从1946年诞生第一台电子计算机以来,它的每一代进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和提高性能为目标,随着计算机硬件的发展,同时也加速了操作系统(简称OS)的形成和发展。
早期的操作系统
最初的电脑并没有操作系统,人们通过各种操作按钮来控制计算机,后来出现了汇编语言,操作人员通过有孔的纸带将程序输入电脑进行编译。这些将语言内置的电脑只能由操作人员自己编写程序来运行,不利于设备、程序的共用。为了解决这种问题,就出现了操作系统,这样就很好实现了程序的共用,以及对计算机硬件资源的管理。
随着计算技术和大规模集成电路的发展,微型计算机迅速发展起来。从20世纪70年代中期开始出现了计算机操作系统。1976年,美国DIGITAL RESEARCH软件公司研制出8位的CP/M操作系统。这个系统允许用户通过控制台的键盘对系统进行控制和管理,其主要功能是对文件信息进行管理,以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后出现的一些8位操作系统多采用CP/M结构。
图1 系统和用户的关系
DOS操作系统
计算机操作系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单用户、单任务的操作系统,继CP/M操作系统之后,还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁盘操作系统。
其中值得一提的是MS-DOS,它是在IBM-PC及其兼容机上运行的操作系统,它起源于SCP86-DOS,是1980年基于8086微处理器而设计的单用户操作系统。后来,微软公司获得了该操作系统的专利权,配备在IBM-PC机上,并命名为PC-DOS。1981年,微软的MS-DOS 1.0版与IBM的PC面世,这是第一个实际应用的16位操作系统。微型计算机进入一个新的纪元。1987年,微软发布MS-DOS 3.3版本,是非常成熟可靠的DOS版本,微软取得个人操作系统的霸主地位。
从1981年问世至今,DOS经历了7次大的版本升级,从1.0版到现在的7.0版,不断地改进和完善。但是,DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化,因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。
图2 曾有一段时间我们喜欢这样的系统
DOS最初是为IBM-PC开发的操作系统,因此它对硬件平台的要求很低,即使对于DOS6.0这样的高版本DOS,在640KB内存、40MB硬盘、80286处理器的环境下也可正常运行,因此DOS系统既适合于高档微机使用,又适合于低档微机使用。
常用的DOS有三种不同的品牌,它们是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS以及Novell公司的DR DOS,这三种DOS都是兼容的,但仍有一些区别,三种DOS中使用最多的是MS-DOS。
DOS系统一个最大的优势是它支持众多的通用软件,如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件、电子表格。而且围绕DOS开发了很多应用软件系统,如财务、人事、统计、交通、医院等各种管理系统。鉴于这个原因,尽管DOS已经不能适应32位机的硬件系统,但是仍广泛流行,而且在未来的几年内也不会很快被淘汰。
操作系统新时代
计算机操作系统发展的第二个阶段是多用户多道作业和分时系统。其典型代表有UNIX、XENIX、OS/2以及Windows操作系统。分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是UNIX的三大特点。
OS/2采用图形界面,它本身是一个32位系统,不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件,也可以运行16位DOS和Windows软件。它将多任务管理、图形窗口管理、通信管理和数据库管理融为一体。
Windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统,它使PC机开始进入了所谓的图形用户界面时代。Windows 1.x版是一个具有多窗口及多任务功能的版本,但由于当时的硬件平台为PC/XT,速度很慢,所以Windows 1.x版本并未十分流行。
1987年底,Microsoft公司又推出了MS-Windows 2.x版,它具有窗口重叠功能,窗口大小也可以调整,并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存,从而提高了整台计算机的性能,此外它还提供了众多的应用程序:文本编辑Write、记事本Notepad、计算器Calculator、日历Calendar……等。随后在88年、89年又先后推出了MS-windows/286-V2.1和MS-windows/386 V2.1这两个版本。
图3 Windows 系统
