淺析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的功能及其發(fā)展

【摘要】： 21世紀(jì)是信息時代，信息時代最重要的表現(xiàn)就是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用及發(fā)展，操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、控制程序運(yùn)行、改善人機(jī)界面和為應(yīng)用軟件提供支持的一種系統(tǒng)，本文希望通過對計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)及其發(fā)展情況進(jìn)行研究，揭示出計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展的基本情況，這對我們深刻理解計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的過去、現(xiàn)在以及預(yù)測計(jì)算機(jī)技術(shù)未來的發(fā)展方向具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】：計(jì)算機(jī)；操作系統(tǒng)；發(fā)展

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)己經(jīng)逐漸滲透到人們生活的各個領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)也得到了長足的發(fā)展，操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、控制程序運(yùn)行、改善人機(jī)界而和為應(yīng)用軟件提供支持的一種系統(tǒng)，操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠?yàn)橛脩魩砹己玫慕缍w驗(yàn)，當(dāng)然操作系統(tǒng)也在不斷的完善和發(fā)展，操作系統(tǒng)從最簡單的批處理系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)，到今天的各種而向PC的操作系統(tǒng)和而向大型機(jī)的多任務(wù)、多用戶系統(tǒng)，它們在調(diào)度和控制計(jì)算活動，提供軟件開發(fā)、運(yùn)行和應(yīng)用環(huán)境，挖掘計(jì)算機(jī)潛力，提高計(jì)算機(jī)的性能力一而發(fā)揮著越來越重要的作用。

1.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展的目標(biāo)

操作系統(tǒng)一力一而直接管理和控制著所有的硬件和軟件，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各部件相互協(xié)調(diào)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力一法和環(huán)境，使用戶能夠通過操作系統(tǒng)充分而有效的使用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)有四個方面的目標(biāo)：方便，進(jìn)行操作系統(tǒng)配置能夠是用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更容易運(yùn)用，力一便用戶利用計(jì)算機(jī)處理任務(wù)；有操作系統(tǒng)要能夠使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPU和I/O設(shè)備得到更有效的利用；可擴(kuò)展能力。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)要適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件和體系結(jié)構(gòu)的方面，要具有良好的擴(kuò)展性，可擴(kuò)展性是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能是否優(yōu)越的重要指標(biāo)；開放性，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)要適應(yīng)各種不同類型的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可移植和互操作性，互聯(lián)網(wǎng)是一個開放性平臺，這也決定了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)必須是一個開放性平臺。能夠幫助用戶實(shí)現(xiàn)資源共享。

2.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的分類

2.1計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的分類模塊

從計(jì)算機(jī)的用途來看，能夠?qū)⑵洳僮飨到y(tǒng)分為兩類，一是專用操作系統(tǒng)，二是通用操作系統(tǒng)，兩者之間的主要體現(xiàn)在控制和管理方面例如專用操作系統(tǒng)在使用中，更偏向于對專項(xiàng)事物進(jìn)行控制。例如現(xiàn)代社會中使用的手機(jī)，這種系統(tǒng)主要是嵌入的方式，能夠在特定的途徑中使用。

從操作系統(tǒng)的功能方面進(jìn)行劃分，能夠分為批處理、分時、實(shí)時、網(wǎng)絡(luò)、分布系統(tǒng)，其中批處理、分時和實(shí)時系統(tǒng)主要在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境中使用。網(wǎng)絡(luò)、分布系統(tǒng)是在多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用。

從單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的角度兩件，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)也有著不同的分類，分為單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，其中單機(jī)操作系統(tǒng)主要是針對單機(jī)計(jì)算機(jī)，這種情況下，其只能對計(jì)算機(jī)本機(jī)的資源進(jìn)行管理。這種單機(jī)操作系統(tǒng)，是一臺機(jī)器一個用戶，更具有針對性，系統(tǒng)中所有的資源，都?xì)w為該用戶，這名用戶能夠控制并使用這些資源

