子束你在屏幕上看到helloworld第10頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）程序的執(zhí)行 負(fù)責(zé)啟動(dòng)每個(gè)程序 以及結(jié)束程序的工作（2）完成與硬件有關(guān)的工作（3）完成與應(yīng)用無(wú)關(guān)的工作 易于使用，基本服務(wù)，統(tǒng)一性（4）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率與安全問(wèn)題操作系統(tǒng)的工作第11頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件相關(guān)：

應(yīng)用程序-----------------------

虛機(jī)器界面

操作系統(tǒng)-----------------------

物理機(jī)器界面

硬件假如沒(méi)有操作系統(tǒng)？怎樣將目標(biāo)代碼送給硬件？怎樣輸出打印結(jié)果？→人們將對(duì)二進(jìn)制程序操作從二極發(fā)光管讀答案第12頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件相關(guān)（續(xù)1）：指實(shí)現(xiàn)代碼中包含存儲(chǔ)器的物理地址，包含對(duì)設(shè)備接口寄存器和設(shè)備接口緩沖區(qū)的讀寫(xiě)等等實(shí)現(xiàn)該工作的過(guò)程代碼和硬件因素密切相關(guān)，即需要設(shè)置與測(cè)試、使用物理地址、設(shè)備接口寄存器等等硬件相關(guān)必然復(fù)雜繁瑣、代碼量大硬件相關(guān)的工作，其實(shí)現(xiàn)代碼不通用第13頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件相關(guān)（續(xù)2）： 由于操作系統(tǒng)承擔(dān)了上述工作，在其之上的各類程序就沒(méi)有必要直接同硬件打交道了。硬件改變時(shí)，操作系統(tǒng)相應(yīng)變化即可，其他的程序不用作出改變

硬件相關(guān)還表現(xiàn)在有關(guān)硬件的狀態(tài)必定帶來(lái)對(duì)應(yīng)代碼的變化第14頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與應(yīng)用無(wú)關(guān)：是指這些工作是任何一個(gè)程序都需要的、最基本的工作

它們具有共性，工作過(guò)程相同

與具體應(yīng)用無(wú)直接關(guān)系，即與用戶所關(guān)心的應(yīng)用目標(biāo)無(wú)直接關(guān)系第15頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合——它們能以盡量有效、合理的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理的組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效的使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。第16頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有效：系統(tǒng)效率，資源利用率 （如：CPU利用的充足與否，內(nèi)存、外部設(shè)備是否忙碌）合理： 公平與否，如果不公平則會(huì)產(chǎn)生“死鎖”或“饑餓”方便： 用戶界面第17頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)的特征并發(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）第18頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月共享： 操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源操作系統(tǒng)特征（續(xù)）隨機(jī)性： 操作系統(tǒng)必須隨時(shí)對(duì)以不可預(yù)測(cè)的次序發(fā)生的事件進(jìn)行響應(yīng)如何考慮周密、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)?9頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月研究操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)作為軟件來(lái)看的觀點(diǎn)資源管理的觀點(diǎn)進(jìn)程的觀點(diǎn)虛機(jī)器觀點(diǎn)服務(wù)提供者觀點(diǎn)第20頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.作為軟件來(lái)看的觀點(diǎn)軟件的特性外在特性： 軟件是種語(yǔ)言,是界面 界面:使用方式（命令,系統(tǒng)調(diào)用等)內(nèi)在特性： 軟件的結(jié)構(gòu)

a.由有幾部分組成

b.每個(gè)部分的功能

c.部分之間的關(guān)系第21頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.資源管理的觀點(diǎn)操作系統(tǒng)---資源管理者硬件資源：CPU，內(nèi)存，外部設(shè)備(I/O設(shè)備，外存，時(shí)鐘，網(wǎng)絡(luò)接口等)軟件資源：硬盤上的文件，信息第22頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月管理資源記錄資源使用狀況如哪些資源空閑，好壞與否，被誰(shuí)使用,使用多長(zhǎng)時(shí)間等合理的分配資源靜態(tài)分配策略(在程序運(yùn)行前分配，但效率不高)動(dòng)態(tài)分配策略(在程序運(yùn)行過(guò)程中何時(shí)用資源，何時(shí)分配。其缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)死鎖)具體完成分配回收資源第23頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.進(jìn)程的觀點(diǎn)是從操作系統(tǒng)運(yùn)行的角度動(dòng)態(tài)的觀察操作系統(tǒng)從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看：操作系統(tǒng)是由一些可同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行的進(jìn)程和一個(gè)對(duì)這些進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)的核心組成.第24頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)程：完成某一特定功能的程序是程序的一次執(zhí)行過(guò)程是動(dòng)態(tài)有生命的，當(dāng)它執(zhí)行時(shí)存在，否則消亡第25頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.虛機(jī)器觀點(diǎn)從操作系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看：把操作系統(tǒng)分成若干層每一層完成其特定功從而構(gòu)成一個(gè)虛機(jī)器，并對(duì)上一層提供支持通過(guò)逐層功能擴(kuò)充,最終完成整個(gè)操作系統(tǒng)虛機(jī)器而操作系統(tǒng)虛機(jī)器向用戶提供各種功能,完成用戶請(qǐng)求第26頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.服務(wù)提供者的觀點(diǎn)在操作系統(tǒng)之外從用戶角度來(lái)看：操作系統(tǒng)為用戶提供一組功能強(qiáng)大的、方便易用的命令或系統(tǒng)調(diào)用第27頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.其他觀點(diǎn)操作系統(tǒng)作為仲裁者（協(xié)調(diào)者）

