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浅谈操作系统
摘要
随着科学技术的不断发展与创新，计算机得到了广泛的普及和应用，同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代，最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展，操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析，了解计算机操作系统发展的基本情况，阐述未来操作系统的发展趋势，从而促进计算机技术的不断的进步。
关键词：计算机；操作系统；发展；
一、计算机操作系统的发展史 
操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、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任务。操作系统所处位置作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
原始的操作系统主要是从批次模式开始，然后逐渐的发展到分时机制的模式，后来由于多处理器时代的到来，整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能，继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段：纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶段及现代操作系统阶段。整个系统的发展主要面临着技术上的难题，主要体现的是计算机硬件技术的发展限制了软件的发展和操作系统的不稳定性。
二、计算机中常用的操作系统
计算机操作系统作为计算机系统的基础是管理电脑软硬件系统的程序。计算机系统的种类多，经常是通过应用领域来划分的，其中应用程序主要是包括桌面、服务器、主机以及嵌入几个应用领域的操作系统。常用的操作系统分类如下。
1.Windows系统
Windows系统作为计算机内较为常见的操作系统，在人们的日常生活和学习中都应用的较为普遍，Windows系统作为现代最为流行的操作系统，其在技术方面也是非常成熟的。目前最新版本的Windows操作系统为Windows10。
2.UNIX系统
UNIX系统有自身较为统一的实施标准和认证规范，并且利用该规范，还可以对UNXI系统进行程序的移植，并且促进了UNIX的发展及应用程序的开发，UNXI已经开始作为大型机器、网络服务器及工作中的主流操作系统，并且其自身的发展还在一定的程度上推动了Linux等开源UNIX类操作系统的发展。
3.Linux系统 
Linux系统是在UNIX的基础上进行发展的，其开源模式的软件环境极其价值越来越受到社会，并且其软件的运行环境及其价值越来越受到社会的认可。其优点是该系统的功能较为完善并且是嵌入式操作系统，在现今市场中占据了较大的市场比重。
4.Mac OS系统
Mac系统是基于Unix内核的图形化操作系统；一般情况下在普通PC上无法安装的操作系统。由苹果公司自行开发。苹果机的操作系统已经到了OS 10，代号为MAC OS X(X为10的罗马数字写法），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，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。MAC OSX操作系统界面非常独特，突出了形象的图标和人机对话。
三、计算机操作系统功能
操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，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，提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。主要体现在五大方面。分别是:处理器管理功能、内存管理功能、外部设备管理功能、文件管理功能和作业管理功能。各个功能相辅相成,共同完成用户对电脑的控制。
1.处理器管理
处理器管理作为计算机系统中一项较为重要的功能是实现对中央处理器的管理，并且众所周知，其中重要的核心部件是中央处理器，中央处理器决定了机器性能的管理。
2.存储管理
计算机系统中的存储的管理目的主要任务便是对存储器进行分配、保护及管理。在存储的管理中，内容分配有操作系统，并且其他系统软件及一个或者多个用户程序，就如何分配程序、保障系统及各个用户确保用户执行程序无法破坏的系统程序；计算机的系统程序一般同时运行这多个程序，存储器管理能够较为有效的保障系统正常的运行，而且还能够确保用户执行程序。在存储管理中，还有一项较为特殊的功能是能够使得内存被扩充，在用户执行程序中，计算机系统能够提供存储的容量，并且在内存扩充时能够将内部的存储器与外部的存储器相互的联合起来进行管理。
