操作系统的发展历史.ppt
操作系统的发展历史操作系统的发展历史操作系统的发展操作系统的发展操作系统发展是随着计算机硬件技术、应用软件的发展而发展的目标：充分利用硬件 提供更好的服务大型机 PC机 后PC时代历史上典型的操作系统历史上典型的操作系统OS/360操作系统第一个分时操作系统CTSSMULTICS与UNIXCP/M 操作系统DOS Macintosh(MAC OS)Windows历史上典型的操作系统历史上典型的操作系统OS/390MachVxWorksLinux嵌入式领域国产操作系统研究型操作系统OS/360OS/360操作系统操作系统20世纪60年代初期，计算机开始采用集成电路，多数厂商有几条完全不同的生产线，生产不同的计算机开发和维护完全不同的产品，对厂商来说是昂贵的新的用户在开始时只需要一台小计算机，后来可能需要一台大的计算机，并希望能在新计算机上执行原有的程序厂家和用户需要软件在不同型号的计算机之间兼容1964 年IBM 宣布推出System/360计算机系统 第一个采用小规模集成电路的主流机型试图一次性地解决上述问题由于所有的计算机 都有相同的体系结 构和指令集 在理论上，为一型 号编写的程序可以 在其他型号机器上 运行OS/360操作系统IBM System/360IBM System/360的若干问题的若干问题IBM无法写出同时满足互冲突需要的操作系统 其实别人也一样不能完成此项任务IBM OS/360文件系统中有类型字段，定义文件的类型，有定长、不定长记录、块状和非块状文件 用户对于输出文件的大小，只有通过猜测存储管理有基地址寄存器寻址方式，程序也可以访问和修改基地址寄存器，但是CPU生成的却是绝对地址，虽然不用进行动态再分配，但程序却被“钉死”在调入内存时的物理地址上IBM System/360,IBM System/360,庞大的软件怪兽庞大的软件怪兽数千名程序员，写的数百万行汇编语言代码，系统自身占据了大量存储空间和一半的CPU时间数百万行汇编代码中，有成千上万处错误IBM不断发行新的版本，试图更正这些错误 每个新版本在更正老错误的同时又引入新错误随着时间的流逝，错误的数量大致保持不变分时系统的思想1959年在MIT提出每个用户有一个联机终端 在分时系统中，假设20个用户登录 其中17个在思考或谈论或喝咖啡 则CPU可分配给那三个需要的作业（轮流服务）调试程序的用户常常只发出简短的命令 很少有长的费时命令计算机能够为许多用户提供交互式、快速服务 同时在CPU空闲时还能在后台运行大作业第一个分时操作系统第一个分时操作系统CTSSCTSS第一个分时系统（CTSS）由 MIT的Fernando Corbato 等1961年在一改装的IBM 7090/94机上开发成功（有32个交互式用户）IBM 7090/94计算机有32K内存，系统用5K，用户用27K，用户存储映象在内存和一台磁鼓之间切换1962年Manchester大学的Atlas计算机投入运行 运行速度200 kFLOPS第一个有虚拟存储器(virtual memory)和页面调度(paging)的机器第一个分时操作系统第一个分时操作系统CTSSCTSSMULTICSMULTICS1965年在ARPA的支持下MIT、贝尔实验室和通用电气公司决定开发一种“公用计算服务系统”，希望能够同时支持整个波士顿所有的分时用户。该系统称作MULTICS(MULTiplexed Information and Computing Service)MULTICS设计目标是：便利的终端使用大量远程终端通过电话线接入计算机主机 高可靠的大型文件系统大容量的用户信息共享；存储和构造层次化信息结构的能力MULTICS研制难度超出所有人的预料（PL/1语言）长期研制工作达不到预期目标，1969年4月贝尔实验室退出，通用电气公司也退出 最终，MIT坚持下来，MULTICS成功运行，成为商业产品（通用汽车、福特、美国国家安全局等）运行MULTICS的计算机系统在九十年代中陆续被关闭（加拿大国防部于2000年10月30日17:08）MULTICS的意义 引入了许多现代操作系统领域概念雏形，对随后的操作系统特别是UNIX的成功有着巨大的影响 MULTICSMULTICSUNIXUNIX的成功的成功1969年，在贝尔退出MULTICS研制项目后，Ken Thompson和Dennis M.Ritchie 想申请经费买计算机从事操作系统研究，但多次申请得不到批准项目无着落，他们在一台无人用的PDP-7上，重新摆弄原先在MULTICS项目上设计的“空间旅行”游戏为了使游戏能够在PDP-7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、shell 和汇编程序到了1970年，在一切完成后，给新系统起了个同MULTICS发音相近的名字UNIX随后，UNIX用C语言全部重写，自此，UNIX诞生了UNIXUNIXUNIX是现代操作系统的代表。Unix运行时的安全性、可靠性以及强大的计算能力赢得广大用户的信赖促使UNIX系统成功的因素：1.首先，由于UNIX是用C语言编写，因此它是可移植的，UNIX 是世界上唯一能在笔记本计算机、PC机、工作站直至巨型机上运行的操作系统2.第二，系统源代码非常有效，系统容易适应特殊的需求3.