使多個(gè)應(yīng)用程序/用戶高效公平地一起工作保護(hù)用戶不互相干擾例子：并發(fā)，存儲(chǔ)保護(hù)文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)作為管理程序

硬件平臺(tái)擴(kuò)展為運(yùn)行平臺(tái)運(yùn)行平臺(tái)是承載應(yīng)用程序的載體平臺(tái)之爭(zhēng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的范圍已經(jīng)超出了市場(chǎng)、資本和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)：表面上：平臺(tái)（標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)質(zhì)上：爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)第28頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)作為幻覺(jué)制造者(illusionist)

提供硬件的高層界面，取消硬件限制操作系統(tǒng)提供無(wú)限的內(nèi)存、無(wú)限的CPU操作系統(tǒng)作為管理者(government)

有效合理地分配資源，保護(hù)用戶不受侵犯提供安全、保密措施第29頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)作為歷史教員

學(xué)習(xí)過(guò)去，預(yù)測(cè)未來(lái)操作系統(tǒng)作為APARENT程序創(chuàng)建和執(zhí)行存取I/O設(shè)備控制對(duì)文件的存取系統(tǒng)存取錯(cuò)誤檢測(cè)和回應(yīng)統(tǒng)計(jì)操作系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供者

提供每個(gè)用戶需要的標(biāo)準(zhǔn)工具如標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、窗口系統(tǒng)第30頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、應(yīng)用軟件的發(fā)展而發(fā)展的目標(biāo)：充分利用硬件提供更好的服務(wù)第31頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)英國(guó)數(shù)學(xué)家CharlesBabbage（1792-1871）設(shè)計(jì)Babbage投入了畢生精力但卻沒(méi)能讓它成功地運(yùn)行起來(lái)因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)不可能達(dá)到需要的精度當(dāng)然，這個(gè)分析機(jī)沒(méi)有操作系統(tǒng)第32頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1936年圖靈（A.M.Turing）發(fā)表劃時(shí)代論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題中的應(yīng)用》論述了一種“圖靈機(jī)”只要為它編好程序它就可以承擔(dān)其他機(jī)器能作的任何工作重要性:

世界上還沒(méi)人提出通用計(jì)算機(jī)概念前圖靈已在理論上證明了它存在的可能性電子計(jì)算機(jī)之父第33頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電子計(jì)算機(jī)之父德國(guó)人蘭德·楚澤（KonradZuse）最早提出了“程序設(shè)計(jì)”的概念

1949年楚澤的Z－4計(jì)算機(jī)安裝在瑞士蘇黎士技術(shù)學(xué)院一直穩(wěn)定地運(yùn)行到1958年美國(guó)人馮·諾依曼（JohnvonNeumann）提出了“存儲(chǔ)程序”的概念第34頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所有的這些“電子計(jì)算機(jī)之父”們計(jì)算機(jī)先驅(qū)者們沒(méi)有提及有關(guān)計(jì)算機(jī)“操作系統(tǒng)”的任何思想也沒(méi)有在“操作系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行任何嘗試第35頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二戰(zhàn)對(duì)武器設(shè)計(jì)的需要美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)家開(kāi)始了電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的研究工作哈佛大學(xué)的HowardAiken普林斯頓高等研究院的JohnNeumann（馮·諾依曼）賓夕法尼亞大學(xué)的J.PresperEckert和WilliamMauchley德國(guó)電話公司的KonraadZuse以及其他一些人都使用真空管成功地建造了運(yùn)算機(jī)器第36頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月早期數(shù)字計(jì)算機(jī)的演變

