历史上操作系统省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

历史上操作系统历史上操作系统随历史线索，介绍一些主要操作系统随历史线索，介绍一些主要操作系统n真空管时代真空管时代(1946(1946年年-1955-1955年年)n晶体管时代晶体管时代(1955(1955年年-1965-1965年年)n集成电路时代集成电路时代(1965(1965年年-1980-1980年年)n大规模集成电路时代大规模集成电路时代(1980(1980年年-至今至今)第1页第一台数字计算机第一台数字计算机英国数学家英国数学家Charles BabbageCharles Babbage（1792-18711792-1871）设计）设计BabbageBabbage投入了一生精力投入了一生精力但却没能让它成功地运行起来但却没能让它成功地运行起来因为当初技术不可能到达需要精度因为当初技术不可能到达需要精度当然，这个分析机没有操作系统当然，这个分析机没有操作系统第2页二战对武器设计需要二战对武器设计需要美国、英国和德国等国家美国、英国和德国等国家开始了电子数字计算机研究工作开始了电子数字计算机研究工作哈佛大学哈佛大学Howard AikenHoward Aiken普林斯顿高等研究院普林斯顿高等研究院John NeumannJohn Neumann（冯（冯 诺依曼）诺依曼）宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学J.Presper EckertJ.Presper Eckert和和William MauchleyWilliam Mauchley德国电话企业德国电话企业Konraad ZuseKonraad Zuse以及其它一些人以及其它一些人都使用真空管成功地建造了运算机器都使用真空管成功地建造了运算机器真空管计算机（真空管计算机（19451945年年-1955-1955年）时期年）时期第3页没有程序设计语言（甚至没有汇编），没有程序设计语言（甚至没有汇编），更谈不上操作系统更谈不上操作系统程序员提前预约一段时间程序员提前预约一段时间,然后到机然后到机房将他插件板插到计算机里房将他插件板插到计算机里期盼着在接下来时间中期盼着在接下来时间中几万个真空管不会烧断几万个真空管不会烧断从而能够计算自己题目从而能够计算自己题目ENIACENIAC计算机（计算机（美国宾夕法尼亚大学）美国宾夕法尼亚大学）运算速度：运算速度：50005000次次/每秒每秒,1800018000个真空管个真空管,占地占地182182平方米，重量平方米，重量130130吨，功耗吨，功耗140kW140kW第4页5050年代早期年代早期出现了穿孔卡片出现了穿孔卡片程序写在卡片上然后读入计算机程序写在卡片上然后读入计算机但计算过程则依然如旧但计算过程则依然如旧第5页晶体管计算机（晶体管计算机（19551955年年-1965-1965年）时期年）时期5050年代晶体管创造年代晶体管创造计算机比较可靠，可成批地生产计算机比较可靠，可成批地生产用户可指望计算机长时间运行，完成一些工作用户可指望计算机长时间运行，完成一些工作FORTRAN 1954FORTRAN 1954年提出，年提出，19561956年设计完成年设计完成ALGOL 1958ALGOL 1958年引入年引入COBOL 1959COBOL 1959年引入年引入设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员之间第一次有了明确分工员之间第一次有了明确分工第6页要运行一个作业，先将程序写在纸上（用高级语言或要运行一个作业，先将程序写在纸上（用高级语言或汇编语言）汇编语言）然后穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员然后穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员计算结果从打印机上输出计算结果从打印机上输出操作员到打印机上撕下运算结果送到输出室操作员到打印机上撕下运算结果送到输出室程序员稍后可从取到结果程序员稍后可从取到结果然后，操作员从输入室卡片盒中读入另一个任务然后，操作员从输入室卡片盒中读入另一个任务假如需要假如需要FORTRANFORTRAN编译器，还要把它取来读入计算机编译器，还要把它取来读入计算机机时在走来走去时被浪费机时在走来走去时被浪费第7页批处理操作系统批处理操作系统-当代操作系统雏型当代操作系统雏型为了改进主存和为了改进主存和I/OI/O设备之间吞吐量设备之间吞吐量IBM 