人與硬件系統(tǒng)之間的接口界面是軟件系統(tǒng)，它大致可分為系統(tǒng)軟件、支援軟件和應(yīng)用軟件三層。硬件硬件系統(tǒng)主要由**處理器、存儲器、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。**處理器是對信息進(jìn)行高速運(yùn)算處理的主要部件，其處理速度可達(dá)每秒幾億次以上操作。存儲器用于存儲程序、數(shù)據(jù)和文件，常由快速的內(nèi)存儲器（容量可達(dá)數(shù)百兆字節(jié)，甚至數(shù)G字節(jié)）和慢速海量外存儲器（容量可達(dá)數(shù)十G或數(shù)百G以上）組成。各種輸入輸出外部設(shè)備是人機(jī)間的信息轉(zhuǎn)換器，由輸入-輸出控制系統(tǒng)管理外部設(shè)備與主存儲器(**處理器)之間的信息交換。軟件軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、實(shí)用程序、編譯程序等組成。操作系統(tǒng)實(shí)施對各種軟硬件資源的管理控制。實(shí)用程序是為方便用戶所設(shè)，如文本編輯等。編譯程序的功能是把用戶用匯編語言或某種高級語言所編寫的程序，翻譯成機(jī)器可執(zhí)行的機(jī)器語言程序。支撐軟件有接口軟件、工具軟件、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等，它能支持用機(jī)的環(huán)境，提供軟件研制工具。支撐軟件也可認(rèn)為是系統(tǒng)軟件的一部分。應(yīng)用軟件是用戶按其需要自行編寫的程序，它借助系統(tǒng)軟件和支援軟件來運(yùn)行，是軟件系統(tǒng)的外層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指用于數(shù)據(jù)庫管理的計(jì)算機(jī)硬軟件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。豐臺區(qū)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量保證
操作系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源，擴(kuò)充硬件的功能；對外，操作系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面，方便用戶使用計(jì)算機(jī)。它在整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有承上啟下的地位。操作系統(tǒng)是一個大型的軟件系統(tǒng)，其功能復(fù)雜，體系龐大。從不同的角度看的結(jié)果也不同，正是“橫看成嶺側(cè)成峰”，下面我們通過典型的兩個角度來分析一下。1、從程序員的角度看正如前面所說的，如果沒有操作系統(tǒng)，程序員在開發(fā)軟件的時候就必須陷入復(fù)雜的硬件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。程序員并不想涉足這個可怕的領(lǐng)域，而且大量的精力花費(fèi)在這個重復(fù)的、沒有創(chuàng)造性的工作上也使得程序員無法集中精力放在更具有創(chuàng)造性的程序設(shè)計(jì)工作中去。程序員需要的是一種簡單的，高度抽象的可以與之打交道的設(shè)備。將硬件細(xì)節(jié)與程序員隔離開來，這當(dāng)然就是操作系統(tǒng)。從這個角度看，操作系統(tǒng)的作用是為用戶提供一臺等價的擴(kuò)展機(jī)器，也稱虛擬機(jī)，它比底層硬件更容易編程。2、從使用者的角度看從使用者的角度來看，操作系統(tǒng)則用來管理一個復(fù)雜系統(tǒng)的各個部分。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)在相互競爭的程序之間有序地控制對CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設(shè)備的分配。比如說，假設(shè)在一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的三個程序試圖同時在同一臺打印機(jī)上輸出計(jì)算結(jié)果。品質(zhì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)商家數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要大容量的主存以存放和運(yùn)行操作系統(tǒng)。
其運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)，是用離散數(shù)字量表示的。而模擬計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)是用連續(xù)模擬量表示的。模擬機(jī)和數(shù)字機(jī)相比較，其速度快、與物理設(shè)備接口簡單，但精度低、使用困難、穩(wěn)定性和可靠性差、價格昂貴。故模擬機(jī)已趨淘汰，在要求響應(yīng)速度快，但精度低的場合尚有應(yīng)用。把二者優(yōu)點(diǎn)巧妙結(jié)合而構(gòu)成的混合型計(jì)算機(jī)，尚有一定的生命力。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是能進(jìn)行精確、快速的計(jì)算和判斷，而且通用性好，使用容易，還能聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。①計(jì)算：一切復(fù)雜的計(jì)算，幾乎都可用計(jì)算機(jī)通過算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。②判斷：計(jì)算機(jī)有判別不同情況、選擇作不同處理的能力，故可用于管理、控制、對抗、決策、推理等領(lǐng)域。③存儲：計(jì)算機(jī)能存儲巨量信息。④精確：只要字長足夠，計(jì)算精度理論上不受限制。⑤快速：計(jì)算機(jī)一次操作所需時間已小到以納秒計(jì)。⑥通用：計(jì)算機(jī)是可編程的，不同程序可實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。⑦易用：豐富的高性能軟件及智能化的人-機(jī)接口，**方便了使用。⑧聯(lián)網(wǎng)：多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能超越地理界限，借助通信網(wǎng)絡(luò)，共享遠(yuǎn)程信息與軟件資源。算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。內(nèi)核是硬件系統(tǒng)，是進(jìn)行信息處理的實(shí)際物理裝置。外層是使用計(jì)算機(jī)的人，即用戶。