操作系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)的完善第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandComputer)1943年開(kāi)始建造1946年投入使用用于彈道計(jì)算第一顆原子彈的計(jì)算第37頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沒(méi)有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（甚至沒(méi)有匯編），更談不上操作系統(tǒng)程序員提前預(yù)約一段時(shí)間,然后到機(jī)房將他的插件板插到計(jì)算機(jī)里期盼著在接下來(lái)的時(shí)間中幾萬(wàn)個(gè)真空管不會(huì)燒斷從而可以計(jì)算自己的題目運(yùn)算速度：10000次/每秒,18000個(gè)真空管,占地182平方米，重量130噸，功耗140kW第38頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月早期數(shù)字計(jì)算機(jī)沒(méi)有任何操作系統(tǒng)程序：人工編制二進(jìn)制代碼輸入：通過(guò)卡片或者紙帶輸入計(jì)算機(jī)完成之后按下控制臺(tái)運(yùn)行鍵命令計(jì)算機(jī)開(kāi)始運(yùn)行運(yùn)行結(jié)果：通過(guò)卡片、紙帶以及氖燈顯示完全依賴人工運(yùn)行方式運(yùn)行效率非常低第39頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月新創(chuàng)造發(fā)明大事記1947年，晶體管發(fā)明1948年，英國(guó)Manchester大學(xué)依據(jù)“存儲(chǔ)程序”概念建造了第一臺(tái)具有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)1951年，第一臺(tái)“旋風(fēng)”實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)投入運(yùn)行用于美國(guó)防空系統(tǒng)軟磁盤在這一年發(fā)明第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)UNIVACI投入運(yùn)行第40頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一臺(tái)實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)“旋風(fēng)”（Whirlwind）計(jì)算機(jī)

第41頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1952年，IBM推出IBM701型真空管計(jì)算機(jī)用于科學(xué)計(jì)算，配有卡片閱讀機(jī)，打印機(jī)，磁鼓第一臺(tái)磁帶機(jī)，已經(jīng)構(gòu)成了完整的輸入、運(yùn)算處理和輸出能力1953年，王安博士發(fā)明磁芯存儲(chǔ)器。1954年，IBM推出IBM704型計(jì)算機(jī)第一臺(tái)具有變址和浮點(diǎn)運(yùn)算能力的商用數(shù)字計(jì)算機(jī)1955年，IBM推出第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)IBM608型。1957年，F(xiàn)ortran由IBM公司設(shè)計(jì)完成1958年，LISP程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言出現(xiàn)1959年，IBM推出IBM1401數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)共銷售了一萬(wàn)余臺(tái)配有IBM1403高速打印機(jī)，現(xiàn)代“鏈?zhǔn)健贝蛴C(jī)的先驅(qū)第42頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月批處理操作系統(tǒng)技術(shù)出現(xiàn)的背景50年代中后期，系統(tǒng)的運(yùn)行方式依舊：運(yùn)算程序通過(guò)卡片機(jī)、紙帶機(jī)和輸入內(nèi)存運(yùn)算完畢之后，再啟動(dòng)輸出打印機(jī)打出結(jié)果當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)稀少，的機(jī)時(shí)費(fèi)用昂貴大段的時(shí)間在等待輸入和輸出過(guò)程中浪費(fèi)了官僚主義在計(jì)算中心也到處存在嚴(yán)重影響了計(jì)算機(jī)效率的提高用戶上機(jī)時(shí)間的安排，甚至以日為單位安排第43頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月東部聯(lián)合計(jì)算機(jī)會(huì)議（EasternJointComputerConference）用戶提出能否使計(jì)算機(jī)作業(yè)更流暢一些，效率高一些用戶的反映，得到當(dāng)時(shí)系統(tǒng)管理員們的重視1955年，第一套批處理管理程序（BatchProcessingMonitorProgram）由GeneralMotorsResearchCenter開(kāi)發(fā)在IBM701上運(yùn)行1956年，由于IBM701機(jī)不穩(wěn)定用戶GeneralMotors和NorthAmericanAviation

于在IBM709機(jī)上改寫(xiě)了批處理管理程序，稱為GM/NAAI/OSystem由NorthAmericanAviation開(kāi)發(fā)的管程（FMS，F(xiàn)ORTRANMonitorsystem）也在IBM709投入運(yùn)行1960年，GM/NAAI/OSystem被的IBM用戶組織SHARE進(jìn)一步發(fā)展成為SHAREOperatingSystem(SOS)

批處理操作系統(tǒng)技術(shù)出現(xiàn)的背景(2)第44頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月軟件開(kāi)放性