7094IBM 7094机引入了机引入了I/O I/O 处理机概念处理机概念其思想是：在输入室搜集全部作业，用一台相其思想是：在输入室搜集全部作业，用一台相对廉价计算机对廉价计算机如如IBM 1401IBM 1401计算机，将它们读到磁带上计算机，将它们读到磁带上另外用较昂贵计算机，如另外用较昂贵计算机，如IBM7094IBM7094来完成真正来完成真正计算计算第8页第二代计算机经典操作系统第二代计算机经典操作系统FMSFMS（FORTRAN Monitor SystemFORTRAN Monitor System，FORTRANFORTRAN监控监控系统）系统）IBMSYSIBMSYS（IBMIBM为为70947094机配置操作系统）机配置操作系统）这些操作系统由监控程序，特权指令，存放保这些操作系统由监控程序，特权指令，存放保护和简单批处理组成护和简单批处理组成第9页第三代集成电路计算机（第三代集成电路计算机（19651965年年-1980-1980年）时期年）时期6060年代早期，计算机开始采取集成电路年代早期，计算机开始采取集成电路多数厂商有几条完全不一样生产线，生产不一样计算多数厂商有几条完全不一样生产线，生产不一样计算机机开发和维护完全不一样产品，对厂商来说是昂贵开发和维护完全不一样产品，对厂商来说是昂贵另外，新用户，在开始时只需要一台小计算机另外，新用户，在开始时只需要一台小计算机以后可能需要一台大计算机以后可能需要一台大计算机而且希望能在新计算机上执行原有程序而且希望能在新计算机上执行原有程序这么，厂家和用户需要软件在不一样型号计算机之间这么，厂家和用户需要软件在不一样型号计算机之间兼容兼容第10页n1964 1964 年年IBM IBM 宣告推出宣告推出System/360System/360计算机系统计算机系统 第一个采取小规模集成电路主流机型第一个采取小规模集成电路主流机型n试图一次性地处理上述两个问题试图一次性地处理上述两个问题n因为全部计算机因为全部计算机 都有相同体系结都有相同体系结 构和指令集构和指令集 在理论上，为一型在理论上，为一型 号编写程序能够号编写程序能够 在其它型号机器上在其它型号机器上 运行运行第11页IBM System/360IBM System/360若干问题若干问题nIBMIBM无法写出同时满足互冲突需要操作系统无法写出同时满足互冲突需要操作系统 其实他人也一样不能完成这项工作任务其实他人也一样不能完成这项工作任务nIBM OS/360IBM OS/360文件系统中有类型字段，定义文件类型，文件系统中有类型字段，定义文件类型，有定长、不定长统计、块状和非块状文件有定长、不定长统计、块状和非块状文件 用户对于输出文件大小，只有经过猜测用户对于输出文件大小，只有经过猜测n存放管理有基地址存放器寻址方式，程序也能够访存放管理有基地址存放器寻址方式，程序也能够访问和修改基地址存放器，不过问和修改基地址存放器，不过CPUCPU生成却是绝对地址，生成却是绝对地址，即使不用进行动态再分配即使不用进行动态再分配 但程序却被钉死在调入内存时物理地址上但程序却被钉死在调入内存时物理地址上第12页IBM System/360,IBM System/360,庞大软件怪兽庞大软件怪兽n数千名程序员写数百万行汇编语数千名程序员写数百万行汇编语言代码言代码 系统本身占据了大量存放空间和系统本身占据了大量存放空间和二分之一二分之一CPUCPU时间时间n数百万行汇编代码中有成千上万数百万行汇编代码中有成千上万处错误处错误nIBMIBM不停发行新版本试图更正这不停发行新版本试图更正这些错误些错误 每个新版本在更正老错误同时又每个新版本在更正老错误同时又引入新错误引入新错误n所以伴随时间流逝，错误数量大所以伴随时间流逝，错误数量大致保持不变致保持不变第13页多道程序设计技术（多道程序设计技术（multiprogrammingmultiprogramming）n在在IBM 7094IBM 7094机上，若当前作业因等候机上，若当前作业因等候I/OI/O而暂停，而暂停，CUP CUP只能踏步直至该只能踏步直至该I/OI/O完成完成 对于对于CPUCPU操作密集科学计算问题，浪费时间少操作密集科学计算问题，浪费时间少 对于商业数据处理，对于商业数据处理，I/OI/O等候时间常占等候时间常占80809090n处理方法处理方法 将内存分几个部分，每部分放不一样作业将内存分几个部分，每部分放不一样作业 