操作系统的历史

操作系统经历了从无到有、从功能单纯到功能完备的演变工程，并且尚处于进一步的发展之中，让我们来简单回顾一下操作系统的历史吧！

一、操作系统的产生

1、手动阶段（20世纪40年代，无操作系统）

使用穿孔机、穿孔纸带，出现了汇编语言和汇编系统

典型的作业（job）处理步骤：将程序和数据手动操作记录在穿孔之上—>将穿孔纸放入光电输入机—>控制台开启输入机—>在电传打印机输出

缺点：资源独占，手动效率低

2、成批处理阶段（20世纪50年代）

联机和脱机的不同目的：

联机批处理：效率

脱机批处理：交互

（1）联机批处理

工作原理：操作员将若干作业合成一批—>将卡片依次放入读卡机—>监督程序通过内存将这批作业传送到磁带机—>输入完毕后监督程序开始这一批处理

优点：监督程序演化而来，摆脱人工干预提升效率，实现作业之间转换的自动化，联机（online）使用

缺点：I/O操作慢，主机等待时间长

（2）脱机批处理

其思想：把输入输出操作叫给已给功能较为单纯的卫星机去做，把主机从繁琐、耗时的输入输出操作中解脱出来。

步骤：待处理的左右由卫星机负责读卡机传送到磁带上—>完成一批作业后，操作员将磁带从卫星机上卸下—>将磁带安装到主机—>处理后，将磁带送到打印机输出结果

优点：有效减少主机等待I/O时间，脱机offline使用

缺点：人工搬动磁带，有额外卫星机

批处理系统是操作系统的雏形，在此阶段，其他软件也有了相应的发展，如输入输出标准程序、高级语言编译程序、连接装配程序等。

3、执行系统阶段（20世纪60年代初期）

（1）硬件取得重要进展

通道的引入：专门用于控制I/O设备的处理器

• 有自己的指令系统和运算控制部件

• 与主机共享内存

• 接收主CPU委托执行通道程序，完成I/O

• 通道I/O操作与主CPU并行

（2）通道中断主机功能的实现：通道完成I/O时，向主机发出中段请求

作业由读卡机到磁带机的传输以及结构由磁带机到打印机的传输均有通道完成，这叫非联机方式，也叫“假脱机（simultaneous peripheral operations on line，SPOOL），即在联机系统上进行脱机处理。

二、操作系统的完善

1、多道批处理系统（20世纪60年代初期）

• 多个任务在系统内同时被处理

• 最大限度提升资源利用率，追求效率

• 标志着操作系统走向成熟

2、分时系统（20世纪60年代初期和中期）

• 一台主机，多个终端，实现交互式工作

• 联机操作，追求交互

3、实时处理系统（60年代中期）

特定计算机运用领域满足时间约束条件

4、通用操作系统（60年代后期）

同时具有多道批处理，分时，事实功能，标志着操作系统完善

当然操作系统更加庞大，更加复杂，造价也更加高

三、操作系统的发展

用户需求的分化，使得对操作系统要求出现分化

操作系统，在很多方面取得了更大的发展，主要表现在以下几个方面：

（1）计算机系统由集中向分散发展—>计算机网络—>网络操作系统和分布式操作系统

（2）家用和商用的微型计算机的普及—>单用户多任务操作系统

（3）大型计算任务要求极强的计算和处理能力—>支持多处理器的并行操作系统

（4）处理器芯片和存储介质在控制领域的广泛运用（特别是SOC）—>微内核操作系统体系结构—>嵌入式和智能卡操作系统

（5）单处理器速度接近极限—>多核技术—>带来多核并发控制和多核进程调度问题