計算機操作系統的發展趨勢探究

摘 ?要：進入新時期后，計算機信息技術迅速發展，且在各行各業得到了十分廣泛的運用，推動了各個領域的發展。計算機技術的一項重要組成為操作系統，其具有多樣化的功能，如環境建設、系統管理和協調運行等。雖然目前計算機操作系統已經逐漸完善，但是隨著科學技術的革新及人們需求的增加，未來計算機操作系統將會獲得進一步的發展。本文簡要介紹了計算機操作系統的應用與發展趨勢，希望能夠提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：計算機;操作系統;計算機技術

中圖分類號：TP316 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）05-0097-03

Abstract：After entering the new era，computer information technology has developed rapidly，and has been widely used in all walks of life，promoting the development of various fields. An important component of computer technology is the operating system，which has a variety of functions，such as environmental construction，system management，coordinated operation and so on. Although the computer operating system has been gradually improved，with the innovation of science and technology and the increase of peoples demand，the computer operating system will be further developed in the future. This paper briefly introduces the application and development trend of computer operating system，hoping to provide some valuable reference opinions.

Keywords：computer;operating system;computer technology

0 ?引 ?言

隨著科學技術的發展和革新，人們生活的各個領域開始廣泛地滲透著計算機技術，促進了計算機操作系統的發展和完善。計算機操作系統具有十分強大的功能，可以將優良的界面體驗提供給用戶。為了滿足用戶日益增強的使用需求，計算機操作系統也不斷更新和完善，由最初的批處理系統、分時操作系統逐漸發展為多任務、多用戶系統，能夠有效調度和控制計算活動，提供環境用以開發、運行和應用軟件，計算機的性能得到顯著提升。

1 ?計算機操作系統的作用

1.1 ?計算機操作系統概述

計算機操作系統屬于大型軟件的范疇，能夠有效控制計算機中的各種運行程序，且能夠指揮和控制計算機的硬件設備。通過發揮操作系統的功能，軟件、硬件的正常運行得到保證。一旦有錯誤出現于操作系統中，將導致矛盾、沖突等發生于軟硬件之間，進而對操作系統的正常運行造成不利影響。操作系統的存在方便了人機交流。

1.2 ?計算機操作系統的作用

計算機操作系統具有十分重要的作用，可以從多個角度進行分析。首先，從用戶角度來講，操作系統能夠對計算機系統的各種資源進行管理，包括軟硬件設備、數據信息等，這樣人工分配資源工作量得以降低，人對計算機的干預減少，計算機的自動工作效率顯著提升;其次，在資源管理方面，如果由多個用戶使用同一個計算機系統，那么就可能會有沖突、矛盾等存在于用戶對共享資源的需求中。為了更加合理地調度計算機的各種資源，協調運行高速設備與低速設備，就需要發揮計算機操作系統的作用，對各種資源的使用關系進行有機協調和優化，使各個用戶的需求得到滿足;最后，操作系統在各種程序的支持下，能夠抽象處理計算機系統資源提供的各種功能，以形象化的手段向用戶展示操作系統功能，降低用戶使用計算機的難度。

2 ?計算機操作系統的發展目標

計算機操作系統的層次結構可以劃分為計算機硬件、操作系統、實用工具、應用程序等內容。操作系統既需要對計算機所有硬件、軟件資源進行直接管理和控制，使計算機系統各個部件的協調運行需求得到滿足。同時，還需要將軟硬件資源的使用方法、使用環境等正確提供給用戶，以便在操作系統的支持下，使用戶能夠充分高效地使用計算機。具體來講，計算機操作系統具有以下幾個發展目標。

