为什么要学习操作系统的发展过程？

学习和理解操作系统的发展过程，有助于理解计算机的演化，通过对每个阶段的技术现状进行剖析，理解每个阶段的历史局限性，以及科技发展的必然性。

操作系统是基础科技产业，也是我国面临的卡脖子关键技术之一，我国于1958年研制了第一台计算机，在操作系统的技术发展过程中，我国虽然起步落后于国外且技术受到制约，但是如今的鸿蒙、欧拉和红旗Linux等产品已经在多个方面超越国外操作系统，逐步提高了市场占有率。学习和掌握操作系统发展过程的各项关键技术，研究操作系统存在的关键问题，可以设计和实现更优秀高效的国产操作系统。

操作系统的发展的动力

(1) 提高资源的利用率和系统性能；

(2) 方便用户：调试程序，事务处理、服务非专业用户；

(3) 设备技术的发展：CPU的位宽度、缓存……；

(4) 计算机体系结构的不断发展。

总而言之：出现问题，解决问题；提出需求，满足需求。

（1）人工操作

• 工作特点：用户独占全机，CPU等待用户，CPU利用率低。

• 主要矛盾：人工操作限制了计算机的发展和效率的提升。

• 解决方案：减少人的干预——批处理。

（2）单道批处理

• 工作特点：作业分类成批处理，但是内存中仍然最多只有一个作业。

• 主要矛盾：根据作业特性，导致CPU和I/O忙闲不均。

• 解决方案：将计算型作业和I/O型作业搭配运行，充分利用资源，所以需要引入多个作业进入内存——多道批处理。

（3）多道批处理

• 工作特点：内存中同时存在多个作业，宏观上并行运行，微观上串行运行（并发）。

• 技术发展：从单道到多道，带来了技术上的跃迁

    1) 作业调度：作业的现场保存和恢复——保存上下文

    2) 资源共享：资源的竞争和进程制约——互斥和同步
    3) 内存使用：提高内存使用率——覆盖，交换和虚拟存储
    4) 内存保护：系统和应用存储区不可冲突——存储保护
    5) 系统逐步演化出：作业管理、处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理
    6) 出现了中断和通道技术

• 主要矛盾：交互性，作业完成后或出错，才能与用户交互，不利于调试和修改（其实是新需求）。

• 解决方案：允许在运行过程中暂停，进行干预和调试——分时技术。

（4）分时操作系统

• 工作特点：将CPU的时间划分成时间片，按时间片轮流把处理机分配给联机作业。

• 特性：人机交互性好，共享主机，用户独立性

• 如果有紧急任务，时间片会影响响应速度——实时操作系统。

（5）实时操作系统

• 工作特点：对系统的实时性要求高，通常应用于工业过程控制、军事实时控制、金融等领域。

• 特性：要求在规定时间内完成来自外部的事件。

（6）通用操作系统

• 目前的操作系统，通常具有分时、实时和批处理功能，又称作通用操作系统。

• 适用于计算、事务处理等多种领域，运行在多种硬件平台上。

  
  

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