早期操作系統(tǒng)誕生的溫床早期的計(jì)算機(jī)用戶們?cè)趯?shí)際應(yīng)用上的需求對(duì)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的開(kāi)放性思想是操作系統(tǒng)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力這時(shí)期的操作系統(tǒng)不僅是完全開(kāi)放的而且是免費(fèi)共享的第45頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)沒(méi)有被任何一位“計(jì)算機(jī)之父”所預(yù)見(jiàn)早期操作系統(tǒng)，批處理系統(tǒng)的出現(xiàn)說(shuō)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)是必然的、不可避免的為了有效的利用昂貴而又稀缺的計(jì)算資源電子數(shù)字計(jì)算機(jī)就必然會(huì)尋找有效管理計(jì)算資源的方法讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身?yè)碛邢到y(tǒng)資源的管理能力操作系統(tǒng)啟示第46頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)性能的提高

圍繞資源管理性能的競(jìng)賽60年代初期，英國(guó)Manchester大學(xué)推出AtlasISupervisor早期操作系統(tǒng)首先引進(jìn)了系統(tǒng)調(diào)用（systemcalls）虛擬存儲(chǔ)（virtualmemory）的概念有了系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)管理員可使用操作系統(tǒng)提供的內(nèi)部功能應(yīng)用程序設(shè)計(jì)師也可通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用使用操作系統(tǒng)的一些內(nèi)部功能同時(shí)又不影響OS自身的運(yùn)行和安全有了虛擬存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序不再受物理存儲(chǔ)器大小的限制

IBM701機(jī)：內(nèi)存2K，36位字的容量

IBM704機(jī)：內(nèi)存32K，36位字的容量

第47頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分時(shí)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)1962年，麻省理工學(xué)院得到一臺(tái)IBM7090計(jì)算機(jī)配有FMS批處理系統(tǒng)，32K字節(jié)內(nèi)存

0.35MIPS運(yùn)算速度，當(dāng)時(shí)價(jià)值350萬(wàn)美元麻省教授HerbTeager和MarvinMinsky

提出希望能夠有類似在旋風(fēng)計(jì)算機(jī)上的工作方式能夠快速得到運(yùn)算的結(jié)果JohnMcCarthy提出了“在IBM7090上的分時(shí)運(yùn)行程序”，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)1959年Teager和McCarthy共同發(fā)表“分時(shí)程序測(cè)試”報(bào)告CTSS分時(shí)系統(tǒng)思想在實(shí)際應(yīng)用中取得了巨大的成功第48頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月啟示分時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)，是：

提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算效率與改善人機(jī)交互界面兩個(gè)方面的努力而產(chǎn)生的結(jié)果把CPU的處理時(shí)間劃分為時(shí)間片每個(gè)時(shí)間片處理一個(gè)終端上的交互操作充分利用了計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算處理的特點(diǎn)妥善地解決了大量終端交互要求和短暫處理時(shí)間間的矛盾實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)性能的一個(gè)大的飛躍第49頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大型分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)踐

Multics項(xiàng)目1962年，在ARPA支持下，MIT、貝爾實(shí)驗(yàn)室和通用電氣公司決定開(kāi)發(fā)一種“公用計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)”希望能夠同時(shí)支持整個(gè)波士頓地區(qū)所有的分時(shí)用戶稱作Multics(MULTiplexedInformationandComputingService)Multics設(shè)計(jì)目標(biāo)：使用便利的遠(yuǎn)程終端，大量終端通過(guò)電話線接入計(jì)算機(jī)主機(jī)連續(xù)工作（無(wú)關(guān)機(jī)）可變的配置能力，無(wú)需用戶程序重新配置高可靠的大型文件系統(tǒng)大容量的用戶信息共享存儲(chǔ)和構(gòu)造層次化信息結(jié)構(gòu)的能力支持從數(shù)字運(yùn)算到分時(shí)系統(tǒng)各種應(yīng)用多種程序設(shè)計(jì)環(huán)境和人機(jī)界面允許隨技術(shù)的發(fā)展，而不斷進(jìn)化系統(tǒng)第50頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月段式存儲(chǔ)思想是Multics提出的重要思想之一Multics的虛擬地址由18位段號(hào)和16位字偏移量組成Multics文件系統(tǒng)：多級(jí)樹(shù)形結(jié)構(gòu)并允許用戶建立自己的子目錄結(jié)構(gòu)Multics的每個(gè)文件都有文件保護(hù)機(jī)制對(duì)于執(zhí)行進(jìn)程則采用一套保護(hù)環(huán)的安全機(jī)制Multics系統(tǒng)幾乎完全是由PL/1語(yǔ)言寫(xiě)成約有30萬(wàn)行代碼實(shí)際運(yùn)行的Multics硬件環(huán)境是一個(gè)多處理機(jī)系統(tǒng)它允許當(dāng)某個(gè)CPU被取出維護(hù)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行第51頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Multics正式研制開(kāi)始于1965年研制難度超出了所有人的預(yù)料第一階段的目標(biāo)原計(jì)劃在幾個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)但直到1967年12月才得以完成長(zhǎng)期的研制工作達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)

