极客笔记操作系统 历史
操作系统
操作系统是一个系统程序，用作计算系统和最终用户之间的接口。操作系统创建了一个环境，用户可以在其中以舒适和有组织的方式运行任何程序或与软件和应用程序进行通信。
此外，操作系统是一种软件程序，用于管理和控制应用程序、软件资源和计算机硬件的执行。它还帮助管理软件/硬件资源，如文件管理、内存管理、输入/输出和许多外围设备（如磁盘驱动器、打印机等）。以下是一些常见的操作系统： Linux操作系统，Windows操作系统，Mac操作系统，VMS，OS/400等。
操作系统的功能
- 处理器管理
- 充当资源管理器
- 内存管理
- 文件管理
- 安全性
- 设备管理
- 输入设备/输出设备
- 死锁预防
- 时间管理
- 与系统软件或硬件协调
操作系统的类型
- 批处理操作系统
- 分时操作系统
- 嵌入式操作系统
- 多道程序设计操作系统
- 网络操作系统
- 分布式操作系统
- 多处理操作系统
- 实时操作系统
批处理操作系统
在批处理操作系统中，用户与计算机之间没有直接交互。因此，用户需要准备作业并在离线模式下保存到打卡或纸带或磁带中。创建作业后，将其交给计算机操作员；然后操作员对作业进行排序或创建类似的批次，如B2、B3和B4。现在，计算机操作员将批次提交到CPU中逐个执行作业。然后，CPU开始执行作业，当所有作业都完成后，计算机操作员将输出提供给用户。
分时操作系统
分时操作系统是一种允许我们连接位于不同位置的多个人共享和使用特定系统的操作系统。分时操作系统是多道程序设计的逻辑扩展，用户可以同时运行多个任务。此外，它为每个用户提供他的终端用于输入或输出，这会影响当前在系统上运行的程序或处理器。它表示CPU的时间在许多用户进程之间共享。或者，同时在多个用户之间共享的处理器时间称为分时。
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是计算机系统嵌入式硬件配置中使用的特定用途操作系统。这些操作系统旨在应用于专用设备，如自动取款机(ATM)、飞机系统、智能家居助手和物联网(IoT)设备。
多道程序操作系统
由于CPU的低效利用率和对I/O资源的等待，导致CPU闲置。这显示了系统资源的不当使用。因此，操作系统引入了一个新的概念，即多道程序。多道程序操作系统是指在同一台计算机系统上同时激活两个或多个进程或程序，按顺序执行这些进程。当一个程序处于运行模式并使用CPU时，另一个程序或文件同时使用I/O资源或等待另一个系统资源可用。它提高了系统资源的利用率，从而增加了系统的吞吐量。这样的系统称为多道程序操作系统。
网络操作系统
网络操作系统是操作在服务器上的一种重要类型的操作系统，使用网络设备如交换机、路由器或防火墙来处理数据、应用和其他网络资源。它提供了连接自主操作系统之间的互连性，被称为网络操作系统。网络操作系统还可用于在多台计算机之间共享数据、文件、硬件设备和打印机资源以便彼此通信。
网络操作系统的类型
- 点对点网络操作系统： 这种类型的网络操作系统允许用户在局域网上的两台或多台计算机之间共享文件和资源。
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客户端-服务器网络操作系统： 这是一种允许用户通过公共服务器或中心资源枢纽访问资源、功能和应用程序的网络操作系统。客户端工作站可以访问网络中心枢纽中存在的所有资源。多个客户端可以从不同位置访问和共享网络上的不同类型资源。
分布式操作系统
分布式操作系统提供了一个环境，其中多个独立的CPU或处理器通过物理分离的计算节点相互通信。每个节点包含与全局聚合操作系统通信的特定软件。借助分布式系统的便利性，程序员或开发人员可以轻松访问任何操作系统和资源，执行计算任务并达到共同目标。它是网络操作系统的扩展，可实现高度连接性，与网络上的其他用户进行通信。
多处理器操作系统
它是指在单个计算机系统中使用两个或更多个中央处理器（CPU）的操作系统类型。然而，这些多处理器系统或并行操作系统用于提高计算机系统的效率。通过使用多处理器系统，它们共享计算机总线、时钟、内存和输入/输出设备，以实现进程或程序的并发执行和CPU的资源管理。
实时操作系统