2.2操作系統(tǒng)的具體分類

批處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是批量，這種操作系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效。相關(guān)人員可以將想要處理的任務(wù)，整理成隊(duì)列的形式，讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行逐一處理。批處理處理還可以細(xì)分為單道和多道兩種處理方式。其主要內(nèi)容為，單道只能處理一次調(diào)動一個處理作業(yè)，其他任務(wù)或作業(yè)，只能放入存儲器中，這種模式與單用戶操作有一定相似之處。

計(jì)算機(jī)在處理中，主要設(shè)計(jì)兩方面的時間消耗，一是在CPU執(zhí)行程序中，二是在計(jì)算機(jī)的輸入和輸出中從速度上比較，輸入和輸出的速度明顯慢于CPU的執(zhí)行速率，造成計(jì)算機(jī)在進(jìn)行輸入和輸出的過程中，其CPU存有空閑。通過這種情況，相關(guān)人員為了提升CPU的利用率，發(fā)明了多道處理系統(tǒng)，這種系統(tǒng)類型，改善了單道操作的處理模式，能夠同時執(zhí)行多個作業(yè)，在處理前，根據(jù)任務(wù)的實(shí)際情況，制定更加有效的測量，合理對CPU資源進(jìn)行分類。一旦計(jì)算機(jī)要進(jìn)行輸入或輸出行為時，就釋放了對 CPU的占用，通過這種調(diào)動程序的方式，保證CPU執(zhí)行的高效性，將其他內(nèi)存中需要處理的作用交由CPU處理，提高CPU的效率。

3.微內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)

微內(nèi)核實(shí)現(xiàn)中的一個卞要問題是“微”和性能要求的綜合考慮。要做到“微”的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)機(jī)制和策略分離的概念。由微內(nèi)核中最主要的是進(jìn)程間消息通信和中斷處理機(jī)制，下而簡述兩者的實(shí)現(xiàn)。

4.進(jìn)程間通信機(jī)制

為客戶和服務(wù)器提供通信服務(wù)是微內(nèi)核的主要功能之一，也是內(nèi)核實(shí)現(xiàn)其他服務(wù)的基礎(chǔ)。無論是發(fā)送請求消息和服務(wù)器的回答消息都是要經(jīng)過內(nèi)核的。進(jìn)程的消息通信一般是通過端口的。一個進(jìn)程可以有一個或多個端口，每個端口實(shí)際上是一個消息隊(duì)列或消息緩沖區(qū)，它們都有一個唯一的端口ID端口權(quán)力表，該表指出木進(jìn)程可以和哪些進(jìn)程交互通信。端口ID和端口權(quán)力表內(nèi)核維護(hù)。

5.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行的，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是由客觀需要而產(chǎn)生的，它伴隨著幾十年技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展而不斷的在提高，其功能也在不斷的完善和發(fā)展，操作系統(tǒng)功能的發(fā)展從弱到強(qiáng)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位不斷的上升，己經(jīng)發(fā)展成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)同時，各閑置的資源共享出來，為更艱巨的任務(wù)，更大的目標(biāo)服務(wù)，非常力一便，這樣人們不用去購買價格非常昂貴的超級計(jì)算機(jī)，只需要，購買一些價格相對比較便宜的資源共享費(fèi)就可以，這樣，就可以達(dá)到按需分配，人們需要使用網(wǎng)格技術(shù)資源的時候，可以像使用電力資源一樣，隨時可以用，按需分配，這樣，極大的方便了人們的學(xué)習(xí)和工作生活。

6.結(jié)語

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)也在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善和發(fā)展，要從總體上把握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀才有可能在外來的技術(shù)潮流中不被時代所淘汰。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉騰. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)維護(hù)中的還原技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 信息通信，2016，（12）：196-197. [2017-09-26].

[2]張偉杰. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安全設(shè)置與防范[J]. 科技視界，2014，（29）：92. [2017-09-26].

[3]黃振宗. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)維護(hù)中還原技術(shù)的應(yīng)用[J]. 科技視界，2014，（09）：48+235. [2017-09-26].

[4]嚴(yán)靜茹. 淺談計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)及其發(fā)展[J]. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（10）：80+82. [2017-09-26].

[5]王群. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展[J]. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（09）：105-106. [2017-09-26].