1969年4月貝爾實(shí)驗(yàn)室退出了研制工作隨后通用電氣公司退出經(jīng)過(guò)努力，Multics于1969年10月開(kāi)始在MIT投入使用陸續(xù)銷售和安裝了幾十個(gè)Multics系統(tǒng)多數(shù)運(yùn)行Multics的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在九十年代中陸續(xù)被關(guān)閉最后一個(gè)運(yùn)行Multics的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在加拿大國(guó)防部于2000年10月30日17:08關(guān)閉第52頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Multics引入了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)的重要概念的雛形對(duì)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的形成特別是代UNIX的成功有著巨大的影響Multics是第一個(gè)采用“層次化文件系統(tǒng)”（hierarchicalfilesystem）概念的系統(tǒng)是今天人們?cè)赪indows，MACOS，DOS，UNIX，Linux等等操作系統(tǒng)上時(shí)刻使用的文件系統(tǒng)多語(yǔ)言支持能力支持EPL、EPLBSA、PL/I、ALM、COBOL、FORTRAN、BCPL等等第53頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Multics的最大貢獻(xiàn)使UNIX的兩個(gè)主要發(fā)明人KenThompson和DennisRitchie

有機(jī)會(huì)發(fā)揮他們的才智充分吸收了有關(guān)Multics的設(shè)計(jì)思想和新概念在UNIX中，許多命令，控制變量，shell文本等等和Multics一樣UNIX這個(gè)名稱也是從Multics的發(fā)音中演化而來(lái)DennisRitchie在Multics的工作是實(shí)現(xiàn)BCPL語(yǔ)言

DennisRitchie后來(lái)把BCPL語(yǔ)言改造為C語(yǔ)言用C語(yǔ)言重新改寫(xiě)了UNIX操作系統(tǒng)更重要的是，UNIX吸取了Multics中的教訓(xùn)任何新生事物在經(jīng)歷了一次困難的誕生過(guò)程之后它的第二次出現(xiàn)過(guò)程通常是比較順利的Multics為UNIX的成功儲(chǔ)備了技術(shù)，培養(yǎng)了人才第54頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)設(shè)備無(wú)關(guān)性的嘗試

IBMSystem/36060年代初期，第三代集成電路計(jì)算機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)在當(dāng)時(shí)，大多數(shù)計(jì)算機(jī)廠商都有幾條完全不同的計(jì)算機(jī)生產(chǎn)線然而開(kāi)發(fā)和維護(hù)完全不同的產(chǎn)品，對(duì)廠商來(lái)說(shuō)是昂貴的一些計(jì)算機(jī)用戶，在開(kāi)始時(shí)只需要使用一臺(tái)小計(jì)算機(jī)后來(lái)可能需要一臺(tái)較大的計(jì)算機(jī)而且希望能在較大的計(jì)算機(jī)上更快地執(zhí)行原有的程序。廠家和用戶都需要系統(tǒng)軟件在不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)之間兼容上述問(wèn)題都是對(duì)當(dāng)時(shí)的操作系統(tǒng)嚴(yán)重依賴特定的硬件不具備設(shè)備無(wú)關(guān)性的反映1964年IBM宣布推出System/360計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

IBM公司試圖通過(guò)引入System/360來(lái)一次性地解決上述兩個(gè)問(wèn)題由于所有的計(jì)算機(jī)都有相同的體系結(jié)構(gòu)和指令集因此，在理論上，為一種型號(hào)機(jī)器編寫(xiě)的程序可以在其他所有型號(hào)的機(jī)器上運(yùn)行第55頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第56頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月“單一家族”思想也帶來(lái)了缺點(diǎn):所有的軟件，包括操作系統(tǒng)OS/360都要能夠在所有機(jī)器上運(yùn)行它要適用于所有型號(hào)的機(jī)器和不同的用途IBM無(wú)法寫(xiě)出滿足相互沖突需要的OS軟件其實(shí)當(dāng)時(shí)別人也不能完成這項(xiàng)工作任務(wù)第57頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整個(gè)OS/360操作系統(tǒng)包含數(shù)千名程序員寫(xiě)的數(shù)百萬(wàn)行匯編語(yǔ)言代碼系統(tǒng)占據(jù)了大量存儲(chǔ)空間和一半的CPU時(shí)間數(shù)百萬(wàn)行匯編代碼中有成千上萬(wàn)處錯(cuò)誤

