有關計算機作業系統的論文

　　隨著我國經濟社會的快速發展，計算機已經逐漸滲透到人們生活的各個領域，計算機作業系統也得到了長足的發展。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《探討計算機作業系統的發展》

　　摘要：作業系統是管理計算機系統的全部硬體資源包括軟體資源及資料資源;控制程式執行;改善人機介面;為其它應用軟體提供支援等，使計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，為使用者提供方便的、有效的、友善的服務介面。

　　關鍵詞：計算機;作業系統;發展

　　中圖分類號：G623.58

　　引言：作業系統是一管理電腦硬體與軟體資源的程式，同時也是計算機系統的核心與基石。作業系統身負諸如管理與配置記憶體、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出裝置、操作網路與管理檔案系統等基本事務。作業系統是管理計算機系統的全部硬體資源包括軟體資源及資料資源;控制程式執行;改善人機介面;為其它應用軟體提供支援等，使計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，為使用者提供方便的、有效的、友善的服務介面。作業系統是一個龐大的管理控制程式，大致包括5個方面的管理功能：程序與處理機管理、作業管理、儲存管理、裝置管理、檔案管理。目前微機上常見的作業系統有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。但所有的作業系統具有併發性、共享性、虛擬性和不確定性四個基本特徵。目前的作業系統種類繁多，很難用單一標準統一分類。根據應用領域來劃分，可分為桌面作業系統、伺服器作業系統、主機作業系統、嵌入式作業系統。

　　一、作業系統的基本介紹

　　***一***作業系統的功能

　　***1***管理計算機系統的硬體、軟體、資料等各種資源，儘可能減少人工分配資源的工作以及人對機器的干預，發揮計算機的自動工作效率。

　　***2***協調還要各種資源使用過程中的關係，使得計算機的各種資源使用排程合理，高速裝置與低速裝置執行相互配。

　　***3***為使用者提供使用計算機系統的環境，方便使用計算機系統的各部件或功能。作業系統通過自己的程式，將計算機系統的各種資源所提供的功能抽象，形成與之等價的作業系統的功能，並形象地表現出來，提供給使用者方便地使用計算機。

　　***二***作業系統的發展

　　作業系統之本意原為提供簡單的工作排序能力，後為輔助更新更復雜的硬體設施而漸漸演化。

　　從最早的批次模式開始，分時機制也隨之出現，在多處理器時代來臨時，作業系統也隨之新增多處理器協調功能，甚至是分散式系統的協調功能。其他方面的演變也類似於此。

　　另一方面，在個人電腦上，個人電腦之作業系統因襲大型電腦的成長之路，在硬體越來越複雜、強大時，也逐步實踐以往只有大型電腦才有的功能。

　　***1***手工操作階段。在這個階段的計算機，主要元器件是電子管，運算速度慢，沒有任何軟體，更沒有作業系統。使用者直接使用機器語言編寫程式，上機時完全手工操作，首先將預先準備好的程式紙帶裝入輸入機，然後啟動輸入機把程式和資料送入計算機，接著通過開關啟動程式執行，計算完成後，印表機輸出結果。使用者必須是非常專業的技術人員才能實現對計算機的控制。

　　***2***批處理階段。由於20世紀50年代中期，計算機的主要元器件由電晶體取代，執行速度有了很大的提高，這時軟體也開始迅速發展，出現了早期的作業系統，這就是早期的對使用者提交的程式進行管理的監控程式和批處理軟體。

　　***3***多道程式系統階段。隨著中、小規模的積體電路在計算機系統中的廣泛應用，CPU的運動速度大大提高，為了提高CPU的利用率，引入了多道程式設計技術，並出現了專門支援多道程式的硬體機構，這一時期，為了進一步提高CPU的利用效率，出現了多道批處理系統、分時系統等等，從而產生了更加強大的監管程式，並迅速發展成為電腦科學中的一個重要分支，就是作業系統。統稱為傳統作業系統。

　　***4***現代作業系統階段。大規模、超大規模積體電路急速的迅速發展，出現了微處理器，使得計算機的體系結構更加優化，計算機的執行速度進一步提高，而體積卻大大減少，面向個人的計算機和行動式計算機並普及。它的最大優點是結構清晰、功能全面、可以適應多種用途的需要並且操作使用方面。

　　二、作業系統新技術

　　從作業系統新技術的角度看，它主要包括作業系統結構設計的微核心技術和作業系統軟體設計的面向物件技術。

　　***一***微核心作業系統技術

　　現代作業系統設計中的一個突出思想是把作業系統中更多的成分和功能放到更高的層次***即使用者模式***中去執行，而留下一個儘量小的核心，用它來完成作業系統最基本的核心功能，稱這種技術為微核心***Microkernel***技術。

　　1.微核心結構

　　***1***把那些最基本、最本質的作業系統功能保留在核心中。

　　***2***把大部分作業系統的功能移到核心之外，並且每一個作業系統功能均以單獨的伺服器程序形式存在，並提供服務。

　　***3***在核心之外的使用者空間中包括所有作業系統服務程序，也包括使用者的應用程序。這些程序之間是客戶/伺服器模式。

　　2.微核心包含的主要成分

　　***1***中斷和異常處理機制;

　　***2***程序間通訊機制;

　　***3***處理機排程機制;

　　***4***有關服務功能的基本機制。

　　3.微核心的實現

　　微核心實現中的一個主要問題是“微”和效能要求的綜合考慮。要做到“微”的關鍵是實現機制和策略分離的概念。由於微核心中最主要的是程序間訊息通訊和中斷處理機制，下面簡述兩者的實現。

　　4.程序間通訊機制

　　為客戶和伺服器提供通訊服務是微核心的主要功能之一，也是核心實現其他服務的基礎。無論是傳送請求訊息和伺服器的回答訊息都是要經過核心的。程序的訊息通訊一般是通過埠***port***的。一個程序可以有一個或多個埠，每個埠實際上是一個訊息佇列或訊息緩衝區，它們都有一個唯一的埠ID***埠標識***和埠權力表，該表指出本程序可以和哪些程序互動通訊。埠ID和埠權力表核心維護。

　　5.中斷處理機制

　　微核心結構中將中斷機制與中斷處理分離，即把中斷機制放在微核心中，而把中斷處理放到使用者空間相應的服務程序中。微核心的中斷機制，主要負責以下工作：

　　***1***當中斷髮生時識別中斷;

　　***2***通過中斷資料結構把該中斷訊號對映到相關的程序;

　　***3***把中斷轉換成一個訊息;

　　***4***把訊息發給使用者空間中相關程序的埠，但核心不涉及到任何中斷處理。

　　***5***不少系統中的中斷處理是用執行緒實現的。

　　6.微核心結構的優點

　　***1***安全可靠。微核心降低了核心的複雜度，減少了發生故障的概率，也就增加了系統的安全性。

　　***2***一致性的介面。當用戶程序提出服務要求時，均是以訊息通訊方式經由核心向伺服器程序提出的。因此，程序所面對的是一個統一一致的程序通訊介面方式。

　　***3***系統的可擴充性。系統可擴充性強，隨著新硬體與新軟體技術的出現，只需對核心做很少的修改。

　　***4***靈活性。作業系統具有良好的模組化結構，可以獨立地對模組進行修改，也可隨意對功能進行增加和刪除，因此作業系統可以按使用者的需要進行剪裁。