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芻議計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展
隨著計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的快速發(fā)展，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，以下是小編搜集整理的一篇探究計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是控制程序運(yùn)行、管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、改善人機(jī)界面的一種系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的快速發(fā)展，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，它不僅有利于調(diào)度和控制計(jì)算活動(dòng)，提供軟件開發(fā)與運(yùn)行環(huán)境，更有利于提高計(jì)算機(jī)性能，為用戶提供良好的界面體驗(yàn)�；诖它c(diǎn)，本文對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行淺議。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);操作系統(tǒng);應(yīng)用;發(fā)展
1 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)從不同的角度出發(fā)可以分成不同的類別。就用途角度而言，可將計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)分為專用和通用，專用操作系統(tǒng)是指用于控制和管理專項(xiàng)事物的操作系統(tǒng)，如手機(jī)操作系統(tǒng)，多以嵌入硬件的形式存在，擁有特定的途徑。通用操作系統(tǒng)的功能較為完善，支持多種途徑需要;就運(yùn)行環(huán)境角度而言，分為單機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。下文基于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)功能的角度，對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。
1.1 批處理系統(tǒng)的應(yīng)用。批處理系統(tǒng)的應(yīng)用具備批量性的特征，可以將要交給計(jì)算機(jī)處理的若干個(gè)作業(yè)組織成隊(duì)列成批地交給計(jì)算機(jī)自動(dòng)地按作業(yè)隊(duì)列順序逐個(gè)處理。批處理系統(tǒng)又可分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)，前者可以只能在計(jì)算機(jī)內(nèi)一次性調(diào)入一個(gè)處理作業(yè)運(yùn)行，而將其他作業(yè)存儲(chǔ)在輔助存儲(chǔ)器上，這種應(yīng)用方式與單用戶操作系統(tǒng)相類似。
1.2 分時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用。分時(shí)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件按時(shí)間劃分輪流使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的某一資源。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中若存在多個(gè)用戶在不同時(shí)段使用同一個(gè)計(jì)算機(jī)，則這種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)即為分時(shí)系統(tǒng)。時(shí)間片為分時(shí)的時(shí)間單位，通常情況下，一個(gè)時(shí)間片為幾十毫秒。在分時(shí)系統(tǒng)時(shí)存在多至上百個(gè)終端，不同用戶可以在各自的終端系統(tǒng)上運(yùn)行作業(yè)。通過操作系統(tǒng)的管理，可以將CPU輪流分配到不同用戶使用，若某個(gè)用戶作業(yè)分配給另一個(gè)時(shí)間片繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，則CPU會(huì)被自動(dòng)分配到用一個(gè)用戶作業(yè)。
1.3 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用。實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、及時(shí)地處理各項(xiàng)作業(yè)，并給出處理結(jié)果。一般情況下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)使用時(shí)間驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方式，使系統(tǒng)可以對(duì)任何事件作出及時(shí)響應(yīng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)又可分為實(shí)際控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，前者被廣泛應(yīng)用于飛行器、工業(yè)智能化控制、導(dǎo)彈發(fā)射等領(lǐng)域，后者則常用于航班查詢、預(yù)訂飛機(jī)票、銀行轉(zhuǎn)賬等系統(tǒng)。
1.4 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不同地域各具獨(dú)立處理能力的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共用一個(gè)工作環(huán)境，通過利用通信設(shè)施進(jìn)行互聯(lián)，以達(dá)到共享資源、形成整體網(wǎng)絡(luò)的目的。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不僅具備單機(jī)操作系統(tǒng)的所有功能，還具備管理網(wǎng)絡(luò)資源能力，在同一時(shí)間段支持多個(gè)程序運(yùn)行。
1.5 分布式操作系統(tǒng)的應(yīng)用。分布式操作系統(tǒng)是利用通信網(wǎng)絡(luò)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相聯(lián)，消除各個(gè)計(jì)算機(jī)之間的主次之分，實(shí)現(xiàn)資源共享。一個(gè)完整的商用操作系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)批處理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的同時(shí)應(yīng)用。
2 計(jì)算操作系統(tǒng)的發(fā)展階段