IBM不斷地發(fā)行新的版本試圖更正這些錯(cuò)誤每個(gè)新版本在更正老錯(cuò)誤的同時(shí)又引入新錯(cuò)誤所以隨著時(shí)間的流逝整個(gè)OS/360中錯(cuò)誤數(shù)量大致保持不變OS/360的設(shè)計(jì)者之一FredBrooks

寫(xiě)過(guò)一本書(shū)描述開(kāi)發(fā)OS/360的經(jīng)驗(yàn)其封面是一群史前恐龍陷入泥潭而不能自拔這幅圖畫(huà)，恰當(dāng)?shù)谋硎隽薕S/360狀況第58頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBMSystem/360計(jì)算機(jī)第59頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代操作系統(tǒng)的代表

UNIX1961年，以DEC的PDP-1作為起點(diǎn)小型計(jì)算機(jī)開(kāi)始崛起

PDP-1計(jì)算機(jī)4K個(gè)字長(zhǎng)為18比特的內(nèi)存每臺(tái)售價(jià)120，000美元今天看來(lái)，昂貴的不可思議當(dāng)時(shí)，它價(jià)格還不到IBM7094的5%所以該機(jī)型非常熱銷PDP-1開(kāi)辟了全新的小型計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)第60頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小型計(jì)算機(jī)，電子游戲和UNIX的成功1969年，在貝爾退出MULTICS研制項(xiàng)目后，KenThompson和DennisM.Ritchie想申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)買計(jì)算機(jī)從事操作系統(tǒng)研究，但多次申請(qǐng)得不到批準(zhǔn)項(xiàng)目無(wú)著落，他們?cè)谝慌_(tái)無(wú)人用的PDP-7上，重新擺弄原先在MULTICS項(xiàng)目上設(shè)計(jì)的“空間旅行”游戲?yàn)榱耸褂螒蚰軌蛟赑DP-7上順利運(yùn)行，他們陸續(xù)開(kāi)發(fā)了浮點(diǎn)運(yùn)算軟件包、顯示驅(qū)動(dòng)軟件，設(shè)計(jì)了文件系統(tǒng)、實(shí)用程序、shell和匯編程序到了1970年，在一切完成后，給新系統(tǒng)起了個(gè)同MULTICS發(fā)音相近的名字UNIX隨后，UNIX用C語(yǔ)言全部重寫(xiě)，自此，UNIX誕生了第61頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月世界上第一個(gè)真正體現(xiàn)了操作系統(tǒng)領(lǐng)域各種先進(jìn)概念和技術(shù)的操作系統(tǒng)，是UNIXUNIX操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，有它的偶然性和必然性偶然性表現(xiàn)在研究工作多次的報(bào)告，都沒(méi)有得到上級(jí)主管的認(rèn)可因?yàn)檫@些領(lǐng)導(dǎo)害怕會(huì)再有一次類似于Multics項(xiàng)目的失敗玩游戲的結(jié)果，導(dǎo)致世界上最有名的操作系統(tǒng)之一出現(xiàn)這也夠偶然的了必然性表現(xiàn)在

UNIX大部分技術(shù)上的特性已經(jīng)在Multics和其他一些操作系統(tǒng)上實(shí)驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)而這兩位科學(xué)家對(duì)Multics的設(shè)計(jì)理念早已嫻熟在心這就是為什么只花費(fèi)了不到一年的時(shí)間就基本設(shè)計(jì)完成UNIX的原型設(shè)計(jì)的原因第62頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月UNIX沒(méi)有僅僅停留在對(duì)以往操作系統(tǒng)的繼承和發(fā)展這一高度上UNIX對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行了前所未有的革新和創(chuàng)造UNIX實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)的可移植性與計(jì)算機(jī)硬件無(wú)關(guān)性實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的統(tǒng)一管理引進(jìn)了“特殊文件”（SpecialFile）的概念第一次把各種外部設(shè)備也看作文件真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有外部設(shè)備的統(tǒng)一管理第63頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月UNIX是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的代表。Unix運(yùn)行時(shí)的安全性、可靠性以及強(qiáng)大的計(jì)算能力贏得廣大用戶的信賴促使UNIX系統(tǒng)成功的因素：

