倒数第一篇:嵌入式实时操作系统
第一篇:现代操作系统的发展
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第三篇:未来操作系统的发展趋势和结语--现代操作系统的发展3
第四篇:相关计算技术的发展和现代操作系统的发展--现代操作系统的发展2
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万变中的不变:操作系统的基本概念--现代操作系统的发展1

作者:陈钟,沈晴霓

近几十年来,随着多处理机技术、中 间件技术、网络技术、嵌入式技 术、多媒体技术、虚拟化技术、安 全技术和可信计算技术等硬件和软件新技术 的不断涌现,现代操作系统在传统操作系统 基础上也不断发展出一些新的特性,如多线 程、微内核、网络化、多媒体以及高安全性 等。网络化和多媒体化是许多现代操作系统 的新特征,而进一步提高操作系统的并发性 (采用多线程)和可靠性(采用微内核结构 减小规模)则是现代操作系统发展的一个重 要趋势。以桌面系统为例,操作系统的发展 将呈现一些新的特点:(1)随着普适计算、 移动计算的发展,个人桌面和个人应用将不 再局限于PC这样的传统设备,满足新的计 算模式将成为下一代桌面系统设计的关键。 (2)为满足不同人群的应用需求,桌面操作 系统也在分化出不同的功能。例如,针对追 求娱乐和时尚的人群,桌面操作系统通过与 硬件配合,提供更强大的三维(3D1)功能 和显示加速功能,从而推出更酷更炫的三维 桌面,以及提供功能更强大的多媒体播放器 等;针对办公人群,则提供基于内容的桌面 搜索工具以及功能更强大的信息管理、日程 管理等工具。(3)桌面系统安全性受到高度 重视,特别是通过与可信平台模块(TPM2) 等硬件安全技术的结合,使得桌面安全性和 可信性得到改善。此外,随着网络信息化时 代的到来,高性能、高可用性、高可扩展 性、安全性以及开放性都是未来服务器操作 系统的主要研究内容。内核多线程、多处理 器支持、分布式计算环境支持和面向对象设计等成为这类现代操作系统的主要特征。

万变中的不变:操作系统的基本概念

在计算机科学的教育中,操作系统不仅 是最重要的组成部分,也是了解计算机系统 的基础。随着计算机在众多领域得到广泛应 用,操作系统正在以惊人的速度发生变化。 不过,虽然操作系统有着巨大的变化,但其 基本概念仍然比较清晰,即操作系统是管理 计算机硬件的软件。作为介于计算机用户和 计算机硬件之间的中间层,操作系统为应用程序提供了基础。

不同的操作系统有着不同的设计目标。 个人计算机操作系统支持复杂的计算机游 戏、商务软件和任何可能的应用软件;手持 设备的操作系统更注重友好方便的用户界 面;大型主机上的操作系统则更加注重硬件 能力的优化利用。不管怎样变化,操作系统 要为用户提供方便,要提高计算机资源利用 效率的要求是保持不变的。

一个计算机系统通常由硬件、操作系统、应用软件和用户四个部分组成。 根据应用环境和用户特点的不同, 计 算机系统也存在不同的特性。例如,洗衣机 中的嵌入式计算机系统通过“控制和显示面 板”实现人机交互,其操作系统和应用程序 相对固定。一个普通移动电话用户的交互方 式和普通电话类似,但通过内置的应用程序 则可以为用户提供手机阅读和游戏等固定功 能,而一部智能手机的计算能力已超过了早 期的个人电脑,其丰富的媒体播放和文字处 理等应用能力可与桌面个人计算机媲美。

计算机系统的4个组成部分

人们研究操作系统通常采用两种常见的 观点:(1)用户观点:更注重易用性,当然 也包括性能。随着个人计算机和各种手持计 算装置的飞速发展,现代操作系统的设计越 来越注重人机交互的方便易用。其中包括人 机交互界面以及各种设备互联的标准化和方 便性(如通用串行总线USB3接口、即插即用 技术等)。(2)系统观点:认为操作系统是 资源管理者。此类观点更多面向的是专业的 软硬件设计人员。来自外部用户功能需求和 交互方式的需求往往也能促进计算机硬件、软件设计的创新。

另请参阅:

  1. 万变中的不变:操作系统的基本概念--现代操作系统的发展1
  2. 相关计算技术的发展和现代操作系统的发展--现代操作系统的发展2
  3. 未来操作系统的发展趋势和结语--现代操作系统的发展3
  4. 现代操作系统的发展

 

本文作者

陈 钟 中国计算机学会理事。博 士,北京大学教授。主要 研究方向为信息安全、系 统软件、面向领域的软件工程等。

沈晴霓 中国计算机学会高级会 员。博士,北京大学软件 与微电子学院信息安全系 副教授。主要研究方向为 信息安全、安全操作系统、可信计算等。