2.1 ?方便性

配置計算機操作系統的主要原因在于幫助用戶更加簡便地使用計算機系統，使用戶能夠借助于計算機高效處理各種任務。

2.2 ?有效性

操作系統的發展要求必須更加有效的利用計算機系統的I/O設備與CPU資源。

2.3 ?可擴展性

要緊密結合計算機硬件、體系結構等特點和要求，科學更新與完善計算機操作系統，保證可擴展性較強，使計算機系統具有更加優越的整體性能。

2.4 ?開放性

目前，計算機硬件系統的類型不斷豐富，對計算機操作系統的開放性提出了更高的要求，需要能夠有效移植和操作應用程序。互聯網的開放性決定了計算機操作系統的開放性，使用戶能夠有效共享各種資源。

3 ?計算機操作系統的功能

3.1 ?處理器管理

研究發現，計算機操作系統的主要功能為管理中央處理器。中央處理器對于計算機的正常運行起著關鍵性的決定作用，還會影響計算機的整體性能。針對單道作業、單用戶作業命令，計算機對處理器具有十分簡單的管理任務;針對多道程序和命令，就增加了執行的難度，需要通過計算機操作系統的應用向各個程序合理分配中央處理器的時間。由此可以得知，計算機操作系統主要是管理處理器的CPU分配和實施活動。

3.2 ?存儲管理

在存儲管理方面，計算機操作系統主要是分配、保護和管理存儲器。首先，分配內存。操作系統、系統軟件、用戶程序等都存在于計算機內存中，為了避免有沖突矛盾出現在系統和各個用戶程序存儲區內，需要借助于計算機操作系統合理分配內存空間;其次，保護存儲。如果有較多的任務程序同時運行于計算機系統中，就需要通過存儲管理避免互相占用等問題出現在程序運行過程中，且系統程序不會受到用戶執行程序的影響和破壞;最后，擴充內存。如果計算機系統提供的存儲容量小于用戶執行程序，計算機操作系統即可聯合管理內部存儲器和外部儲存器，使內存得到有效擴充。

3.3 ?設備管理

隨著計算機系統的逐漸完善，配備了諸多類型的設備，且不同設備具有差異化的操作性能。計算機系統需要控制和管理各個設備，使計算機系統的運行需求得到滿足。首先，設備分配。用戶將使用外部設備的請求發送給系統后，計算機操作系統結合分配策略，統一分配設備，且將相應的使用命令提供給用戶;其次，輸入輸出控制。結合用戶的請求，設備管理程序能夠對外部設備進行控制，實施輸入輸出操作。

3.4 ?文件管理

計算機操作系統的另外一項重要功能是管理系統的各種軟件資源。計算機軟件資源包括運行程序、運行數據等內容，在外存中存放，操作系統可以有效管理文件目錄、分配文件存儲空間，將便捷的操作命令提供給用戶。

3.5 ?作業管理

每一項獨立任務的完成都需要經過多個加工步驟，而每一個加工步驟又可以劃分為多個作業步。其中，作業調度、控制管理是作業管理的主要內容。具體來講，作業調度指在相應策略的指導下，系統從多個程序作業中進行合理選擇，將共享資源合理配備過來，使作業任務得以順利完成。先來服務策略、優先數策略、分類調度策略等都是常用的作業調度策略。

4 ?各類操作系統的應用

目前，操作系統出現了多樣化的類型，包括批處理系統、分時系統、分布式系統等。不同系統具有差異化的應用原理。

4.1 ?批處理系統

具體來講，批處理系統指的是計算機批量處理數個作業。結合相應的順序，系統組織排列多個作業，系統可以逐個處理各個作業。目前，單道和多道是批處理系統的主要類型，這種劃分依據是系統一次性可以調入作業數目的差異。針對某一個作業處理任務，單道系統會向輔助存儲器中存儲其他作業，完成作業的處理任務后，將其他作業任務調用過來。

4.2 ?分時系統

一般情況下，不同用戶在使用計算機時，往往會在不同的時段進行。分時系統的應用可以使不同用戶的需求得到有效滿足。其中，時間片是分時系統的分時單位。分時系統的終端有數百個之多，諸多用戶由終端承載。用戶在操作時，分時系統會向個用戶合理分配CPU資源。如果用戶由其他時間片來執行作業任務，那么就可以向其他用戶智能分配空閑的CPU資源。分時系統的應用可以有效管理樹形工作站，高效、合理地分配資源。