首先，由于UNIX是用C語(yǔ)言編寫(xiě)，因此它是可移植的，UNIX是世界上唯一能在筆記本計(jì)算機(jī)、PC機(jī)、工作站直至巨型機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)第二，系統(tǒng)源代碼非常有效，系統(tǒng)容易適應(yīng)特殊的需求最后，也是最重要的一點(diǎn)，它是一個(gè)良好的、通用的、多用戶、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)第64頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1980年-至今）CP/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)之一第65頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微軟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)遇落到了微軟公司在關(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)賣給IBM，否則歷史將會(huì)怎樣演變，誰(shuí)也無(wú)法知曉第66頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBM在1981年推出個(gè)人計(jì)算機(jī)，宣布了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)年頭迄今仍有MSDOS愛(ài)好者繼續(xù)開(kāi)發(fā)各種DOS軟件產(chǎn)品第67頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月拯救蘋果公司的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果公司推出Lisa機(jī)遭到失敗，AppleIII型也遭到失敗分析家們認(rèn)為，在微機(jī)市場(chǎng)上的戰(zhàn)斗似乎蘭色巨人要嬴了第68頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月施樂(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)Alto1972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具有先進(jìn)概念和技術(shù)的原型都首次出現(xiàn)在這里第69頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1979年蘋果公司允許施樂(lè)公司購(gòu)買一百萬(wàn)股的蘋果公司股票作為回報(bào)，施樂(lè)公司允許蘋果公司的少數(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！第70頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)PaloAlto研究中心這些科學(xué)家們而言，蘋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)蘋果公司已看到IBMPC機(jī)的技術(shù)有多么糟糕，但他們賣得又是特別的好第71頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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把蘋果公司從連續(xù)的失敗中拯救出來(lái)蘋果公司又開(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，造就了一批蘋果的忠實(shí)追隨者第72頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一波三折的微軟Windows操作系統(tǒng)1983年10月，PC機(jī)競(jìng)爭(zhēng)廠家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市面對(duì)市場(chǎng)壓力，比爾.蓋茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系統(tǒng)然而宣布容易，交貨就不簡(jiǎn)單了，Windows交貨期的災(zāi)難，成了當(dāng)年計(jì)算機(jī)界的笑柄直到1985年11月20日，Windows1.0才正式上市第73頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Windows的歷史記錄Windows在當(dāng)時(shí)微軟歷史上創(chuàng)了幾個(gè)記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開(kāi)發(fā)人員最多，開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)，更換主管人員最多不過(guò)幾年之后，Windows終于創(chuàng)造了銷售成績(jī)最佳的歷史記錄1992年4月，推出Windows3.1,1993年5月，發(fā)表WindowsNTWindows95，WindowsCE，Windows98，Windows2000，WindowsXP,.net個(gè)人計(jì)算機(jī)采用Windows占90％以上，微軟公司成了壟斷PC行業(yè)的同義詞第74頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基于微內(nèi)核的Mach操作系統(tǒng)1975年Rochester大學(xué)開(kāi)發(fā)了RIG操作系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者之一RichardRashid移居到CMU后，在DARPA支持下，1984年開(kāi)始了Mach的開(kāi)發(fā)希望Mach能與UNIX兼容，運(yùn)行線程，更好的進(jìn)程通信機(jī)制，支持多處理機(jī)及好的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)Mach第一個(gè)版本是1986年為VAX11/784四CPU多處理機(jī)發(fā)布1988年的Mach2.5版包含了大量的BSDUNIX的代碼1989年，Mach內(nèi)核中去掉了所有的BSDUNIX的代碼，剩下了一個(gè)純的Mach微內(nèi)核，這就是Mach3.0版本，它是OSF發(fā)布的基礎(chǔ)第75頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Mach中采用了許多當(dāng)代操作系統(tǒng)使用的技術(shù),微內(nèi)核、線程、進(jìn)程間消息傳遞和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法等等在Mach的基礎(chǔ)上，有不少用于微處理器、多處理器以及超級(jí)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)陸續(xù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出來(lái)，如OSF/1，DCEUnix,NeXT等等第76頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBM大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)OS/39090年代末期，電子商務(wù)發(fā)展刺激對(duì)計(jì)算能力的要求，導(dǎo)致大型機(jī)市場(chǎng)的再度升溫三十年的改進(jìn),IBMS/390已成為有高可靠性、可擴(kuò)展性、及安全可用性的現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持即UNIX95標(biāo)準(zhǔn)，UNIX應(yīng)用程序可在IBMOS/390上運(yùn)行同時(shí)還可繼續(xù)運(yùn)行S/390應(yīng)用程序，包括S/370上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序包括TCP/IP的多種通信協(xié)議，具有高網(wǎng)絡(luò)安全性采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、并行處理、分布式處理以及客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)，具有較強(qiáng)的互操作性、可移植性與可擴(kuò)展性第77頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于歷史淵源，OS/390有不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式:S/370本機(jī)模式，支持原先在S/370運(yùn)行的程序ESA/390模式，支持到10個(gè)240M處理器內(nèi)存和256個(gè)通道ESA/390LPAR模式，系統(tǒng)可分成最多十個(gè)部分，每個(gè)部分有自己的CPU，存儲(chǔ)器和通道，且分別運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，如S/370,ESA/370和ESA/390等在PC機(jī)時(shí)代，人們?cè)?jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會(huì)衰亡IBMS/390是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一個(gè)典型那么，在21世紀(jì)的Internet和后PC的時(shí)代，大型機(jī)還會(huì)有什么演化，只有讓時(shí)間來(lái)說(shuō)明第78頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月嵌入式操作系統(tǒng)的代表VxWorksVxWorks支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括POSIX,ANSIC和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議VxWorks運(yùn)行系統(tǒng)的核心是一高效率的微內(nèi)核微內(nèi)核支持各種實(shí)時(shí)功能，包括快速多任務(wù)處理，中斷支持，搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度微內(nèi)核設(shè)計(jì)減輕了系統(tǒng)負(fù)載并可快速響應(yīng)外部事件從只需幾千字節(jié)存儲(chǔ)器的深嵌式產(chǎn)品設(shè)計(jì)到復(fù)雜高端實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)人員有八十多個(gè)選件并可構(gòu)成上百個(gè)不同的配置第79頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月VxWorks開(kāi)發(fā)主機(jī)：Windows9x,WindowsNT,SunSolaris,SunOS,HP-UX等支持目標(biāo)微處理器：86,68k,PPC,CPU32,i960,SPARC,SPARCLite,SH,ColdFire,R3000,R4000,C16X,ARM,MIPS等在“極地登陸者”號(hào)，“深空二號(hào)”和火星氣候軌道器等登陸火星探測(cè)器上，就采用了VxWorksVxWorks負(fù)責(zé)火星探測(cè)器全部飛行控制，包括飛行糾正、載體自旋和降落時(shí)的高度控制等，而且還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集和與地球的通信工作目前在國(guó)內(nèi)也占據(jù)嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)市場(chǎng)主要份額第80頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月裝有VxWorks操作系統(tǒng)的返回式航天飛機(jī)X38