最后，也是最重要的一点，它是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统UNIXUNIX两个版本系列 AT&T System V BSD（Berkeley Software Distribution）MINUXVAX（DEC公司）其他CP/M CP/M 操作系统操作系统随着大规模集成电路发展，个人计算机时代到来 各种类型的个人计算机和软件层出不穷1973年Gary Kildall看到对个人计算机操作系统的需求,设计了CP/M操作系统(Control Program/Microprocessor or Microcomputer)CP/M操作系统有较好的层次结构。它的BIOS把操作系统的其他模块与硬件配置分隔开，所以它的可移植性好,具有较好的可适应性和易学易用性到了1981年，CP/M操作系统成为世界上流行最广的8位操作系统之一微软微软MS DOSMS DOS个人计算机的成功，逼得IBM采取紧急战略行动,决定要在1980年尽快生产出微型计算机，以应付挑战但没有操作系统不行。要想快就是找现成系统配套，IBM公司洽谈 CP/M操作系统不顺利，机遇落到了微软公司在关键时刻，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公司，达成由微软经销西雅图计算机产品公司的QDOS操作系统的协议当时西雅图公司并不知道QDOS将被转卖给IBM，否则历史将会怎样演变，谁也无法知晓IBM在1981年推出个人计算机，宣布了DOS操作系统随着IBM PC和MS DOS普及，CP/M逐渐走向下坡路MS DOS有优良的文件系统 但受到Intel x86体系结构的限制 缺乏以硬件为基础的存储保护机制它属于单用户单任务操作系统从1981的 1.0版到1998年在Windows 95/98之下的7.0版，MS DOS历经了16个年头迄今仍有MS DOS爱好者继续开发各种DOS软件产品Macintosh(MACMacintosh(MAC OS)OS)在推出IBM PC机后，市场卷起一股龙卷风，IBM自己也没有料到产品会有如此巨大的成功IBM的成功说明必有其他公司失败。甚至连苹果公司也遇到了问题，销售数量落到了兰色巨人的后面苹果公司推出Lisa机遭到失败，Apple III型也遭到失败分析家们认为，在微机市场上的战斗似乎兰色巨人要嬴了施乐施乐Palo AltoPalo Alto研究中心研究中心7070年代的计算机研究思想库年代的计算机研究思想库世界上第一台个人计算机Alto，1972年在Palo AltoPalo Alto出现图形界面，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 具有先进概念和技术的原型都首次出现在这里1979年，苹果公司以一百万股的苹果公司股票作为回报，施乐公司允许苹果公司的少数人员，包括乔布斯，在有限的时间内，考察施乐公司Palo Alto研究中心内部，并同该思想库的研究人员交谈苹果公司对Palo Alto研究中心内的技术大感吃惊他们更吃惊的是，施乐公司在拥有这些宝贵技术的同时竟然什么也没有做！对Palo Alto研究中心这些科学家们而言，苹果公司的人是他们第一次遇到真正理解他们技术的人这些科学家们后来有的去了苹果公司，微软公司，有的最终创办了自己的公司在访问的基础上，苹果决定立即开发采用这些新技术的个人计算机苹果公司已看到IBM PC机的技术有多么糟糕，但他们卖得又是特别的好MAC OSMAC OS、鼠标的新型个人计算机鼠标的新型个人计算机1984年，人们看到一则广告：“What was that?”和对Macintosh的介绍,这是配有图形界面操作系统 MAC OS和鼠标的新型个人计算机MAC机一上市立即在市场上获得极大的成功当年比尔.盖茨都说，这是一台他的妈妈也能使用的计算机Macintosh把苹果公司从连续的失败中拯救出来 苹果公司又开始向前发展正是Mac先进图形界面操作系统技术，超前PC机若干年，造就了一批苹果的忠实追随者微软微软WindowsWindows操作系统操作系统1983年10月，PC机竞争厂家的图形界面相关产品上市面对市场压力，比尔.盖茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系统直到1985年11月20日，Windows 1.0才正式上市1992年4月，推出Windows 3.1，1993年5月，发表Windows NTWindows 95/98，Windows CE，Windows 2000/XP，Windows Server 2003（.net）Longhorn基于微内核的基于微内核的MachMach操作系统操作系统1975年Rochester大学开发了RIG 操作系统系统设计者之一Richard Rashid 移居到CMU后，在DARPA支持下，1984年开始了Mach的开发希望Mach能与UNIX兼容，运行线程，更好的进程通信机制，支持多处理机及好的虚拟存储系统Mach第一个版本是1986年为VAX 11/784四CPU多处理机发布1988年的Mach 2.5版包含了大量的BSD UNIX的代码1989年，Mach 