计算机操作系统的发展

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1、计算机操作系统的发展计算机操作系统的发展　操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。　　操作系统是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界

2、面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、icrokernel)技术。　　1.微内核结构　　（1）把那些最基本、最本质的操作系统功能保留在内核中。　　（2）把大部分操作系统的功能移到内核之外，并且每一个操作系统功能均以单独的服务器进程形式存在，并提供

3、服务。　　（3）在内核之外的用户空间中包括所有操作系统服务进程，也包括用户的应用进程。这些进程之间是客户/服务器模式。　　2.微内核包含的主要成分　　（1）中断和异常处理机制；　　（2）进程间通信机制；　　（3）处理机调度机制；　　（4）有关服务功能的基本机制。　　3.微内核的实现　　微内核实现中的一个主要问题是微和性能要求的综合考虑。要做到微的关键是实现机制和策略分离的概念。由于微内核中最主要的是进程间消息通信和中断处理机制，下面简述两者的实现。4.进程间通信机制　　为客户和服务器提供通信服务是微内核的主要功能

4、之一，也是内核实现其他服务的基础。无论是发送请求消息和服务器的回答消息都是要经过内核的。进程的消息通信一般是通过端口（port)的。一个进程可以有一个或多个端口，每个端口实际上是一个消息队列或消息缓冲区，它们都有一个唯一的端口ID（端口标识）和端口权力表，该表指出本进程可以和哪些进程交互通信。端口ID和端口权力表内核维护。　　5.中断处理机制　　微内核结构中将中断机制与中断处理分离，即把中断机制放在微内核中，而把中断处理放到用户空间相应的服务进程中。微内核的中断机制，主要负责以下工作：　　（1）当中断发生时识别中

5、断；　　（2）通过中断数据结构把该中断信号映射到相关的进程；　　（3）把中断转换成一个消息；　　（4）把消息发给用户空间中相关进程的端口，但内核不涉及到任何中断处理。　　（5）不少系统中的中断处理是用线程实现的。　　6.微内核结构的优点　　（1）安全可靠。微内核降低了内核的复杂度，减少了发生故障的概率，也就增加了系统的安全性。　　（2）一致性的接口。当用户进程提出服务要求时，均是以消息通信方式经由内核向服务器进程提出的。因此，进程所面对的是一个统一一致的进程通信接口方式。　　（3）系统的可扩充性。系统可扩充性强，

6、随着新硬件与新软件技术的出现，只需对内核做很少的修改。　　（4）灵活性。操作系统具有良好的模块化结构，可以独立地对模块进行修改，也可随意对功能进行增加和删除，因此操作系统可以按用户的需要进行剪裁。　　（5）兼容性。许多系统都希望能运行在多种不同的处理器平台上，这在微内核结构下是比较容易实现的。　　（6）提供了对分布式系统的支持。在微内核结构下操作系统必须采用客户/服务器模式。这种模式适合于分布式系统，可以对分布式系统提供支持。　　7.微内核的主要缺点　　在微内核结构下，一次系统服务过程需要更多的模式（在用户态和核

7、心态之间）转换和进程地址空间的开关，这就增加开销，影响了执行速度。　　（二）面向对象操作系统技术　　面向对象操作系统是指基于对象模型的操作系统。目前，已有许多操作系统采用了面向对象技术，如WindowsNT等。面向对象已成为新一代操作系统的一个重要标志。　　1.面向对象的核心概念　　面向对象的基本思想是把要构造的系统表示成一系列对象的集合。其中的对象是指把一组数据和该数据的一些基本操作封装在一起所形成的一个实体。面向对象的核心概念包括以下几个方面：　　（1）封装。在面向对象中，封装的含义是将一个数据集和与这个数据

8、有关的操作封装在一起，形成一个能动的实体，即对象。封装要求对象内部的代码和数据受保护。　　（2）继承。继承是指一些对象可以继承另一些对象的功能和特征。　　（3）多态性。所谓多态性是指一个名字多种语义，或相同界面多种实现。多态性在面向对象语言中是由重载和虚函数来实现的。　　（4）消息。消息是对象之间相互请求和相互合作的途径。一个对象通过消息激活另一对象。消息中一般包含有请求