当一个作业等候当一个作业等候I/OI/O时，另一个作业能够使用时，另一个作业能够使用CPUCPU 在主存中同时驻留多个作业需要硬件进行保护在主存中同时驻留多个作业需要硬件进行保护 以防止信息被窃取或攻击以防止信息被窃取或攻击第14页Spooling Spooling 技术技术n程序卡片被拿到机房后程序卡片被拿到机房后 能够很快将一作业从卡片读入磁盘能够很快将一作业从卡片读入磁盘n任何时刻当一作业运行结束任何时刻当一作业运行结束 操作系统就将一新作业从磁盘读出操作系统就将一新作业从磁盘读出 装入空出内存区运行装入空出内存区运行nSpoolingSpooling技术技术 (Simultaneous Peripheral Operation On Line)(Simultaneous Peripheral Operation On Line)n该技术也用于输出该技术也用于输出第15页分时系统分时系统n第三代计算机实质是批处理系统第三代计算机实质是批处理系统n而从一作业提交到结果取回而从一作业提交到结果取回,往往长达数小时往往长达数小时 一个逗号误用会造成编译失败一个逗号误用会造成编译失败 而可能浪费程序员半天时间而可能浪费程序员半天时间n问题处理造成分时系统出现问题处理造成分时系统出现 （CTSSCTSS，Compatible Time Sharing SystemCompatible Time Sharing System）n分时系统实际上是多道程序一个变种分时系统实际上是多道程序一个变种第16页n分时系统思想于分时系统思想于19591959年在年在MITMIT提出提出n每个用户有一个联机终端每个用户有一个联机终端n在分时系统中，假设在分时系统中，假设2020个用户登录个用户登录 其中其中1717个在思索或谈论或喝咖啡个在思索或谈论或喝咖啡 则则CPUCPU可给那三个需要作业轮番分配服务可给那三个需要作业轮番分配服务n调试程序用户经常只发出简短命令调试程序用户经常只发出简短命令 而极少有长费时命令而极少有长费时命令n所以计算机能够为许多用户提供交互式快速服务所以计算机能够为许多用户提供交互式快速服务 同时在同时在CPUCPU空闲时还能在后台运行大作业空闲时还能在后台运行大作业第17页n第一个分时系统由第一个分时系统由 MITFernando Corbato MITFernando Corbato 等等 1961 1961年在一改装年在一改装IBM 7090/94IBM 7090/94机上开发成功机上开发成功 当初有当初有3232个交互式用户个交互式用户nIBM 7090/94IBM 7090/94计算机有计算机有32K32K内存，系统用内存，系统用5K5K，用户用，用户用27K27K，用户存放映象在内存和一台磁鼓之间切换，用户存放映象在内存和一台磁鼓之间切换n19621962年年ManchesterManchester大学大学AtlasAtlas计算机投入运行计算机投入运行 运行速度运行速度200 kFLOPS200 kFLOPSn第一个有虚拟存放器第一个有虚拟存放器(virtual memory)(virtual memory)和页面调度和页面调度(paging)(paging)机器机器n指令执行是管道式指令执行是管道式(pipelined)(pipelined)第18页MULTICSMULTICS灾难灾难n19651965年在年在ARPAARPA支持下支持下MITMIT、贝尔试验室和通用、贝尔试验室和通用电气企业决定开发一个电气企业决定开发一个“公用计算服务系统公用计算服务系统”，希望能够同时支持整个波士顿全部分时用户。希望能够同时支持整个波士顿全部分时用户。该系统称作该系统称作MULTICS(MULTiplexed MULTICS(MULTiplexed Information and Computing Service)Information and Computing Service)nMULTICSMULTICS设计目标是：便利远程终端使用，大设计目标是：便利远程终端使用，大量终端经过电话线接入计算机主机量终端经过电话线接入计算机主机 高可靠大型文件系统；大容量用户信息共享；高可靠大型文件系统；大容量用户信息共享；存放和结构层次化信息结构能力存放和结构层次化信息结构能力第19页nMULTICSMULTICS研制难度超出了全部些人预料研制难度超出了全部些人预料 长久研制工作达不到预期目标，长久研制工作达不到预期目标，19691969年年4 4月贝尔试验月贝尔试验室退出，通用电气企业也退出了室退出，通用电气企业也退出了 