其操作系統(tǒng)也大為復(fù)雜，必須解決多機(jī)間多進(jìn)程的通信、同步、控制等問題。分布系統(tǒng)是多機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，它是由物理上分布的多個而又相互作用的單機(jī)，協(xié)同解決用戶問題的系統(tǒng)，其系統(tǒng)軟件更為復(fù)雜（見分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）。現(xiàn)代大型機(jī)幾乎都是功能分布的多機(jī)系統(tǒng)，除含有高速**處理器外，有管理輸入輸出的輸入輸出處理機(jī)（或前端用戶機(jī)）、管理遠(yuǎn)程終端及網(wǎng)絡(luò)通信的通信控制處理機(jī)、全系統(tǒng)維護(hù)診斷的維護(hù)診斷機(jī)和從事數(shù)據(jù)庫管理的數(shù)據(jù)庫處理機(jī)等。這是分布系統(tǒng)的一種低級形態(tài)。多個地理上分布的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過通信線路和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，相互聯(lián)絡(luò)起來，構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它按地理上分布的遠(yuǎn)近，分為局部（本地）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)可相互共享信息資源和軟硬件資源。訂票系統(tǒng)、情報(bào)資料檢索系統(tǒng)都是計(jì)算機(jī)網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)例。⑤諾依曼機(jī)與非諾依曼機(jī)：存儲程序和指令驅(qū)動的諾依曼機(jī)迄今仍占統(tǒng)治地位。它順序執(zhí)行指令，限制了所解問題本身含有的并行性，影響處理速度的進(jìn)一步提高。突破這一原理的非諾依曼機(jī)，就是從體系結(jié)構(gòu)上來發(fā)展并行性，提高系統(tǒng)吞吐量，這方面的研究工作正在進(jìn)行中。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)約每3～5年更新一次。
發(fā)展歷史：下面我們結(jié)合計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史來回顧一下操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程。1、超前代計(jì)算機(jī)（1945-1955）：真空管和插件板40年代中期，美國哈佛大學(xué)、普林斯頓高等研究院、賓夕法尼亞大學(xué)的一些人使用數(shù)萬個真空管，構(gòu)建了世界上超前臺電子計(jì)算機(jī)。開啟計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷史。這個時期的機(jī)器需要一個小組專門設(shè)計(jì)、制造、編程、操作、維護(hù)每臺機(jī)器。程序設(shè)計(jì)使用機(jī)器語言，通過插板上的硬連線來控制其基本功能。這個時候處于計(jì)算機(jī)發(fā)展的初階段，連程序設(shè)計(jì)語言都還沒有出現(xiàn)，操作系統(tǒng)更是聞所未聞。2、第二代計(jì)算機(jī)（1955-1965）：晶體管和批處理系統(tǒng)這個時期計(jì)算機(jī)越來越可靠，已從研究院中走出來，走進(jìn)了商業(yè)應(yīng)用。但這個時期的計(jì)算機(jī)主要完成各種科學(xué)計(jì)算，需要專門的操作人員維護(hù)，并且需要針對每次的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行編程。第二代計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)與工程計(jì)算。使用FORTRAN與匯編語言編寫程序。在后期出現(xiàn)了操作系統(tǒng)的雛形：FMS（FORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)）和IBMSYS（IBM為7094機(jī)配備的操作系統(tǒng)）。3、第三代計(jì)算機(jī)（1965-1980）：集成電路芯片和多道程序60年代初，計(jì)算機(jī)廠商根據(jù)不同的應(yīng)用分成了兩個計(jì)算機(jī)系列，一個針對科學(xué)計(jì)算，一個針對商業(yè)應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)庫、目錄、系統(tǒng)緩沖區(qū)等。平谷區(qū)技術(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量保證
性能價格比成十倍地提高，體積大幅度減小。豐臺區(qū)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量保證
對統(tǒng)一兩種應(yīng)用的計(jì)算機(jī)需求出現(xiàn)了。這時IBM公司試圖通過引入System/360來解決這個問題。與這個計(jì)劃配套，IBM公司組織了OS/360操作系統(tǒng)的開發(fā)，然后復(fù)雜的需求，以及當(dāng)時軟件工程水平低下使得OS/360的開發(fā)工作陷入了歷史以來可怕的“軟件開發(fā)泥潭”，誕生了的失敗論著----《神秘的人月》。雖然這個開發(fā)計(jì)劃失敗了，但是這個愿望卻成為了計(jì)算機(jī)廠商的目標(biāo)。此時，MIT、BellLab（貝爾實(shí)驗(yàn)室）和通用電氣公司決定開發(fā)一種“公用計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)”----MULTICS，希望其能同時支持?jǐn)?shù)百名分時用戶的一種機(jī)器。結(jié)果這個計(jì)劃的研制難度超出了所有人的預(yù)料，后這個系統(tǒng)也以失敗結(jié)束。不過，MULTICS的思想?yún)s為后來的操作系統(tǒng)很多提示。20世紀(jì)60年代未，一位貝爾實(shí)驗(yàn)室曾參加過MULTICS研制工作的計(jì)算機(jī)科學(xué)家KenThompson，在一臺無人使用的PDP-7機(jī)器上開發(fā)出了一套簡化的、單用戶版的MULTICS。后來導(dǎo)致了UNIX操作系統(tǒng)的誕生。UNIX操作系統(tǒng)主導(dǎo)了小型機(jī)、工作站以及其他市場。也是至今有影響力的操作系統(tǒng)之一，而Linux也是UNIX系統(tǒng)的一種衍生，下一講我們將專門介紹一下UNIX的發(fā)展歷史。4、第四代計(jì)算機(jī)（1980-今）：個人計(jì)算機(jī)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展。豐臺區(qū)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量保證
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