1990年,Microsoft公司推出了Windows 3.0,它的功能进一步加强,具有强大的内存管理,且提供了数量相当多的Windows应用软件,因此成为386、486微机新的操作系统标准。随后,Windows发表3.1版,而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能,受到了用户欢迎,是当时最流行的Windows版本。1995年,Microsoft公司推出了Windows 95。在此之前的Windows都是由DOS引导的,也就是说它们还不是一个完全独立的系统,而Windows 95是一个完全独立的系统,并在很多方面做了进一步的改进,还集成了网络功能和即插即用功能,是一个全新的32位操作系统。1998年,Microsoft公司推出了Windows 95的改进版Windows 98,Windows 98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows 95里面,使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便,从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。Windows 98已经成为目前实际使用的主流操作系统。
从微软1985年推出Windows 1.0以来,Windows系统从最初运行在DOS下的Windows 3.x,到现在风靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XP,几乎成为了操作系统的代名词。
有关windows2000的宣传是越来越多,说到windows2000,我们不能不提一下Microsoft公司的另一个产品----windowsNT系统(NT是New Technology即新技术的缩写),windowsNT是真正的32位操作系统,与普通的windows系统不同,它主要面向商业用户,有服务器版和工作版之分,按原计划,Microsoft公司准备在1999年将最新的工作站版本NT 5.0和普通的windows98统一为一个完整的操作系统,即windows 2000 Professional,这样,无论对商业用户还是普通个人用户,以后Microsoft公司就只有一个windows操作系统了。
图4 Windows 的 发展
操作系统Linux
Linux是目前全球最大的一个自由软件,它是一个可与UNIX和Windows相媲美的操作系统,具有完备的网络功能。
Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发,其源程序在Internet网上公开发布,由此,引发了全球电脑爱好者的开发热情,许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能,再发回网上,Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。曾经有人戏言:要是比尔·盖茨把windows的源代码也作同样处理,现在windows中残留的许多BUG(错误)早已不复存在,因为全世界的电脑爱好者都会成为windows的义务测试和编程人员。
Linux操作系统具有如下特点:
- 它是一个免费软件,您可以自由安装并任意修改软件的源代码。
- Linux操作系统与主流的UNIX系统兼容,这使得它一出现就有了一个很好的用户群。
- 支持几乎所有的硬件平台,包括Intel系列,680x0系列,Alpha系列,MIPS系列等,并广泛支持各种周边设备。
目前,Linux正在全球各地迅速普及推广,各大软件商如Oracle、Sybase、Novell、IBM等均发布了Linux版的产品,许多硬件厂商也推出了预装Linux操作系统的服务器产品,当然,PC用户也可使用Linux。另外,还有不少公司或组织有计划地收集有关Linux的软件,组合成一套完整的Linux发行版本上市,比较著名的有RedHat(即红帽子)、Slackware等公司。虽然,现在说Linux会取代Unix和windows还为时过早,但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软件,肯定会得到越来越广泛的应用。
从发展前景上看,Linux取代UNIX和Windows还为时过早,但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软件,肯定会得到越来越广泛的应用。
Unix系统是1969年问世的,最初是在中小型计算机上运用。最早移植到80286微机上的Unix系统,称为Xenix。Xenix系统的特点是短小精干,系统开销小,运行速度快。经过多年的发展,Xenix已成为十分成熟的系统,最新版本的Xenix是SCO Unix和SCO CDT。当前的主要版本是Unix 3.2 V4.2以及ODT 3.0。
Unix是一个多用户系统,一般要求配有8M以上的内存和较大容量的硬盘。
OS/2系统
1987年IBM公司在激烈的市场竞争中推出了PS/2(Personal System/2)个人电脑。PS/2系列电脑大幅度突破了现行PC机的体系,采用了与其它总线互不兼容的微通道总线MCA,并且IBM自行设计了该系统约80%的零部件,以防止其它公司仿制。
OS/2系统正是为PS/2系列机开发的一个新型多任务操作系统。OS/2克服了DOS系统640KB主存的限制,具有多任务功能。OS/2也采用图形界面,它本身是一个32位系统,不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件,也可以运行16位DOS和windows软件。
OS/2系统通常要求在4MB内存和100MB硬盘或更高的硬件环境下运行。
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