但最终，经过多年努力，但最终，经过多年努力，MULTICSMULTICS成功地应用成功地应用 运行运行MULTICSMULTICS计算机系统在九十年代中陆续被关闭计算机系统在九十年代中陆续被关闭nMULTICSMULTICS引入了许多当代操作系统领域概念雏形，引入了许多当代操作系统领域概念雏形，对随即操作系统尤其是对随即操作系统尤其是UNIXUNIX成功有着巨大影响成功有着巨大影响 第20页小型计算机，电子游戏和小型计算机，电子游戏和UNIXUNIX成功成功n19691969年，在贝尔退出年，在贝尔退出MULTICSMULTICS研制项目后，研制项目后，Ken ThompsonKen Thompson和和Dennis M.Ritchie Dennis M.Ritchie 想申请经费买计算机从事操作系统研想申请经费买计算机从事操作系统研究，但屡次申请得不到同意究，但屡次申请得不到同意n项目无着落，他们在一台无人用项目无着落，他们在一台无人用PDP-7PDP-7上，重新摆弄原先在上，重新摆弄原先在MULTICSMULTICS项目上设计项目上设计“空间旅行空间旅行”游戏游戏n为了使游戏能够在为了使游戏能够在PDP-7PDP-7上顺利运行，他们陆续开发了浮点上顺利运行，他们陆续开发了浮点运算软件包、显示驱动软件，设计了文件系统、实用程序、运算软件包、显示驱动软件，设计了文件系统、实用程序、shell shell 和汇编程序和汇编程序n到了到了19701970年，在一切完成后，给新系统起了个同年，在一切完成后，给新系统起了个同MULTICSMULTICS发发音相近名字音相近名字UNIXUNIXn随即，随即，UNIXUNIX用用C C语言全部重写，自此，语言全部重写，自此，UNIXUNIX诞生了诞生了第21页UNIXUNIXnUNIXUNIX是当代操作系统代表。是当代操作系统代表。UnixUnix运行时安全性、可靠性以及运行时安全性、可靠性以及强大计算能力赢得广大用户信赖强大计算能力赢得广大用户信赖促使促使UNIXUNIX系统成功原因：系统成功原因：n首先，因为首先，因为UNIXUNIX是用是用C C语言编写，所以它是可移植，语言编写，所以它是可移植，UNIX UNIX 是是世界上唯一能在笔记本计算机、世界上唯一能在笔记本计算机、PCPC机、工作站直至巨型机上机、工作站直至巨型机上运行操作系统运行操作系统n第二，系统源代码非常有效，系统轻易适应特殊需求第二，系统源代码非常有效，系统轻易适应特殊需求n最终，也是最主要一点，它是一个良好、通用、多用户、多最终，也是最主要一点，它是一个良好、通用、多用户、多任务、分时操作系统任务、分时操作系统第22页第四代大规模集成电路计算机（第四代大规模集成电路计算机（19801980年年-至今）至今）CP/M CP/M 操作系统操作系统n伴随大规模集成电路发展，个人计算机时代到来了各种类型伴随大规模集成电路发展，个人计算机时代到来了各种类型个人计算机和软件层出不穷个人计算机和软件层出不穷n19731973年年Gary KildallGary Kildall看到对个人计算机操作系统需求看到对个人计算机操作系统需求,设计设计了了CP/MCP/M操作系统操作系统(Control Program/Microprocessor or(Control Program/Microprocessor or Microcomputer)Microcomputer)nCP/MCP/M操作系统有很好层次结构。它操作系统有很好层次结构。它BIOSBIOS把操作系统其它模块把操作系统其它模块与硬件配置分隔开，所以它可移植性好与硬件配置分隔开，所以它可移植性好,含有很好可适应性含有很好可适应性和易学易用性和易学易用性n到了到了19811981年，年，CP/MCP/M操作系统成为世界上流行最广操作系统成为世界上流行最广8 8位操作系位操作系统之一统之一第23页微软微软MS DOSMS DOSn个人计算机成功，逼得个人计算机成功，逼得IBMIBM采取紧急战略行动采取紧急战略行动,决定决定要在要在19801980年尽快生产出微型计算机，以应付挑战年尽快生产出微型计算机，以应付挑战n但没有操作系统不行。要想快就是找现成系统配套，但没有操作系统不行。