4.3 ?實時系統

時間驅動是實時系統的設計方式，不管在任何時間內，系統都可以及時響應任何作業。目前，在人們的生活、生產中廣泛應用了實時系統。結合應用對象的差異可以從實時處理、實際控制兩個方面來劃分實時系統。個人一般會采用實時處理子系統，而在工業生產中會采用實時控制子系統，以便提升控制的智能化程度。

4.4 ?網絡系統、分布式系統

在網絡技術、通信技術的支持下，出現了網絡系統與分布式系統，能夠有效共享信息資源。一般來講，網絡系統的用戶分布在不同的地區，通過信息設施的運用，可以在同一個網絡系統中互聯各個用戶，有效共享各種資源。網絡系統類似于單機系統，能夠充分滿足多個程序在同一時段的運行需求。分布式系統的構建平等地處理了各個計算機地位的問題，無縫銜接了資源共享。

5 ?計算機操作系統的發展趨勢

5.1 ?專用化趨勢

計算機技術的廣泛應用和快速發展，對移動計算、網絡計算等技術的發展起到了較大程度的促進作用。因此，對操作系統的專用化提出了更高要求，需要合理分類各個部分，促使工作效率得到提升，各個區域的發展水平得到深化。未來的發展中，專用的通信設備、嵌入式操作系統將會出現。雖然嵌入式操作系統與通用操作系統十分類似，但是會獨立于其他領域。在人們的生活應用中，利用一臺計算機即可管理控制家中所有電器，有效互聯互通家庭電器，從而更大程度地方便人們的生活。

5.2 ?小型化趨勢

過去的計算機體型十分龐大，之后逐步縮小，筆記本電腦、掌上電腦等開始出現。計算機操作系統也是如此，目前通用操作系統依然有較大的規模，存在著諸多的弊端。在未來的發展中，為了滿足人們的多樣化需求，計算機操作系統的規模將會日趨減小。特別是納米技術的出現和成熟，更是促進了操作系統小型化目標的實現。

5.3 ?網絡化趨勢

在人們的生活和工作中，網絡已經成為重要的組成部分。隨著網絡技術的進一步發展和廣泛應用，計算機系統對網絡資源共享的依賴性將會逐步增強。未來發展中，網絡操作計算機系統將會出現，能夠更加高效地共享網絡資源。

5.4 ?安全性和多樣化趨勢

在各種因素的綜合影響下，計算機很容易出現安全問題，進而威脅用戶的信息安全。為了規避安全問題，大力改進和完善了計算機系統，其安全性日趨提升。在未來的發展中，依然要充分重視計算機操作系統的安全性，充分防范各種病毒，避免損害用戶和社會的利益。此外，用戶需求的多樣化發展也將會增強計算機操作系統的多樣化特征，使不同用戶的差異化需求得到滿足。

5.5 ?便攜化趨勢

虛擬技術的出現和發展為計算機操作系統便攜化目標的實現提供了技術支撐。在未來的發展中，可以以文件形式處理計算機操作系統，在其他計算機上也能方便地應用。但我國目前的虛擬機規模較大，需要進行深化研究。

6 ?結 ?論

綜上所述，計算機操作系統對于計算機的正常運行以及用戶各種需求的滿足具有較大的幫助和意義。雖然計算機操作系統僅僅經過了40多年的發展時間，但是已經取得了非常大的成績。在未來發展中，人們對計算機將會有更多、更高的需求，所以就需要隨之革新、完善和發展計算機操作系統，使用戶的需求得到充分滿足。相關人員要深化研究，大力革新技術，為我國計算機事業的整體發展貢獻更大的力量。

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作者簡介：韓宇（1995.02-），男，漢族，山西大同人，本科，研究方向：計算機應用。