对未来操作系统的展望

对未来计算机操作系统的展望摘要：操作系统(OperatingSystem，简称OS)是管理软硬件资源、控制程序执行、改善人机界面、合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。在个人计算机领域中，微软开发的Windows系统几乎霸占了世界上所有的个人电脑，它在与DOS、MacOSX和Linux的长期竞争中一直处于不败之地。本文主要介绍目前应用最广的Windows系统的发展及现状，以及DOS、MacOSX和Linux的现状。分析Windows系统长盛不衰的原因，以及对操作系统未来的展望。最后，浅谈了若干关于操作系统的个人认识。操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源：控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等。使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是管理电脑硬件与软件资源的程序。同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前计算机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、LINUX、MacOSX、Windows、Netware等。所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和确定性四个基本特征。目前的操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。根据应用领域来划分，可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统。个人计算机操作系统的主要特点是计算机在某一时间内为单个用户服务；采用图形界面人机交互的工作方式，界面友好，使用方便，用户无须专门学习。也能熟练操纵机器。一：Windows操作系统发展概况11Windows1.0-Windows95Windows10是Windows系列的第一个产品。于1985年11月开始发行。Windows10是微软第一次对个人电脑操作平台进行用户图形界面的尝试。Windows10基于MSDOS操作系统。随后微软公司于1987年发行了Windows20，也是基于MSDOS操作系统开发的。画面与MacOS相似。Windows30发行于1990年，在人性化、界面、内存管理多方面有很大改进，得到广大用户的支持。1995年8月发行Windows95。Windows95具有双重角色，它带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面，同时也结束了桌面操作系统间的竞争。在市场上，Windows95是成功的，在它发行的一两年内，它成为有史以来最成功的操作系统。12Windows98-WindowsXPWindows98发行于1998年6月，基于Windows95的基础上，改良了硬件标准的支持，是混合16位与32位操作系统。在特性方面开始对FAT32文件系统WEBTV、多显示器支持。98的实用性非常高，“视窗王”的美誉一直霸占市场到2003年，当时WindowsXP已经诞生两年之久。Windows2000发布于2000年2月，有Windows2000Professional和Windows2000Server两个版本。WindowsXP于2001年8月正式发布。最初发行了两个版本：专业版和家庭版。XP操作系统上市至今已有8年，市场证明到目前为止是最成功的操作系统。WindowsXPProfessional整合了Windows2000Professional的强大功能(基于标准的安全性、可管理性和可靠性)以及Windows98和WindowsMe最好的商务特性(即插即用、简化的用户界面和创新的支持服务)，从而成为最适合于商务的桌面操作系统。其主要特性包括：全新的可视化设计；播放丰富的媒体；安全性提高；强大的系统还原性和兼容性；无微不至的帮助与技术支持。13WindowsVista、Windows7WindowsVista在2005年7月上市。