要想快就是找现成系统配套，IBMIBM企业洽谈企业洽谈 CP/M CP/M操作系统不顺利，机遇落到了微操作系统不顺利，机遇落到了微软企业软企业n在关键时刻，开发新操作系统时间和人手上已经不在关键时刻，开发新操作系统时间和人手上已经不可能，微软找到西雅图计算机产品企业，达成由微可能，微软找到西雅图计算机产品企业，达成由微软经销西雅图计算机产品企业软经销西雅图计算机产品企业QDOSQDOS操作系统协议操作系统协议n当初西雅图企业并不知道当初西雅图企业并不知道QDOSQDOS将被转卖给将被转卖给IBMIBM，不，不然历史将会怎样演变，谁也无法知晓然历史将会怎样演变，谁也无法知晓第24页nIBMIBM在在19811981年推出个人计算机，宣告了年推出个人计算机，宣告了DOSDOS操作系统操作系统n伴随伴随IBM PCIBM PC和和MS DOSMS DOS普及，普及，CP/MCP/M逐步走向下坡路逐步走向下坡路nMS DOSMS DOS有优良文件系统有优良文件系统 但受到但受到Intel x86Intel x86体系结构限制体系结构限制 缺乏以硬件为基础存放保护机制缺乏以硬件为基础存放保护机制n它属于单用户单任务操作系统它属于单用户单任务操作系统n从从1981 1.01981 1.0版到版到19981998年在年在Windows 95/98Windows 95/98之下之下7.07.0版，版，MS DOSMS DOS历经了历经了1616个年头个年头n迄今仍有迄今仍有MS DOSMS DOS兴趣者继续开发各种兴趣者继续开发各种DOSDOS软件产品软件产品第25页拯救苹果企业拯救苹果企业Macintosh(MAC OS)Macintosh(MAC OS)n在推出在推出IBM PCIBM PC机后，市场卷起一股龙卷风机后，市场卷起一股龙卷风nIBMIBM自己也没有料到产品会有如此巨大成功自己也没有料到产品会有如此巨大成功nIBMIBM成功说明必有其它企业失败。甚至连苹果企业成功说明必有其它企业失败。甚至连苹果企业也碰到了问题，销售数量落到了兰色巨人后面也碰到了问题，销售数量落到了兰色巨人后面n苹果企业推出苹果企业推出LisaLisa机遭到失败，机遭到失败，Apple IIIApple III型也遭型也遭到失败到失败n分析家们认为，在微机市场上战斗似乎兰色巨人要分析家们认为，在微机市场上战斗似乎兰色巨人要嬴了嬴了第26页施乐施乐Palo AltoPalo Alto研究中心研究中心-70-70年代计算机研究思想库年代计算机研究思想库n世界上第一台个人计算机世界上第一台个人计算机AltoAlto，19721972年在这里年在这里出现出现n图形界面，手持鼠标，面向对象程序设计图形界面，手持鼠标，面向对象程序设计 微机网络，桌面出版和激光打印等等微机网络，桌面出版和激光打印等等 含有先进概念和技术原型都首次出现在这里含有先进概念和技术原型都首次出现在这里第27页n19791979年苹果企业允许施乐企业购置一百万股苹果企年苹果企业允许施乐企业购置一百万股苹果企业股票业股票 作为回报，施乐企业允许苹果企业少数人员，包含作为回报，施乐企业允许苹果企业少数人员，包含乔布斯，在有限时间内考查施乐企业乔布斯，在有限时间内考查施乐企业Palo AltoPalo Alto研究研究中心内部，并同该思想库研究人员交谈中心内部，并同该思想库研究人员交谈n苹果企业对苹果企业对Palo AltoPalo Alto研究中心内技术大感吃惊研究中心内技术大感吃惊n他们更吃惊是，施乐企业在拥有这些宝贵技术同时他们更吃惊是，施乐企业在拥有这些宝贵技术同时竟然什么也没有做！竟然什么也没有做！第28页n对对Palo AltoPalo Alto研究中心这些科学家们而言，苹果企研究中心这些科学家们而言，苹果企业人是他们第一次碰到真正了解他们技术人业人是他们第一次碰到真正了解他们技术人n这些科学家们以后有去了苹果企业，微软企业，这些科学家们以后有去了苹果企业，微软企业，有最终创办了自己企业有最终创办了自己企业n在访问基础上，苹果决定马上开发采取这些新技在访问基础上，苹果决定马上开发采取这些新技术个人计算机术个人计算机n苹果企业已看到苹果企业已看到 IBM PC IBM PC机技术有多么糟糕，但他们卖得又是尤其好机技术有多么糟糕，但他们卖得又是尤其好第29页MAC OSMAC OS、鼠标新型个人计算机、鼠标新型个人计算机n19841984年，人们看到一则广告：年，人们看到一则广告：“What was that?”“What was that?”和和对对MacintoshMacintosh介绍介绍,这是配有图形界面操作系统这是配有图形界面操作系统 MAC MAC OSOS和鼠标新型个人计算机和鼠标新型个人计算机nMACMAC机一上市马上在市场上取得极大成功机一上市马上在市场上取得极大成功n当年比尔当年比尔.