淺談計算機操作系統的現狀與發展趨勢

李光才

摘要：操作系統（Operating?System，簡稱?OS）是計算機系統的重要組成部分，是一個重要的系統軟件，它負責管理計算機系統的硬、軟件資源和整個計算機的工作流程，協調系統部件之間，系統與用戶之間、用戶與用戶之間的關系。

關鍵詞：計算機操作系統;發展歷程;新技術;發展趨勢

計算機操作系統所處的地位及效用：

操作系統是管理計算機系統的全部硬件資源包括軟件資源及數據資源;控制程序運行;改善人機界面;為其它應用軟件提供支持等，使計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，為用戶提供方便的、有效的、友善的服務界面。操作系統是一個管理電腦硬件與軟件資源的程序，同時也是計算機系統的內核?與基石。操作系統身負諸如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控?制輸入與輸出設備、操作網絡與管理文件系統等基本事務。

操作系統的分類：

目前微機上常見的操作系統有?DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware?等。移動端常見的操作系統有BlackBerry、Windows?Mobile、IOS以及大多數基于Linux系統的移動平臺，如android、Mameo、Symbian、Palm等。

但所有的操作系統具有并發性、共享性、虛擬性和不確定性四個基本特征。目前的操作系統種類繁多，很難用單一標準統一分類。根據?應用領域來劃分，可分為桌面操作系統、服務器操作系統、主機操作系統、嵌入式操作系統。

一、操作系統的基本介紹

（一）操作系統的功能

1、管理計算機系統的硬件、軟件、數據等各種資源，盡可能減少人工分配資源?的工作以及人對機器的干預，發揮計算機的自動工作效率。2、協調各種資源使用過程中的關系，使得計算機的各種資源使用調度合理，高速設備與低速設備運行相互配。

（二）操作系統的發展歷程

操作系統之本意原為提供簡單的工作排序能力，后為輔助更新更復雜的硬件?設施而漸漸演化。從最早的批次模式開始，分時機制也隨之出現，在多處理器時代來臨時，操作系統也隨之添加多處理器協調功能，甚至是分布式系統的協調功能。其他方面?的演變也類似于此。另一方面，在個人電腦上，個人電腦之操作系統因襲大型電腦的成長之路，在硬件越來越復雜、強大時，也逐步實踐以往只有大型電腦才有的功能。1、手工操作階段。特點：計算機主要元器件是電子管，速度慢，無任何軟件，更無操作系統，編譯語言是機器語言。2、批處理階段。特點：計算機主要元器件晶體管，運行速度提高，出現早期的操作系統，即早期的對用戶提交的程序進行管理的監控程序和批處理軟件。3、多道程序系統階段。特點：中、小規模的集成電路在計算機系統中廣泛應用，CPU的運行速度大幅提高隨著中、小規模的集成電路在計算機系統中的廣泛應?用，CPU?的運動速度大大提高，為了提高CPU的利用效率，出現了多道批處理系統、分時系統等等CPU?的利用率，引入了多道程序設計技術，并出現，從而產生了更加強大的監管程序，并迅速發展成為計算機學科的一個重要分支，即操作系統。

二、操作系統新技術

（一）微內核操作系統技術

現代操作系統設計中的一個突出思想是把操作系統中更多的成分和功能放?到更高的層次（即用戶模式）中去運行，而留下一個盡量小的內核，用它來完成?操作系統最基本的核心功能，稱這種技術為微內核（Microkernel）技術。1、微內核結構（1）把那些最基本、最本質的操作系統功能保留在內核中;（2）把大部分操作系統的功能移到內核之外，并且每一個操作系統功能均以單獨的服務器進程形式存在，并提供服務。（3）在內核之外的用戶空間中包括所有操作系統服務進程，也包括用戶的應用進程。這些進程之間是客戶/服務器模式。3、微內核包含的主要成分（1）中斷和異常處理機制;（2）進程間通信機制;（3）處理機調度機制;（4）有關服務功能的基本機制。4、微內核的實現?微內核實現中的一個主要問題是?“微”?和性能要求的綜合考慮。要做到?“微”?的關鍵是實現機制和策略分離的概念。5、進程間通信機制?為客戶和服務器提供通信服務是微內核的主要功能之一，也是內核實現其他?服務的基礎。無論是發送請求消息和服務器的回答消息都是要經過內核的。6、中斷處理機制?微內核結構中將中斷機制與中斷處理分離，即把中斷機制放在微內核中，而把中斷處理放到用戶空間相應的服務進程中。

（二）面向對象操作系統技術

面向對象操作系統是指基于對象模型的操作系統。目前，已有許多操作系統?采用了面向對象技術，如?Windows?NT?等。面向對象已成為新一代操作系統的一個重要標志。1、面向對象的核心概念?面向對象的基本思想是把要構造的系統表示成一系列對象的集合。其中的對象是指把一組數據和該數據的一些基本操作封裝在一起所形成的一個實體。

（三）嵌入式操作系統

嵌入式系統是以應用為中心，軟硬件可裁減的，適用于對功能、可靠性、成本、體積和功耗等綜合性要求嚴格的專用計算機系統。它具有軟件代碼小、自動化程度高和響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的體系。

三、未來操作系統的發展趨勢：

隨著計算機技術和網絡技術的普及，在通用主流操作系統仍然占據比較大的市場份額的基礎上，未來一些操作系統將逐步向專用化和小型化等方面發展，并具備如下新特點：

1、開源化

開源改變了未來操作系統的開發模式，使得聚集大家的力量打破組織邊界、持續創造出更高質量、更安全和更易用的操作系統成為可能。另外，更重要的是它改變了操作系統的使用方式——從“使用許可”為主的商業模式變成以支持和咨詢等面向服務為主的商業模式，在全球向服務經濟轉型的過程中扮演著日益重要的角色。

2、專用化

隨著計算機應用領域的不斷拓展以及普適計算、移動計算和網絡計算技術的迅速發展，越來越多的領域需要滿足特殊需求的專用操作系統，比如嵌入式操作系統、多媒體操作系統、企業應用操作系統等。這類系統未來的應用領域會越來越廣。

3、小型化或微型化

通用操作系統的規模和復雜性過大。為了適應特定的應用領域，比如手機、手持游戲機和個人數字助理（PDA^26），甚至在特定的家用設備，如智能遙控器等，未來操作系統必然逐漸向規模和功能小型化發展。

4、網絡化

網絡已經成為人們生活中的一部份，操作系統也越來越依賴網絡資源的共享與通信。

5、安全化或可信化

隨著計算機系統互聯互通的不斷增強和計算需求的不斷增長，操作系統在滿足功能和性能需求方面也開始與時俱進，適應發展的需要。盡管如此，在安全可信技術方面依然面臨許多挑戰。未來操作系統的安全性研究包括安全體系結構、安全模型和安全機制等幾個方面。開展這些方面的研究需要適應不同用戶和應用的需求，以及建立可信的安全保障機制和強調身份證實、完整性和私密性保護等。我們期待著未來的操作系統具有突破性的發展。

四、結束語

我們現在使用的操作系統已經很完善。相信以后的操作系統的技術還會不斷提高，會讓大家用著更加方便。相信在未來操作系統會使得我們生活和工作更加豐富多彩。

參考文獻：

[1] 李彥.淺談企業局域網信息安全[J].中國井礦鹽，2010，01.

[2] 劉壯旭.層次化的企業局域網安全體系淺析[J].煤炭技

（作者單位：江蘇省鹽城師范學院）