3. 设备的管理
对于现在的计算机系统来说，其配置设备的类型比较多，并且对于这些设备来说，大部分在操作上基本相同，设备管理在计算机中的作用重大，计算机设备管理是能够对于设备进行控制和管理的一组程序。用户在对外部设备进行使用时，应当根据一定的分配策略进行分配。而且还能够为用户提供较为简单方便的操作指令。根据用户提供的请求去控制外部设备进行实际的输入输出操作，还能够对出现的问题做善后处理。对于设备的文件管理来说，可以被称之为文件的系统，主要的功能是对系统的软件进行管理，在计算机的运行过程中，其程序及数据作为计算机的软件资源，用多种文件的形式被存放在存储器中。
4.信息管理（文件系统管理）
通常把程序和数据统称为信息或文件。一个文件暂时不用时，就被放到外部存储器上保存起来。这样，外存上保存了大量文件。对这些文件如不能很好地管理，就会引起混乱、甚至遭到破坏。这就是管理信息文件需要解决的问题。此外，信息的共享、保密和保护也是文件系统要解决的。
5.用户接口
一般来说，操作系统提供两种方式的接口来和用户发生关系，为用户服务。一种用户接口是程序一级的接口，即提供一组广义指令供用户程序和其他系统程序调用。这些程序要求对数据进行传输、文件操作或其他资源请求时，通过这些广义指令向操作系统提出申请，并由操作系统代为完成。另外一种接口是作业一级的接口，提供一组控制操作命令供用户去组织和控制自己的作业的运行。主要包括脱机控制和联机控制两种，操作系统分别为其提供控制语言。
四、操作系统未来发展趋势
随着计算机技术和网络技术的普及，在通用主流操作系统仍然占据比较大的市场份额的基础上，未来一些操作系统将逐步向专用化和小型化等方面发展，并具备如下新特点：开源化、专用化、小型化或专用化、便携化、网络化、安全化和可信化。
1.计算机操作系统趋向专用化发展
随着计算机的不断进步和广泛应用，从而也带动了移动计算以及网络计算等各种技术的发展，因此，操作系统必将走向专用化发展，对各个部分进行分类，各司其职，以此提高效率并且促进各个区域的更深层次发展。因此在未来，将会有专用的通信设备与嵌入式操作系统，在很大程度上来说，嵌入式操作系统很像通用操作系统，然而在其他领域它就会是独立的了，应用在我们的生活中就表现在可以把家中所有的电器用一台计算机进行管理控制，实现家庭电器的互联互通，这样在很大程度上让生活更便捷。
2.计算机操作系统也将会走向小型化
从以前的巨型计算机到现在的掌上电脑，这是计算机的改进与进步，同样的，操作系统也会是如此，通用操作系统的规模较大，但是随着科技的发展，以及人们的需求，未来的计算机操作系统也将逐渐向小型化发展，在这里，不得不提的就是纳米技术，这一技术的发展深化已经为操作系统小型化提供了可能。
3.计算机操作系统必将走向网络化
在当前社会，网络已经是我们生活中不可或缺的一部分了，我们的学习工作都离不开网络，随着网络的不断深化，计算机系统也在越来越依赖网络资源的共享，其实在现在，部分学者已经提出了用网络操作计算机系统，知识这种系统在一些技术方面发展的还不成熟，但是网络化是操作系统的必走道路，所以我们需要更多地投入，更多地研究。
4.计算机系统的安全问题以及系统的多样化
计算机系统已经取得了很大的进步，系统的安全性能已经得到了不断的加强。但是，随着计算机领域的不断扩展，安全问题也越来越重要了，并且在现在的计算机中，病毒也是层出不穷，一直没有停止，虽然杀毒软件会有一定的作用，但依然阻挡不了一些超级病毒的侵入，这都会对计算机的安全造成威胁。除此之外就是系统的多样化的发展，随着广大用户越来越深层次的需要，计算机的操作系统也必然走向多样化，这也是科技发展，新技术不断开发的必然结果。
5.计算机系统的便携化
当前的电子技术发展过程之中，虚拟技术得到了很大的发展，当前的计算机操作系统也已经可以像文件一样携带在身，并且可以很方便简单的应用到别的计算机上，但是目前我们所开发的虚拟机规模过大，还需要进一步的开发改善，但便携化也一定是计算机操作系统的发展趋势之一。
五、总结与展望 
计算机操作系统的发展时间并不算长，但操作系统总是呈现出一种短时间内快速发展的势头，在满足功能和性能方面的需求也开始与时俱进，适应发展的需要。为了满足时代的需要，计算机系统在各个方面也是与时俱进的。尽管这样，在安全可信技术方面的发展还是面临着很大的挑战和难题，未来操作系统的安全性研究包括安全体系结构、安全模型和安全机制等几个方面。因此计算机操作系统还是需要在不断的创新不断的变革中逐渐强大，我们完全有理由相信，这一方面的强大一定会提高国家软件力的整体水平。我们也期待着，未来的操作系统取得更加突破性的进展。
参考文献
[1]张尧学，宋虹，张高.《计算机操作系统教程》[M].清华大学出版社,2013.
[2]汤小丹，梁红兵，哲凤屏，汤子瀛.《计算机操作系统》[M].西安电子科技大学出版社,2014.