盖茨都说，这是一台他妈妈也能使用计算盖茨都说，这是一台他妈妈也能使用计算机机nMacintoshMacintosh把苹果企业从连续失败中拯救出来把苹果企业从连续失败中拯救出来 苹果企业又开始向前发展苹果企业又开始向前发展n正是正是MacMac先进图形界面操作系统技术，超前先进图形界面操作系统技术，超前PCPC机若干机若干年，造就了一批苹果忠实追随者年，造就了一批苹果忠实追随者第30页一波三折微软一波三折微软WindowsWindows操作系统操作系统n19831983年年1010月，月，PCPC机竞争厂家图形界面相关产品上机竞争厂家图形界面相关产品上市市n面对市场压力，比尔面对市场压力，比尔.盖茨在盖茨在19831983年年1111月月1010日宣告日宣告推出推出WindowsWindows操作系统操作系统n然而宣告轻易，交货就不简单了，然而宣告轻易，交货就不简单了，WindowsWindows交货期交货期灾难，成了当年计算机界笑柄灾难，成了当年计算机界笑柄n直到直到19851985年年1111月月2020日，日，Windows 1.0Windows 1.0才正式上市才正式上市第31页WindowsWindows历史统计历史统计nWindowsWindows在当初微软历史上创了几个统计：延迟交货次数在当初微软历史上创了几个统计：延迟交货次数最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更换主管人最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更换主管人员最多员最多n不过几年之后，不过几年之后，WindowsWindows终于创造了销售成绩最正确历史终于创造了销售成绩最正确历史统计统计n19921992年年4 4月，推出月，推出Windows 3.1,1993Windows 3.1,1993年年5 5月，发表月，发表Windows NTWindows NTnWindows 95Windows 95，Windows CEWindows CE，Windows 98Windows 98，Windows Windows，Windows XP,.netWindows XP,.netn个人计算机采取个人计算机采取WindowsWindows占占9090以上，微软企业成了垄断以上，微软企业成了垄断PCPC行业同义词行业同义词第32页基于微内核基于微内核MachMach操作系统操作系统n19751975年年RochesterRochester大学开发了大学开发了RIG RIG 操作系统操作系统n系统设计者之一系统设计者之一Richard Rashid Richard Rashid 移居到移居到CMUCMU后，在后，在DARPADARPA支持下，支持下，19841984年开始了年开始了MachMach开发开发n希望希望MachMach能与能与UNIXUNIX兼容，运行线程，更加好进程通信机兼容，运行线程，更加好进程通信机制，支持多处理机及好虚拟存放系统制，支持多处理机及好虚拟存放系统nMachMach第一个版本是第一个版本是19861986年为年为VAX 11/784VAX 11/784四四CPUCPU多处理机公多处理机公布布n19881988年年Mach 2.5Mach 2.5版包含了大量版包含了大量BSD UNIXBSD UNIX代码代码n19891989年，年，Mach Mach 内核中去掉了全部内核中去掉了全部BSD UNIXBSD UNIX代码，剩下了代码，剩下了一个纯一个纯MachMach微内核，这就是微内核，这就是Mach 3.0Mach 3.0版本，它是版本，它是OSFOSF公公布基础布基础第33页nMachMach中采取了许多当代操作系统使用技术中采取了许多当代操作系统使用技术,微微内核、线程、进程间消息传递和面向对象设计内核、线程、进程间消息传递和面向对象设计方法等等方法等等n在在MachMach基础上，有不少用于微处理器、多处理基础上，有不少用于微处理器、多处理器以及超级计算机操作系统和实时嵌入式操作器以及超级计算机操作系统和实时嵌入式操作系统陆续设计和开发出来，如系统陆续设计和开发出来，如OSF/1OSF/1，DCE DCE Unix,NeXTUnix,NeXT等等等等第34页IBMIBM大型计算机操作系统大型计算机操作系统OS/390OS/390n9090年代末期，电子商务发展刺激对计算能力要求，造成大型年代末期，电子商务发展刺激对计算能力要求，造成大型机市场再度升温机市场再度升温n三十年改进三十年改进,IBM