第1章 引论 第4课时 操作系统的进一步发展时期《操作系统原理课件（第2版）》 同步教学（电子工业出版社）

操作系统原理(第2版） 1.3.3 操作系统的进一步发展时期 20世纪80年代后，随着微电子技术的迅速发展，大规模及超大规模集成电路技术得到了广泛应用。计算机硬件不断升级换代，计算机的体系结构更加灵活多样，各种新计算机和新操作系统不断出现和发展，计算机和操作系统领域均进入了一个百花齐放、百家争鸣的时代。 20世纪90年代后期，随着网络的出现，促进了网络操作系统和分布式操作系统的诞生，计算机应用逐步向网络化、分布式及智能化方向发展，推动操作系统进入一个新的发展时期。各种网络操作系统、多CPU操作系统、分布式操作系统及嵌入式操作系统纷纷出现，功能日新月异。操作系统的设计观念也发生了改变，由主要追求如何提高系统资源的利用率，转变到同时要考虑使用方便及提高人工效率等因素。 1.3 操作系统的形成与发展 操作系统发展特点 随着计算机不断普及，操作系统的功能将变得越来越复杂。在这种趋势下，操作系统的发展面临着两个方向的选择：一是朝着微内核方向发展；二是朝着大而全的全方位方向发展。 鉴于大而全的操作系统管理起来越加复杂，现代操作系统采取的都是模块化的管理方式，即一个小的内核加上模块化的外部管理功能。 Windows将操作系统划分成内核（Kernel）、执行体（Executive）、视窗和图形驱动以及可装入模块。Windows执行体又划分为I/O管理、文件系统缓存、对象管理、热插拔管理器、能源管理器、安全监视器、虚拟内存、进程与线程、配置管理器、本地过程调用等。而且，Windows还在用户层设置了数十个功能模块。 1.3 操作系统的形成与发展 1.3 操作系统的形成与发展 1.3 操作系统的形成与发展 进入21世纪以来，操作系统发展的一个新动态是虚拟化技术和云操作系统的出现。虚拟化技术和云操作系统是传统操作系统和分布式操作系统的延伸和深化。 虚拟机扩展的是传统操作系统，即将传统操作系统的一个虚拟机变成多个虚拟机，从而同时运行多个传统操作系统。 云操作系统扩展的是分布式操作系统，这种扩展具有两层含义：分布式范围的扩展；分布式从同源到异源的扩展。 虚拟机技术带来的最大好处是闲置计算机资源的利用，而云操作系统带来的最大好处是分散的计算机资源整合和同化。 1.4.1 批处理操作系统 早期的计算机配置的就是批处理操作系统，批处理是各计算机中心主机最主要的工作方式。在批处理系统中，用户提交给计算机的工作常被称为作业。一个作业通常由程序、数据和作业说明书组成。 单道批处理操作系统的特征是一批作业自动按提交顺序依次装入内存执行，每次只允许一个作业进入内存运行，先提交的作业总是先完成。整个系统的资源被进入内存的作业独占使用，因此资源利用率很低。 为提高CPU和系统资源的利用率引入了多道程序设计技术，形成了多道批处理操作系统。该系统仍然是一次自动完成一批作业的处理，但允许多个作业同时进入内存并发执行。作业的执行顺序是由调度算法确定，因此先提交的作业有可能后完成。当一个正在运行的作业需要等待I/O时，操作系统就调度另一个作业执行，因此多道批处理操作系统的资源利用率很高。 1.4 主要操作系统的类型 1.4 主要操作系统的类型 在多道批处理操作系统中，系统资源为多个作业所共享，每一批中的作业之间由系统自动调度执行，即实现了作业流程的自动化。 多道批处理操作系统的主要特征如下： （1）用户脱机使用计算机。用户在提交作业后一直到获得计算结果之前无法和计算机交互。 （2）成批处理。操作员把用户提交的作业分批进行处理。每一批中的作业将由操作系统负责作业之间的自动切换与运行。 （3）多道程序运行。操作系统按照多道程序设计的调度原则，从一批作业中选取多道作业送入内存并控制管理它们的运行，这种方式称为多道批处理。 1.4.2 分时操作系统 1.工作方式： 在分时操作系统管理下，计算机的工作方式是一台主机连接了若干台终端，每台终端供一个用户使用，这些用户通过各自的终端向系统发出命令请求，系统采用时间片轮转法的方式，来接受每个用户的命令并处理服务请求，同时通过交互方式在终端上向用户显示处理的结果，用户则根据系统回复的结果继续发出下一道命令。即： （1）分时系统为用户提供交互命令； （2）分时系统采用分时方法，为 多个终端用户服务； （3）分时方法是将CPU的执行