(1)手工處理階段。在這個(gè)階段中，沒有與計(jì)算機(jī)相適應(yīng)的操作系統(tǒng)及相關(guān)軟件，并且計(jì)算機(jī)技術(shù)在該階段仍舊處在電子管時(shí)代，其運(yùn)算速度相關(guān)之緩慢。當(dāng)用戶借助計(jì)算機(jī)語言編制程序時(shí)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行會(huì)占據(jù)相當(dāng)大的資源，幾乎所有的上機(jī)處理任務(wù)都需要通過手工處理來完成。(2)批處理階段。該階段克服了以往手工處理的缺陷，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)作業(yè)的自動(dòng)化，大幅度提高了CPU和輸出輸入設(shè)備的使用情況，顯著提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用處理能力。(3)多道程序系統(tǒng)。這是在單道批處理的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，它通過組織作業(yè)使CPU總有一個(gè)作業(yè)可以執(zhí)行，進(jìn)而大幅度提升了CPU的利用效率。(4)分時(shí)系統(tǒng)。這是在前兩個(gè)系統(tǒng)沒有完全實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互目標(biāo)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。分時(shí)操作能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行時(shí)間劃分為多個(gè)較短的時(shí)間片，并按照時(shí)間片輪流將處理器分配給各個(gè)聯(lián)機(jī)使用，這樣用戶便可以利用本身的總段向系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的操作及控制指令，完成所需的運(yùn)作。(5)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。雖然分時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)能夠使用戶獲得比較滿意的效果，但卻仍舊無法實(shí)現(xiàn)將計(jì)算機(jī)用于生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制當(dāng)中，在這一需求的推動(dòng)下，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)隨之誕生，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種重要數(shù)據(jù)信息的采集，并對(duì)采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制。(6)多處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)試圖從計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)體系上對(duì)系統(tǒng)各個(gè)方面的性能進(jìn)行完善，它的出現(xiàn)有效地增加了計(jì)算機(jī)的吞吐量，從而為用戶節(jié)省了大量成本，系統(tǒng)可靠性也隨之顯著提高。(7)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)和通信這兩技術(shù)的基礎(chǔ)之上，它屬于兩者有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，目前常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有兩種模式，及客戶模/服務(wù)器模式和對(duì)等模式。(8)分布式系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在集中性系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其具有以下特點(diǎn)：并行性、分布性、共享性和透明性。
3 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展方向
為了適應(yīng)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)朝著以下方向發(fā)展，具體內(nèi)容如下：
3.1 微內(nèi)核操作系統(tǒng)
在當(dāng)前的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中較為突出的一個(gè)設(shè)計(jì)理念是將系統(tǒng)中更多功能及成分提升到更高的層次中運(yùn)行，同時(shí)留下一個(gè)相對(duì)較小的內(nèi)核，以此來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最基本的核心功能，我們將這種技術(shù)稱之為微內(nèi)核。
(1)微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)形式。將最基本的系統(tǒng)功能保留在內(nèi)核當(dāng)中;將大部分功能轉(zhuǎn)移到內(nèi)核之外，并保證每個(gè)系統(tǒng)功能都可以獨(dú)立的形式存在并提供相應(yīng)的服務(wù);在內(nèi)核以外的用戶控件中既包括服務(wù)進(jìn)程又包括應(yīng)用進(jìn)程。(2)主要成分。中斷及異常處理機(jī)制;處理機(jī)調(diào)度機(jī)制;各個(gè)進(jìn)程之間的通信機(jī)制;與服務(wù)功能相關(guān)的基本機(jī)制。(3)實(shí)現(xiàn)過程。從微內(nèi)核的字面涵義上理解，其實(shí)現(xiàn)過程中最為關(guān)鍵的問題之一是微小。想要真正做到這一點(diǎn)離不開策略分離以及實(shí)現(xiàn)機(jī)制這兩個(gè)關(guān)鍵性概念。由于微內(nèi)核中比較重要的是進(jìn)程之間的通信以及中斷處理機(jī)制，為此，下面對(duì)實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行簡(jiǎn)述：首先，需要完成各個(gè)主要進(jìn)程之間的通信機(jī)制;然后完成中斷處理機(jī)制。這樣便可以實(shí)現(xiàn)微內(nèi)核。其具有以下特點(diǎn)：安全可靠、接口一致、可擴(kuò)充性、靈活性、兼容性、支持分布式系統(tǒng)等等。
3.2 面向?qū)ο蟮牟僮飨到y(tǒng)
這是一種基于對(duì)象模型的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。現(xiàn)階段，已有不少系統(tǒng)采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)，其現(xiàn)已成為新一代操作系統(tǒng)的重要性標(biāo)志之一。所謂的面向?qū)ο髮?shí)質(zhì)上就是將系統(tǒng)當(dāng)做是一系列對(duì)象的集合，這里對(duì)象是由數(shù)據(jù)形成的實(shí)體，具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：封裝、繼承、多態(tài)性、消息等待呢過。而在面向?qū)ο蟮牟僮飨到y(tǒng)當(dāng)中，對(duì)象屬于一個(gè)并發(fā)單位，如文件、進(jìn)程、內(nèi)存等系統(tǒng)資源都被認(rèn)為是一種對(duì)象，對(duì)其的操作則是借助對(duì)象服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)能夠進(jìn)一步減少系統(tǒng)在其整個(gè)生命周期內(nèi)所有修改任務(wù)對(duì)系統(tǒng)自身的影響。(2)操作系統(tǒng)對(duì)其資源的訪問以及操作完全是一致的。具體來講系統(tǒng)生成、刪除或是引用一個(gè)對(duì)象是與一個(gè)進(jìn)程對(duì)象采用同樣的方法，全部都是借助使用對(duì)象句柄來實(shí)現(xiàn)的。(3)有效地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的安全措施。因全部對(duì)象采用的保護(hù)模式完成一致，當(dāng)試圖對(duì)其中任何一個(gè)對(duì)象進(jìn)行訪問時(shí)，安全系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行核準(zhǔn)。(4)對(duì)象為進(jìn)程間的資源分享提供了一致、便捷的手段。由于所有類型的對(duì)象都是通過對(duì)象句柄進(jìn)行處理的，系統(tǒng)僅需進(jìn)行跟蹤便可以決定該對(duì)象是否仍在使用，若是不需要繼續(xù)使用，便可對(duì)其進(jìn)行刪除處理。
參考文獻(xiàn)：
[1]郝偉.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展—淺談操作系統(tǒng)的新技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2010，20.
[2]嚴(yán)靜茹.淺談?dòng)?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.
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