S/390,IBM S/390已成为有高可靠性、可扩展性、及安已成为有高可靠性、可扩展性、及安全可用性当代大型计算机系统全可用性当代大型计算机系统n支持即支持即UNIX 95UNIX 95标准，标准，UNIXUNIX应用程序可在应用程序可在IBM OS/390IBM OS/390上运行上运行n同时还可继续运行同时还可继续运行S/390S/390应用程序，包含应用程序，包含S/370S/370上开发应用程上开发应用程序序n包含包含TCP/IPTCP/IP各种通信协议，含有高网络安全性各种通信协议，含有高网络安全性n采取面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机采取面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机/服务器技术，含有较强互操作性、可移植性与可扩展性服务器技术，含有较强互操作性、可移植性与可扩展性第35页n因为历史渊源，OS/390有不一样系统运行方式:S/370本机模式，支持原先在S/370运行程序n ESA/390模式，支持到10个240M处理器内存和256个通道n ESA/390 LPAR模式，系统可分成最多十个部分，每个部分有自己CPU，存放器和通道，且分别运行不一样操作系统，如S/370,ESA/370 和ESA/390等n在PC机时代，人们曾经估计大型计算机会衰亡nIBM S/390是大型计算机复活一个经典n 那么，在二十一世纪Internet和后PC时代，大型机还会有什么演化，只有让时间来说明第36页嵌入式操作系统代表嵌入式操作系统代表VxWorksVxWorksnVxWorksVxWorks支持各种工业标准，包含支持各种工业标准，包含POSIX,ANSI CPOSIX,ANSI C和和TCP/IPTCP/IP网络协议网络协议nVxWorksVxWorks运行系统关键是一高效率微内核运行系统关键是一高效率微内核n微内核支持各种实时功效，包含快速多任务处理，微内核支持各种实时功效，包含快速多任务处理，中止支持，抢占式和轮转式调度中止支持，抢占式和轮转式调度n微内核设计减轻了系统负载并可快速响应外部事件微内核设计减轻了系统负载并可快速响应外部事件n从只需几千字节存放器深嵌式产品设计到复杂高端从只需几千字节存放器深嵌式产品设计到复杂高端实时系统设计，开发人员有八十多个选件并可组成实时系统设计，开发人员有八十多个选件并可组成上百个不一样配置上百个不一样配置第37页nVxWorksVxWorks开发主机：开发主机：Windows 9x,Windows NT,Sun Solaris,Windows 9x,Windows NT,Sun Solaris,SunOS,HP-UXSunOS,HP-UX等等n支持目标微处理器：支持目标微处理器：86,68k,PPC,CPU 32,i960,SPARC,86,68k,PPC,CPU 32,i960,SPARC,SPARCLite,SH,ColdFire,R3000,R4000,C16X,ARM,SPARCLite,SH,ColdFire,R3000,R4000,C16X,ARM,MIPSMIPS等等n在在“极地登陆者极地登陆者”号，号，“深空二号深空二号”和火星气候轨道器等登和火星气候轨道器等登陆火星探测器上，就采取了陆火星探测器上，就采取了VxWorksVxWorksnVxWorksVxWorks负责火星探测器全部飞行控制，包含飞行纠正、载体负责火星探测器全部飞行控制，包含飞行纠正、载体自旋和降落时高度控制等，而且还负责数据搜集和与地球通自旋和降落时高度控制等，而且还负责数据搜集和与地球通信工作信工作n当前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额当前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额第38页 Internet