实时操作系统是一种重要的操作系统类型，用于提供应用程序所需的服务和数据处理资源，其中处理和响应输入/输出所需的时间间隔应非常小，没有延迟的实时系统。例如，控制自动汽车、交通信号灯、核反应堆或飞机的实际情况需要对任务在指定时间延迟内进行立即响应。因此，实时操作系统必须快速响应，适用于嵌入式系统、武器系统、机器人、科学研究与实验以及各种实时对象。
实时操作系统的类型:
- 硬实时系统 这些类型的操作系统用于那些需要在规定的时间限制内完成关键任务的系统。如果响应时间过长，则系统无法接受或可能面临严重问题，如系统故障。在硬实时系统中，二级存储器要么有限要么不存在，因此这些系统会将数据存储在只读存储器（ROM）中。
- 软实时系统 软实时系统是一种较为灵活的系统，可以接受操作系统的软件和硬件资源延迟。在软实时系统中，关键任务优先于不太重要的任务，并且该优先级在任务完成之前保持活动状态。此外，对于特定的作业设定了时间限制，这样可以为接下来的任务提供短时间的延迟，这是可以接受的。例如，计算机音频或视频、虚拟现实、预约系统、海底项目等。
操作系统的代数
第一代（1940年到20世纪50年代初）
当第一台电子计算机于1940年开发出来时，它是没有任何操作系统的。在早期，用户可以完全访问计算机机器，并为每个任务编写绝对机器语言的程序。在计算机的这一代中，程序员只能执行和解决简单的数学运算，这些运算不需要操作系统。
第二代（1955年-1965年）
早在1950年代初，第一个操作系统（OS）就诞生了，被称为 GMOS. General Motors 为 IBM 计算机开发的。第二代操作系统基于单流批处理系统，将所有相似的作业分组或分批，并使用打孔卡将作业提交给操作系统以完成机器上的所有作业。每次完成作业（正常或异常），控制权转移到清除一份作业后继续读取和启动下一个作业的操作系统。此后，出现了被称为大型机（mainframes）的新型机器，它们非常庞大，并由专业操作员使用。
第三代（1965年-1980年）
在20世纪60年代末，操作系统设计师非常有能力开发一种可以同时在一个称为多任务处理的计算机程序中执行多个任务的新操作系统。多任务处理的引入对于开发允许CPU在计算机上同时执行不同任务的操作系统起到非常重要的作用。在第三代计算机中，从1961年开始，出现了小型计算机的惊人增长，其中最著名的是DEC PDP-1，这些PDP导致了第四代个人计算机的诞生。
第四代（1980年-至今）
操作系统的第四代与个人计算机的发展相关。然而，个人计算机与第三代的小型计算机非常相似。当时个人计算机的成本非常高，只是小型计算机成本的一小部分。与创建个人计算机相关的一个重要因素是微软和Windows操作系统的诞生。微软在1975年创造了第一个窗口操作系统。在推出微软Windows操作系统后，比尔·盖茨和保罗·艾伦有了将个人计算机带到新水平的愿景。因此，他们在1981年推出了MS-DOS；然而，这对于普通用户来说很难理解其隐秘的命令。如今，Windows已成为最受欢迎和使用最广泛的操作系统技术。然后，Windows发布了各种操作系统，如Windows 95，Windows 98，Windows XP和最新的操作系统Windows 7。目前，大多数Windows用户使用Windows 10操作系统。除了Windows操作系统，另一个在1980年代流行的操作系统是由苹果公司的联合创始人史蒂夫·乔布斯开发的。他们将这个操作系统命名为Macintosh OS或Mac OS。
操作系统的优点
- 它有助于监控和调节资源。
- 由于具有基本的图形用户界面与设备进行通信，因此操作容易。
- 它用于创建用户与计算机应用程序或硬件之间的交互。
- 计算机系统的性能是基于CPU的。
- 任何进程或程序的响应时间和吞吐时间都很快。
- 可以共享不同的资源，如传真机、打印机等。
- 它还提供了一个平台用于各种类型的应用程序，如系统和Web应用程序。
操作系统的缺点
- 只允许同时运行少数任务。
- 如果操作系统发生错误，存储的数据可能会被销毁。
- 操作系统要提供完整的安全性以抵御病毒非常困难，因为任何威胁或病毒都可能在系统中随时出现。
- 未经原用户许可，未知用户可以轻松使用系统。
- 操作系统的成本非常高。