付鵬元

摘 要：如今，操作系統(tǒng)已進(jìn)入社交生活的各個(gè)方面，包括大型計(jì)算機(jī)的各級(jí)應(yīng)用程序，如個(gè)人計(jì)算機(jī)，移動(dòng)設(shè)備和其他自動(dòng)化設(shè)備。操作系統(tǒng)（英文：Operating System，縮寫：OS）是操作系統(tǒng)和重要軟件不可缺少的核心部分。主要負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備和計(jì)算機(jī)的全部過(guò)程，協(xié)調(diào)各類系統(tǒng)元器組件之間，系統(tǒng)與用戶之間且用戶與用戶之間的關(guān)系。從計(jì)算機(jī)的問世至今，對(duì)OS的研究擁有了很大進(jìn)步。在以往的科學(xué)研究中，又誕生出了許多與其相關(guān)系統(tǒng)。面對(duì)國(guó)外電子產(chǎn)品及軟件在中國(guó)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，重新審視中國(guó)軟件開發(fā)的基本策略，支持政策和實(shí)施方法迫在眉睫。本文以操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史為核心，總結(jié)了其技術(shù)現(xiàn)狀和變化，分析和闡述了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的功能，發(fā)展和分類。

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng);技術(shù)現(xiàn)狀;系統(tǒng)厘革;未來(lái)變革

一、什么是操作系統(tǒng)

（一）主要功能及含義

操作系統(tǒng)不僅是操作系統(tǒng)的核心，還是管理系統(tǒng)資源并為用戶提供接口的系統(tǒng)軟件的集合。操作系統(tǒng)是很復(fù)雜的管理控制程序，當(dāng)下常用的操作系統(tǒng)有DOS、UNIX、LINUX、Windows、Netware等。操作系統(tǒng)的功能重點(diǎn)在于微內(nèi)核處理、內(nèi)存調(diào)度、輸入（出）設(shè)備、文件和操作五種計(jì)算機(jī)資源的管理上。操作系統(tǒng)將該管理功能設(shè)置為相應(yīng)的程序管理模塊，每個(gè)管理模塊負(fù)責(zé)一定的功能。這樣才組成了一個(gè)安全可靠的完整操作系統(tǒng)

（二）操作系統(tǒng)的“革命歷程”

起初的系統(tǒng)設(shè)計(jì)初衷是提供簡(jiǎn)單的排序功能，后來(lái)發(fā)展成幫助更新更復(fù)雜的硬件。始起初期批處理模式，計(jì)時(shí)機(jī)制也出現(xiàn)了。當(dāng)今多處理器時(shí)期，多處理器協(xié)調(diào)功能已經(jīng)加入到操作系統(tǒng)中，甚至包含分布操作的系統(tǒng)協(xié)調(diào)功能。更新的其他內(nèi)容是相似的。其次，在個(gè)人計(jì)算機(jī)中，操作系統(tǒng)也依然遵循大型計(jì)算機(jī)的發(fā)展路徑。隨著硬件的復(fù)雜性和強(qiáng)度的不斷提高，以往只在大型計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的功能也依次逐步得到實(shí)現(xiàn)。

1.手動(dòng)操作：

（1） CPU等待人工操作，CPU沒有充分利用用戶壟斷整個(gè)機(jī)器。

（2）不會(huì)因?yàn)橘Y源已經(jīng)被其他用戶占用而出現(xiàn)等待的現(xiàn)象，但資源利用率較低。

2.批處理系統(tǒng)：批處理是指用戶將一批預(yù)處理作業(yè)按流程提交給操作系統(tǒng)后就不再干涉干預(yù)，由操作系統(tǒng)控制它們自動(dòng)按流程運(yùn)行該作業(yè)。此類采用批量處理作業(yè)的方式方法等技術(shù)的操作系統(tǒng)稱為批處理操作系統(tǒng)。

3.多程序系統(tǒng)：所謂的多程序設(shè)計(jì)技術(shù)允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入內(nèi)存并運(yùn)行。當(dāng)程序因I/O請(qǐng)求而掛起時(shí)，CPU立即運(yùn)行另一個(gè)程序，然后進(jìn)入下一個(gè)步驟，即多程序運(yùn)行。

二、系統(tǒng)厘革

（一）可擴(kuò)展操作系統(tǒng)

當(dāng)今操作系統(tǒng)的內(nèi)涵在更新變革的同時(shí)，它的擴(kuò)展也在悄然變化。它使用微內(nèi)核技術(shù)為操作系統(tǒng)提供靈活性，操作系統(tǒng)可以在維護(hù)核心功能的同時(shí)集成服務(wù)和應(yīng)用程序。此乃可擴(kuò)展操作系統(tǒng)，如是而已。這種擴(kuò)展既反映在用戶應(yīng)用層，又反映在硬件層。實(shí)際上，操作系統(tǒng)在未來(lái)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中將擴(kuò)展到硬件和應(yīng)用層。例如，當(dāng)今操作系統(tǒng)可以將它的部分功能實(shí)現(xiàn)到硬件上，即使運(yùn)用軟件固化技術(shù)將一些功能模塊移交到相關(guān)芯片上。這種軟件（無(wú)論是系統(tǒng)還是應(yīng)用）的專用芯片無(wú)疑是操作系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向。