Internet时代与时代与LinuxLinuxn19901990年秋天，年秋天，LinusLinus在芬兰首都赫尔辛基大学学习操作在芬兰首都赫尔辛基大学学习操作系统课程，因为上机需要排队等候，系统课程，因为上机需要排队等候，LinusLinus买了台买了台PCPC机，机，开发了第一个程序，程序包含两个进程，向屏幕上写字开发了第一个程序，程序包含两个进程，向屏幕上写字母，然后用定时器来切换进程母，然后用定时器来切换进程nLinusLinus需要终端仿真程序来存取需要终端仿真程序来存取UsenetUsenet新闻组内容，于新闻组内容，于是他写了从调制解调器上接发信息程序以及显示器、键是他写了从调制解调器上接发信息程序以及显示器、键盘和调制解调器驱动程序盘和调制解调器驱动程序n然后写了磁盘驱动程序，文件系统，一旦有了进程切换、然后写了磁盘驱动程序，文件系统，一旦有了进程切换、文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，或者最少是它一个内核原型，或者最少是它一个内核nLinuxLinux就以这么极其古怪但也极其自然式问世就以这么极其古怪但也极其自然式问世第39页操作系统领域中新操作系统操作系统领域中新操作系统n有线电视机顶盒领域，有线电视机顶盒领域，PowerTV PowerTVn移动通信领域，移动通信领域，EPOCEPOCn掌上计算机领域，掌上计算机领域，Palm OSPalm OSn数字影像领域，数字影像领域，Digita Digita第40页研究中新操作系统研究中新操作系统n哈佛大学哈佛大学VINOVINO，使应用得以重用内核构件，使应用得以重用内核构件n犹他州大学犹他州大学OSKitOSKit，提供结构操作系统所需基础构件，也，提供结构操作系统所需基础构件，也提供高层次构件。提供高层次构件。OSKitOSKit可用来结构新可用来结构新OSOSnMIT Exokernel,MIT Exokernel,该系统只有一个极小核。系统抽象经过该系统只有一个极小核。系统抽象经过Library Operating SystemLibrary Operating System完成完成n加州大学伯克利分校加州大学伯克利分校NOWNOW集群操作系统，集群操作系统，100100台台Ultra Ultra SPARC-ISPARC-I处理机集群，排名于世界最快处理机集群，排名于世界最快200200台超级计算机台超级计算机之内之内nNASANASA空间飞行中心空间飞行中心(GSFC)(GSFC)研制研制BeowulfBeowulf项目开始于项目开始于19941994年，年，用商业化微型计算机，用商业化微型计算机，LinuxLinux和以太网等结构集群。已经和以太网等结构集群。已经有世界各地约六十个大学和研究机构在使用有世界各地约六十个大学和研究机构在使用第41页国内操作系统研制情况国内操作系统研制情况n6060年代末至年代末至7070年代初年代初 杨芙清院士主持杨芙清院士主持 我国第一台百万次集成电路计算机（我国第一台百万次集成电路计算机（150150）操作系统）操作系统 支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用n7070年代中后期年代中后期 杨芙清院士主持杨芙清院士主持 我国第一个全部用高级语言书写我国第一个全部用高级语言书写DJS240DJS240机操作系统机操作系统DJS200/XT2DJS200/XT2 层次管程结构模型，层次管程结构模型，PCMPCM设计方法，活跃管程结构模式设计方法，活跃管程结构模式第42页国内操作系统研制情况（续）国内操作系统研制情况（续）nGX73GX73多机实时操作系统（多机实时操作系统（19781978年）年）国防科技大学，国防科技大学，19801980年装在年装在“远望远望”-I”-I 号航天测量船上，号航天测量船上，完成了向太平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射测控任务；完成了向太平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射测控任务；完成了我国第一颗同时地球卫星测控、定轨、控制任务完成了我国第一颗同时地球卫星测控、定轨、控制任务n“银河银河”-1 YHOS”-1 YHOS巨型操作系统（巨型操作系统（19831983年）年）国防科技大学，用于国防科技大学，用于YH-1YH-1、YH-2YH-2超级计算机，用于我国石油勘探、天气预报和核物理研究超级计算机，用于我国石油勘探、天气预报和核物理研究n COSIX v 1.X/2.0 COSIX v 1.X/2.0 国产国产UNIXUNIX类操作系统（类操作系统（国家八五、九五重点科国家八五、九五重点科技攻关结果，以中软为首，联合国内技攻关结果，以中软为首，联合国内1818个单位共同完成个单位共同完成）微内核结构，安全级别超出微内核结构，安全级别超出B1B1，汉字界面，汉字界面n嵌入式操作系统嵌入式操作系统HopenHopen（女