内核中去掉了所有的BSD UNIX的代码，剩下了一个纯的Mach微内核，这就是Mach 3.0版本，它是OSF发布的基础Mach中采用了许多当代操作系统使用的技术:l微内核、l线程、l进程间消息传递l面向对象的设计方法l等等在Mach的基础上，有不少用于微处理器、多处理器以及超级计算机的操作系统和实时嵌入式操作系统陆续设计和开发出来，如OSF/1，DCE Unix,NeXT等等IBMIBM大型计算机操作系统大型计算机操作系统OS/390OS/39090年代末期，电子商务发展刺激对计算能力的要求，导致大型机市场的再度升温三十年的改进,IBM S/390已成为有高可靠性、可扩展性、安全可用性的现代大型计算机系统支持UNIX 95标准，UNIX应用程序可在IBM OS/390上运行同时还可继续运行S/390应用程序，包括S/370上开发的应用程序包括TCP/IP的多种通信协议，具有高网络安全性采用面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机/服务器技术，具有较强的互操作性、可移植性与可扩展性在PC机时代，人们曾经估计大型计算机会衰亡IBM S/390是大型计算机复活的一个典型 在21世纪的Internet和后PC的时代，大型机还会有什么演化，只有让时间来说明嵌入式操作系统的代表嵌入式操作系统的代表VxWorksVxWorksWindRiver公司VxWorks支持各种工业标准，包括POSIX,ANSI C和TCP/IP网络协议高效率的微内核微内核支持各种实时功能，包括快速多任务处理，中断支持，抢占式和轮转式调度微内核设计,减轻了系统负载,并可快速响应外部事件从只需几千字节存储器的深嵌式产品设计,到复杂高端实时系统设计，开发人员有八十多个选件,并可构成上百个不同的配置VxWorks开发主机：Windows 9x,Windows NT,Sun Solaris,SunOS,HP-UX等支持目标微处理器：86,68k,PPC,CPU 32,i960,SPARC,SPARCLite,SH,ColdFire,R3000,R4000,C16X,ARM,MIPS等在“勇气号”（2004年1月）、“极地登陆者”号，“深空二号”和火星气候轨道器等登陆火星探测器上，就采用了VxWorksVxWorks负责火星探测器全部飞行控制，包括飞行纠正、载体自旋和降落时的高度控制等，而且还负责数据收集和与地球的通信工作目前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额嵌入式操作系统嵌入式操作系统VxWorksVxWorks InternetInternet时代与时代与LinuxLinux1990年秋天，Linus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待，Linus买了台PC机，开发了第一个程序，程序包括两个进程，向屏幕上写字母，然后用定时器来切换进程Linus需要终端仿真程序来存取Usenet新闻组的内容，于是他编写了从调制解调器上接发信息的程序,以及显示器、键盘和调制解调器的驱动程序然后编写了磁盘驱动程序、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原型，或者至少是它的一个内核Linux就以这样极其古怪但也极其自然式问世操作系统领域中新的操作系统操作系统领域中新的操作系统有线电视机顶盒领域 PowerTV掌上计算机领域 Palm OS数字影像领域 Digita手机 Symbian，SmartPhone，Palm OS其他 Nucleus，VxWorks嵌入式Linux：uClinux，Monta Vista Linux，LynxOS60年代末至70年代初 杨芙清院士主持 我国第一台百万次集成电路计算机（150）操作系统 支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用70年代中后期 杨芙清院士主持 我国第一个全部用高级语言书写的DJS240机操作系统DJS200/XT2 层次管程结构模型，PCM设计方法，活跃管程结构模式国内操作系统的研制状况国内操作系统的研制状况GX73多机实时操作系统（1978年）国防科技大学，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同步地球卫星的测控、定轨、控制任务“银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技大学，用于YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物理研究 COSIX v 1.X/2.0 国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成）微内核结构，安全级别超过B1，中文界面嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS，SmartEOSLinux类操作系统：中软Linux、红旗Linux、东方Linux国内操作系统的研制状况国内操作系统的研制状况
