网络操作系统
• 计算机网络是通过通信设施将地理上分 散并具有自治功能的多个计算机系统互
连起来，可互操作协作处理的系统
• 包括计算机、通信子网和通信协议三个部分
• 网络操作系统具有以下功能：
• 网络通信 • 资源管理 • 网络管理 • 网络服务
2020/11/20
操作系统的形成和发展
网络操作系统
• 下一代网络操作系统提供的新功能：
并行操作系统
• 并行计算机
• 阵列处理机、流水线处理机、多处理机
• 应用领域
• 气象预报、石油勘探、空气动力学、基 因研究、核技术、航空航天飞行器设计
• 并行操作系统
• Stanford大学的V-Kernel • Bell实验室的Meglos • 卡内基梅隆大学的MACH
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操作系统的形成和发展
• 位置透明性 • 名空间透明性 • 管理维护透明性 • 安全权限透明性 • 通信透明性
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操作系统的形成和发展
分布式操作系统
• 分布式计算机系统满足以下条件：
• 系统中任意两台计算机可以通过系统 的全通信机制来交换信息
• 系统中的计算机没有主次之分
• 系统中的资源为所有用户共享
• 系统中的若干台机器可以互相协作来 完成同一个任务
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操作系统的形成和发展
分布式操作系统
• 分布式系统研究和开发的主要方向：
• 分布式系统结构：研究非共享通路结构和共 享通路结构
• 分布式操作系统：研究资源管理方法、同步 控制机制、死锁的检测与解除，进程通信模 型及手段等
• 分布式程序设计：扩充顺序程序设计语言使 其具有分布程序设计能力；开发新的分布式 程序设计语言
• 数据采集 • 加工处理 • 操作控制 • 反馈处理
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操作系统的形成和发展
操作系统发展的主要动力
• 器件快速更新换代 • 计算体系结构不断发展 • 提高计算机系统的资源利用率的需要 • 让用户使用计算机越来越方便的需要 • 满足用户新要求，提供给用户新服务
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操作系统的形成和发展
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操作系统的形成和发展
分时操作系统
• 分时OS和批处理OS的区别：
• 目标不同 • 适应作业的性质不同 • 资源使用率不同 • 作业控制方式不同
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操作系统的形成和发展
实时操作系统
• 实时操作系统的分类
• 过程控制系统 • 信息查询系统 • 事务处理系统
• 过程控制系统的处理步骤
130 150170
228 280 300320
378 430 450
处理器利用率：(52+42)/(78+52+20)≈63%
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操作系统的形成和发展
多道程序设计
甲、乙两道程序
• 独占计算机单道运行时均需1小时，其中占用 CPU时间18分钟，CPU利用率为30％
• 按多道程序设计方法同时运行，CPU利用率达 50％，由于要提供36分钟的CPU时间，大约要 运行72分钟。考虑到OS调度开销，实际花费的 时间可能还要长些，如80分钟
• 第二阶段：八十年代以后到九十年代初， 特点是单用户多任务和支持分时操作
• MP/M，XENIX，后期MS-DOS
• 第二阶段：九十年代以后，特点是GUI、 多用户多任务、虚拟存储管理、网络通 信、数据库、多媒体、应用编程API
• Windows，Mac OS
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操作系统的形成和发展
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操作系统的形成和发展
多道程序设计的实现
• 处理器的管理和调度 • 主存储器的管理和调度 • 其他资源的管理和调度
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操作系统的形成和发展
操作系统的形成
• 磁盘的出现为操作系统形成奠定了基础
• 批处理操作系统 • 分时操作系统 • 实时操作系统
• 操作系统给资源管理和操作自动化带来
• 就处理两道作业而言，提高效率33％
• 就单道作业而言，延长执行时间20分钟，即延 长了33％的时间
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操作系统的形成和发展
多道程序设计
• 多道程序设计是指让多个程序同时 进入计算机的主存储器进行计算
• 多道程序设计的特点
• CPU与外部设备充分并行 • 外部设备之间充分并行 • 发挥CPU的使用效率 • 提高单位时间的算题量
• 成批处理作业
• 操作员集中一批作业并输入 • 操作系统调度和控制用户作业的执行
• 多道程序运行
• 作业周转时间长
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操作系统的形成和发展
分时操作系统
• 多个联机用户通过终端（键盘/显 示器）同时使用一台计算机系统进 行计算
• 分时操作系统具有以下特性：
• 同时性 • 独立性 • 及时性 • 交互性
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操作系统的形成和发展
多道程序设计
单道算题工作
时间
78 130150
输入机
处理器
磁带机
228 280300
378 430450
处理器利用率：52/(78+52+20)≈35%
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操作系统的形成和发展
多20 62 78 输入机 处理器 磁带机 磁带机 打印机
目标代码
数据
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计算机
运行结果
操作系统的形成和发展
管理程序阶段
• 早期批处理系统（也称执行程序）
• 用户通过作业控制卡描述作业加工处理步骤
• 操作员控制执行程序从纸带或卡片机成批输 入作业，输入完成后，执行程序依次自动执 行磁带上的作业
• 管理程序
• 通道技术和中断机构的出现
• 自动控制和处理作业流、提供一套操作命令、 提供设备驱动和I/O控制功能、提供库程序 和程序装配功能、提供简单的文件管理功能
了革命性的变化：
• 实现了计算机操作过程的自动化 • 资源管理水平有了很大提高 • 提供虚存管理功能 • 支持分时操作 • 文件管理功能有改进，数据库系统出现 • 多道程序设计趋于完善
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操作系统的形成和发展
批处理操作系统
• 用户脱机工作
• 作业控制语言 • 程序+数据+作业说明书
操作系统的形成和发展
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操作系统的形成和发展
手工操作阶段（1）
开关置内存地址，按’装入地址’按 钮
开关置机器指令，按’装入数据’按 钮
开关置程序始址，按’运行’按钮
2020/11/20
操作系统的形成和发展
手工操作阶段（2）
• 装入程序 • 汇编程序
汇编程序
汇编语言程 序
计算机 目标代码
操作系统的进一步发展
• 微机操作系统的进展 • 并行操作系统的发展 • 网络操作系统的发展 • 分布式操作系统的发展 • 嵌入式操作系统的发展
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操作系统的形成和发展
微机操作系统
• 第一阶段：七十年代中期到八十年代初， 特点是单用户单任务微机操作系统
• CP/M，CDOS，MDOS，早期MS-DOS
• 系统中的一个结点出错不影响其它结 点运行
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操作系统的形成和发展
分布式操作系统
• 分布式操作系统具备的基本功能:
• 进程通信 • 资源共享 • 并行运算 • 网络管理
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操作系统的形成和发展
分布式操作系统
• 分布式操作系统与单机集中式操作 系统的主要区别:
• 资源管理 • 进程通信 • 系统结构
• 分布式数据库：设计开发新的分布式数据库 • 分布式应用 ：研究各种分布分式并行算法，
研究在办公自动化、自动控制、管理信息系 统等各个领域的应用
2020/11/20
操作系统的形成和发展
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/20
操作系统的形成和发展