WindowsVista包含了上百种新功能是系统本身最大的亮点，其中较特别的有：新版的图形用户界面和称为“WindowsAero”的全新界面风格；加强后的搜寻功能(WindowsIndexingService)；新的多媒体创作工具(例如：WindowsDVDMaker)；重新设计的网络、音频、打印输出和显示子系统。但Vista系统对硬件配置的要求太高。另外，从国内市场上来看2007年到2009年正逢“上网本”开始快速发展。“上网本”成为笔记本电脑中的主流的一类个人终端，搭载有无线网卡，方便随时随地登录互联网，这类电脑的配置普遍较低。价格便宜。很适合对移动互联网要求比较高而对硬件配鼍要求并不高的用户，显然WindowsXP是这类电脑的首选。Windows7于2007年诞生，有简易版、家庭普通版、家庭高级版、专业版、企业版、旗舰版。版本众多，胃口各异。针对不同市场需求开发各种功能的操作系统。在简易化、人性化、创新化都有鲜明的进步。最重要的是Windows7对配置的需求有所降低。使得2005年以后市场主流电脑配置都能达到理想运转。二：DOS、MacLinux操作系统系统发展概况21DOS系统发展情况DOS是美国微软公司发行的磁盘操作系统。操作系统是一组对计算机资源进行管理和控制的系统化程序。它对磁盘信息进行管理和使用都是以文件为单位。目前MSDOS版本很多，从1981年直到1995年的，DOS在IBMPC兼容机市场中占有举足轻重的地位，现在常见的是MSDOS622版本。22Mac系统发展情况Mac系统是苹果机专用系统，正常情况下在普通pc上无法安装的操作系统。苹果公司不但生产MAC的大部分硬件，连MAC所用的操作系统都是它自行开发的。苹果机现在的操作系统已经到了OS10，代号为MACOSX。这是MAC电脑诞生15年来最大的变化。新系统非常可靠，它的许多特点和服务都体现了苹果公司的理念。另外，现在疯狂肆虐的电脑病毒几乎都是针对Windows的，由于MAC的架构与Windows不同，所以很少受到病毒的袭击。MACOSX操作系统界面非常独特，突出了形象的图标和人机对话(图形化的人机对话界面最初来自施乐公司的PaloAlto研究中心。苹果借鉴了其成果开发了自己的图形化界面，后来又被微软的Windows所借鉴并在Windows中广泛应用)。苹果公司能够根据自己的技术标准生产电脑、自主开发相对应的操作系统，可见它的技术和实力非同一般。23Linux操作系统发展情况Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统。它诞生于1991年的10月513。以后借助于Internet网络，并经过全世界各地计算机爱好者的共同努力下，现已成为今天世界上使用最多的一种UNIX类操作系统，并且使用人数还在继续增长。三：Windows操作系统长盛不衰的原因Windows操作系统之所以垄断整个计算机市场，据分析有以下几点原因供大家参考。开发较早，第一印象较好。从Windows系统的发展我们看出早在1985年11月微软就发布了第一个桌面操作系统Windows10，早于Linux(1991年面世)六年，与Mac(1984年)大体相当。关键在于抢占市场先机之后，兼收并蓄、奋力开拓从来没有懈怠。易学易用。由于Windows系统简单直观、容易上手，因此得到了众多用户的青睐并“爱不释手”。支持应用软件多。由于微软的Windows系统支持和兼容几近所有的微机硬件，适用于大部分Pc机、商务机和笔记本等。使得它得到很多软件开发商的认可，所以大量的Windows系统下的应用软件诞生，对Windows系统的依赖使得很多用户不得不选择Windows系统。营销策略灵活。灵活的销售策略，通过政府与其它国家的协商，政府部门、企事业单位系统的占有并且对所谓“正版”Windows系统的默许。使的Windows系统得以全世界广泛的适用。相比较Mac和Linux系统。Mac的推出微软的Windows系统还要早一年，但是至今市场占有率不到10。最主要的是Mac系统是苹果机专用系统，正常情况下在普通pc上无法安装的，其战略上就失去了很多市场。至于Linux，虽然免费使用，但是简单易用性能赶不上微软的Windows系统。