第81頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用智能卡移動(dòng)通信計(jì)算機(jī)外設(shè)機(jī)頂盒零售設(shè)備印刷機(jī)復(fù)印機(jī)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器電話交換設(shè)備電視機(jī)頂盒領(lǐng)域:PowerTV移動(dòng)通信領(lǐng)域:EPOC掌上計(jì)算機(jī)領(lǐng)域:PalmOS,WindowsCE數(shù)字影像領(lǐng)域:Digita第82頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Internet時(shí)代與Linux1990年秋天，Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，Linus買了臺(tái)PC機(jī)，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏幕上寫(xiě)字母，然后用定時(shí)器來(lái)切換進(jìn)程Linus需要終端仿真程序來(lái)存取Usenet新聞組的內(nèi)容，于是他寫(xiě)了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序然后寫(xiě)了磁盤驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核Linux就以這樣極其古怪但也極其自然式問(wèn)世第83頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月研究型操作系統(tǒng)哈佛大學(xué)的VINO，使應(yīng)用得以重用內(nèi)核構(gòu)件猶他大學(xué)的OSKit，提供構(gòu)造操作系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)構(gòu)件也提供高層次構(gòu)件OSKit可用來(lái)構(gòu)造新的OSMITExokernel,該系統(tǒng)只有一個(gè)極小的核系統(tǒng)抽象通過(guò)LibraryOperatingSystem完成第84頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月伯克利校園內(nèi)的機(jī)群計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加州大學(xué)伯克利分校NOW機(jī)群操作系統(tǒng)，100臺(tái)UltraSPARC-I處理機(jī)集群，排名于世界最快的200臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)之內(nèi)NASA空間飛行中心(GSFC)研制Beowulf項(xiàng)目開(kāi)始于1994年，用商業(yè)化的微型計(jì)算機(jī)，Linux和以太網(wǎng)等構(gòu)造機(jī)群。已有世界各地的約六十個(gè)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在使用機(jī)群操作系統(tǒng)第85頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作系統(tǒng)的微型化未來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向：處處都有計(jì)算機(jī)、但又處處不見(jiàn)計(jì)算機(jī)嵌入到周圍各種設(shè)備、各種物品之中每個(gè)設(shè)備、物品之中都有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)的智能處理加州伯克利大學(xué)研制的微型智能傳感器安裝有微型操作系統(tǒng)，比硬幣稍大

第86頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)的研制狀況60年代末至70年代初楊芙清