第二讲操作系统发展历史与现状目的与要求:了解操作系统基本技术及出台的背景。重点与难点：各发展阶段的主要技术。作业安排：1，4，5，7，8，101.2操作系统的发展历史:史前年代特点:1.2.1监督程序（50年代单道批处理时代）$END普通指令:用户程序监督程序都可包含的指令。特权指令:只有监督程序才可包含的指令。系统空间:监督程序所占内存(0-K)。用户空间:供用户程序使用的内存(K+1-N)方式/态:指处理机能执行什么类型指令、访问多大内存的状态。在特权方式下,除能执行普通指另外还能执行特权指令并访问更大的空间.在普通方式下只能执行普通指令。系统调用（广义指令）:由监督程序提供给用户调用的系统功能。TRAP机制:硬件支持在特定状态下(如执行trap指令,定时器中断)进入监督程序的机制。用于实现系统调用或由监督程序处理作业死循环*存储保护:硬件提供一个界地址寄存器,每次访问内存时,处理机依照目前处理机的态判断访问是否越界。定时器中断:在规定时间间隔到时,系统暂停当前程序之运行,去进行时间相关的处理.如看作业是否已超过其运行期限。*早期批处理系统中的监督程序工作流程:监督程序功能:输入用户作业,解释执行作业控制说明书,提供系统调用。监督程序与操作系统的区别:监督程序不具并发机制。监督程序只是省缺了作业步和作业原来由人工转接的开销*1.2.2专用操作系统（60年代初多道批处理,分时,实时系统时代)多道批处理分时实时系统1.脱机输入输出：利用卫星机将慢速介质转到快速介质,加速作业在输入输出时的速度.2.输入输出缓冲：利用双缓冲技术,使针对一个缓冲区的数据处理和针对另一个缓冲区的I/O并行运行.3.SPOOLing技术基础：I/O中断:由I/O部件操作完成后通知处理机去运行相应的处理程序.通道:能够自主控制外设可与处理机并行工作的、交换数据的I/O装置(控制器).磁盘:随机存取的存储设备*SPOOLing的基本思想:用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备,即主机从磁盘选取作业运行,结果也存在磁盘中.相应的通道则负责磁盘与慢速外设的传输.利用通道和中断机制,作业的输入输出与作业在处理机上的运行可很好并行起来.*磁盘4.多道程序设计基本思想:内存同时保持多道程序(作业),处理机(单处理机)以交替的方式同时处理多道程序.宏观上看,已有多道程序开始运行且尚未结束,微观上看,某一时刻处理机只运行某道作业。现场保护/恢复:指处理机从一个作业向另一个作业切换时进行的有关寄存器值的保护/恢复。*操作系统的基本特征:并发与共享。并发:在单处理机情况下指多道程序分时占用处理机运行。共享:指并行运行程序对系统的硬软资源的访问。*二、分时系统三、实时系统1.2.3多方式系统时代(60-70年代)多种方式操作系统:同时具有批处理,分时,实时功能的系统操作系统的发展趋势：嵌入式操作系统：主要伴随着个人数字助理PAD,掌上电脑，电视机顶盒，智能家电等设备的发展，对操作系统在功能和所占空间大小权衡上提出了新的要求。强实时操作系统：特别是针对通用操作系统的实时性研究，还在不断发展当中。并行操作系统的研究：如建立在基于共享主存的多处理机系统(MP)及用上千个微处理器实现基于分布式存储的大规模并行处理机系统(MPP)的操作系统，系统突出特征是提供各类并行机制。例如并行文件系统，并行I／O控制，多处理机分配和调度，处理机间的通讯和同步，用户任务的并行控制等。网络操作系统和分布式操作系统的研究：就目前情形而言，网络系统的研究也还方兴未艾，基于Client／Server模型的分布式系统也已不断走向应用，完全分布式的系统还未成型，仍将是研究的热点问题。1.3主要操作系统介绍Windows系列:DOS,Windows3.x,Window95,WindowsNT,WindowsXPUNIX大家庭：SVR4,BSD,Solaris,AIX,HP_UX自由软件Linux和freeBSD等Windows1.0（1985）第一版(1971年)Linux和FreeBSDLinux由芬兰赫尔辛基大学计算机系大学生LinusTorvalds，在从1990年底到1991年的几个月中，为了自己的操作系统课程学习和后来上网使用而陆续编写的。在2001年初LinuxWorld大会前夕推出了Linux2.4内核，现在推出了Linux2.6。FreeBSD是美国加利福尼亚洲大学伯克利分校开发的支持POSIX标准的免费操作系统，它基于4.4BSD。