四：操作系统的进一步发展为适应计算机系统的发展，操作系统也在不断发展，并先后形成了微机操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。4.1计算机系统发展对操作系统的影响操作系统是建立在计算机硬件基础上的软件系统，因此硬件环境和软件技术的发展必然对操作系统产生巨大影响。这些影响主要包括三个方面：（1）体系结构的发展。传统的冯诺依曼结构受到了冲击，以中央处理机为主的集中式硬件环境正逐步由基于通信网络的多点分散的分布式硬件结构所代替；（2）微电子技术的发展，使得处理器的速度和能力、内存的容量和性能、I/O设备的种类和技术都在迅速增加和增强；（3）软件体系与技术的发展。各种新的计算平台#软件结构层出不穷，极大地推动了硬件和软件的配合#改进与发展。例如，并行计算技术、面向对象技术、可视化技术、开放式环境等。4.2未来操作系统的展望从操作系统新技术及信息技术发展的角度来看，未来操作系统应该包括微内核技术、面向对象操作系统，可扩展操作系统和专用操作系统。（1）微内核技术传统的操作系统内核都包含了操作系统的大多数功能，并且随着操作系统的发展，其内核也会因为新加入功能而更加庞大，以至于难以管理，因此开始有人提出微内核的技术来解决这个问题。所谓微内核技术，就是把最基本、最本质的操作系统功能留在内核中，而把其他的功能移到内核之外的用户空间中（客户/服务器模式）。大大减少了内核代码量增加了可扩展性、可移植性和可维护性，也大大提高了操作系统的稳定性。(2)面向对象操作系统技术面向对象操作系统是指基于对象模型的操作系统。目前，已有许多操作系统采用了面向对象技术，如WindowNT/2000等。面向对象已经成为新一代操作系统的一个重要标志。在面向对象操作系统中，对象作为一种并发单位，所有资源，包括文件、进程、内存块等都被认为是一种对象，对系统资源的所有操作都是通过使用对象服务来完成的。以对象为基础建造操作系统，可以减少操作系统在其整个生命周期内所做修改时对系统本身的影响。例如，如果硬件发生了变化，将迫使操作系统也做出改动，在这种情况下只要改变该硬件资源的对象和对该对象进行操作的服务即可，而那些仅使用该对象的代码则不需要改变。同样，当系统需要支持新的资源时，一个新的对象被生成，并加入到系统中，而不会打乱现成的代码，这使得系统的可扩充性比较好。(3)可扩展操作系统微内核技术的使用，使操作系统在保持核心功能的基础上能够灵活地结合各种服务及应用，这就是所谓的可扩展操作系统。这种外延和扩张不仅体现在用户应用层，而且还体现在硬件层。实际上，未来操作系统在计算机体系结构中将向硬件层和应用层两个方向延伸。例如，现代操作系统可以将操作系统的部分功能交给硬件实现，将一部分功能模块采用软件固化（Software-firmware）技术固化在相关芯片上。随着芯片技术的发展，将有越来越多的现代操作系统的服务被固化进芯片，甚至，未来的嵌入式系统即可进行企业级运算。根据IBM公司eServeri系列首席科学家FrankSoltis博士的预测，当每一块芯片中集成的晶体管数量超过10个亿时、未来的服务器芯片将完全有能力把诸如DB2、Websphere这样的软件固化其中。将来，支持企业级计算的软件固化到服务器芯片中，操作系统的相应功能也不得不被固化进服务器芯片中，这种含有系统软件和应用软件的专用芯片无疑是未来操作系统的发展方向之一。（4）专用操作系统传统操作系统基本上是一种通用的操作系统，随着计算机应用领域的不断拓展，需要将操作系统应用在特殊的领域，而传统的操作系统无法适应这些特殊的需求，这样，专用操作系统就应运而生了。例如，多媒体操作系统就是一种典型的专用操作系统。多媒体业务系统需要处理大量的音视频数据，早期多媒体业务系统是以通过通用操作系统上应用软件的形式实现的。但实际上通用操作系统无法满足多媒体操作对实时调度、资源分配管理、进程调度、文件系统等方面的特殊要求。为了更好地实现多媒体业务，就产生了专用的多媒体操作系统。另一种处于萌芽状态的专用操作系统是企业应用操作系统。传统的企业计算通常采用通用操作系统，应用服务器，应用软件的模式。一方面不能满足部分企业级计算对安全性的要求，另一方面这类应用软件的开发、部署效率也较低。为解决上述问题，可以逐步将现在应用服务器的功能集成进企业应用操作系统。事实上，这种集成现在已经在一些操作系统中出现了。例如Windows2000已经包括了应用服务器的部分功能。5结束