操作系统概论：发展历史与主要功能

"操作系统课件 操作系统引论" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它扮演着管理和协调计算机硬件与软件资源的角色，同时为用户和应用程序提供友好的接口和服务。本课件主要介绍了操作系统的基本概念、发展历史、特征、主要功能以及结构。 1.1 什么是操作系统 操作系统（Operating System, OS）是计算机系统中的核心软件，它控制和管理硬件资源，如处理器、内存、磁盘和网络等，并提供给用户和应用程序一系列服务，以便高效、安全地运行计算机。操作系统通过隐藏底层硬件的复杂性，创建了一个虚拟机环境，使得用户能够更容易地进行操作。 1.2 操作系统的发展历史 操作系统的历史可以分为几个阶段： - Phase 1：1946-50年代，早期计算机时代，没有操作系统，用户直接用机器语言编程，通过纸带或卡片进行输入输出，效率极低。 - Phase 2：50年代末-60年代中，出现了批处理管理程序，将多个作业成批输入，提高了CPU利用率，但用户仍需等待。 - 随后，操作系统逐渐演进，出现了多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统和分布式操作系统等。 1.3 操作系统的特征 - 并发性：允许多个任务同时进行。 - 共享性：硬件和软件资源可被多个用户或进程共享。 - 虚拟化：通过抽象化技术，为用户提供虚拟资源。 - 异步性：进程的执行是非顺序的，可以随时中断和恢复。 1.4 操作系统的功能 - 进程管理：创建、销毁、调度进程。 - 存储管理：分配、回收内存资源，实现内存保护。 - 文件管理：文件的创建、删除、读写和保护。 - 设备管理：处理I/O请求，实现设备分配和回收。 - 安全性与保护：防止非法访问和破坏，确保系统稳定运行。 - 用户接口：提供命令行界面和图形用户界面（GUI）。 1.5 操作系统的结构 操作系统通常有单体结构、层次结构、微内核结构和客户-服务器结构等多种设计模式。其中，微内核结构强调将核心功能最小化，其他服务作为独立进程运行；客户-服务器结构则强调不同服务之间的协作。 2. 操作系统类型 常见的操作系统包括CP/M、DOS、Windows、Linux、UNIX和MacOS。此外，智能手机操作系统有Symbian、Windows Mobile、MAC、Android等。 操作系统的发展和演化是随着硬件技术的进步和用户需求的变化而不断演进的，从最初的无操作系统到现在的多用户、多任务操作系统，其目标始终是提高计算机的效率和用户的便利性。通过学习操作系统，我们可以深入理解计算机系统如何工作，并为软件开发和系统优化奠定基础。