（二）微處理操作系統(tǒng)

微處理操作系統(tǒng)問世于二十世紀(jì)末期。非常適合分布式系統(tǒng)環(huán)境且支持多處理器操作。目前流行的支持多個(gè)處理器操作的操作系統(tǒng)基本都采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。像國(guó)外著名大學(xué)開發(fā)的MachOS，便是微處理操作系統(tǒng)。且當(dāng)前用戶普遍使用的Windows操作系統(tǒng)也依然采用微處理結(jié)構(gòu)。

（三）可靠性安全系統(tǒng)

當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)隱私安全性問題的日益嚴(yán)重，越來(lái)越多的人對(duì)平臺(tái)安全的理解和需求也十分急切。相比安全可靠的操作系統(tǒng)越來(lái)越接近普通用戶。近年來(lái)，選擇可信計(jì)算技術(shù)從根本上解決個(gè)人計(jì)算機(jī)的脆弱性并迅速發(fā)展。 隨著技術(shù)的快速更新，人們對(duì)更安全更可靠的操作系統(tǒng)的理解和需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。

可靠的操作系統(tǒng)最重要的特點(diǎn)是其良好的可靠性。由于其良好的可靠性，可靠的操作系統(tǒng)可以滿足許多實(shí)際應(yīng)用的要求?？煽坎僮飨到y(tǒng)是指操作系統(tǒng)重點(diǎn)要求安全性和可靠性。在實(shí)踐應(yīng)用中，大部分操作系統(tǒng)都是相對(duì)非常安全可靠的，也較為更好地容易上手操作，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就好比即時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全操作系統(tǒng)等。這類操作系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是可靠性較好，正因?yàn)榭煽啃院茫煽坎僮飨到y(tǒng)能滿足很多實(shí)際應(yīng)用需求。

三、未來(lái)變革

如今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的日新月異，逐步走向千家萬(wàn)戶，大部分安全可靠的操作系統(tǒng)仍被廣大用戶喜愛及需求。將來(lái)，可能一些操作系統(tǒng)將逐漸變得更加專業(yè)化和小型化。并具有以下新功能：開源、專業(yè)、小型或微型、便攜、網(wǎng)絡(luò)、安全和可靠等特點(diǎn)讓每個(gè)使用用戶都能快速上手操作，來(lái)更加完美的滿足他人和自己需求。

隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連和計(jì)算要求的不斷提高，操作系統(tǒng)的功能和性能要求也在與時(shí)俱進(jìn)。但是，在其安保性的可靠技術(shù)領(lǐng)域依然會(huì)存在很多技術(shù)和功能上的未知困難。未來(lái)的操作系統(tǒng)安保性研究包括安保架構(gòu)，安保模型和安保機(jī)制。在這些領(lǐng)域的研究需要適應(yīng)不同用戶和應(yīng)用的需求，創(chuàng)建可信賴的安保機(jī)制，并加強(qiáng)認(rèn)證信息的完整性和隱私保護(hù)。替代滿足時(shí)代的需要，操作系統(tǒng)在每個(gè)方面都推陳出新。但是，安全可靠技術(shù)的發(fā)展仍要面臨著巨大的挑戰(zhàn)和困難。未來(lái)對(duì)操作系統(tǒng)安保系統(tǒng)的研究包括安保架構(gòu)，安保模型和安保機(jī)制。因此，操作系統(tǒng)也需不斷改良、創(chuàng)新和變化，逐漸變得更加強(qiáng)大，我們有充分的理由相信，強(qiáng)大的這一領(lǐng)域必將提高國(guó)家軟件力量。更加期待偉大祖國(guó)能在操作系統(tǒng)這條道路上發(fā)展的更加輝煌，內(nèi)容上做出更大創(chuàng)新，技術(shù)上做出更多突破。

結(jié)語(yǔ)

從操作系統(tǒng)的誕生至迄今為止，操作系統(tǒng)經(jīng)歷了重大性的變革：技術(shù)升級(jí)、功能改善、拓寬應(yīng)用道路來(lái)使用戶的體驗(yàn)感更佳。未來(lái)的幾十年，操作系統(tǒng)將做出更加重大的改革創(chuàng)新，就像曾經(jīng)的那些年?？吹侥菚r(shí)的操作系統(tǒng)，那樣新穎，那樣別致。我相信未來(lái)的操作系統(tǒng)技術(shù)會(huì)不斷完善，更簡(jiǎn)單的來(lái)為更多使用者提供便利的需求。我確信將來(lái)如此簡(jiǎn)單、高效、便利的操作系統(tǒng)會(huì)為我們的未來(lái)畫出更多絢麗多彩的美麗圖畫。