系统科学论文

计算机操作系统论文计算机操作系统的功能、发展及分类摘要:操作系统是统一管理计算机软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。本文对计算机操作系统的功能、发展和分类做了简单的分析和阐述。关键词:计算机操作系统 发展 分类1 操作系统的功能(1)管理计算机系统的硬件、软件、数据等各种资源,尽可能减少人工分配资源的工作以及人对机器的干预,发挥计算机的自动工作效率。(2)协调还要各种资源使用过程中的关系,使得计算机的各种资源使用调度合理,高速设备与低速设备运行相互配。(3)为用户提供使用计算机系统的环境,方便使用计算机系统的各部件或功能。操作系统通过自己的程序,将计算机系统的各种资源所提供的功能抽象,形成与之等价的操作系统的功能,并形象地表现出来,提供给用户方便地使用计算机。2 操作系统的发展2.1 手工操作阶段。在这个阶段的计算机,主要元器件是电子管,运算速度慢,没有任何软件,更没有操作系统。用户直接使用机器语言编写程序,上机时完全手工操作,首先将预先准备好的程序纸带装入输入机,然后启动输入机把程序和数据送入计算机,接着通过开关启动程序运行,计算完成后,打印机输出结果。用户必须是非常专业的技术人员才能实现对计算机的控制。2.2 批处理阶段。由于20世纪50年代中期,计算机的主要元器件由晶体管取代,运行速度有了很大的提高,这时软件也开始迅速发展,出现了早期的操作系统,这就是早期的对用户提交的程序进行管理的监控程序和批处理软件。2.3 多道程序系统阶段。随着中、小规模的集成电路在计算机系统中的广泛应用,CPU的运动速度大大提高,为了提高CPU的利用率,引入了多道程序设计技术,并出现了专门支持多道程序的硬件机构,这一时期,为了进一步提高CPU的利用效率,出现了多道批处理系统、分时系统等等,从而产生了更加强大的监管程序,并迅速发展成为计算机科学中的一个重要分支,就是操作系统。统称为传统操作系统。2.4 现代操作系统阶段。大规模、超大规模集成电路急速的迅速发展,出现了微处理器,使得计算机的体系结构更加优化,计算机的运行速度进一步提高,而体积却大大减少,面向个人的计算机和便携式计算机出现并普及。它的最大优点是结构清晰、功能全面、可以适应多种用途的需要并且操作使用方面。3 操作系统的分类从用途的角度可以分为专用和通用两类。专用操作系统是指用于控制和管理专项事物的操作系统,如现代手机中使用的操作系统,这类系统一般以嵌入硬件的方式出现,用于特定的途径。通用操作系统具有完善的功能,能够适应多种用途的需要。从单机和网络的角度看可以分为单机操作系统和网络操作系统。单机操作系统是针对单机计算机系统的环境设计的,它只有管理本机系统那个资源的功能。单用户操作系统是一种更为特殊的单机操作系统,它是针对一台机器,一个用户设计的操作系统,它的基本特征是一次只能支持一个用户作业的运行,系统的所有资源有该用户独占,该用户对整个计算机系统有绝对的控制权。从功能的角度看可分为批处理系统、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统。批处理系统、分时系统和实时系统的运行环境大多是计算机系统,而后两种操作系统的运行环境是多计算机系统。3.1 批处理系统。批处理的系统的基本特征是“批量”。即将要交给计算机处理的若干个作业组织成队列成批地交给计算机自动地按作业队列顺序逐个处理。它可分为单道批处理系统和多道批处理系统。单道批处理系统一次只能调入一个处理作业在在计算机在内运行,其他作业放在辅助存储器上,它类似于单用户操作系统。计算机在运行处理作业时,时间主要消耗有两个方面,一方面是消耗在CPU执行程序上,另一方面是消耗在输入输出上。由于输入输出设备的速度相对CPU的执行程序的速度慢很多,导致计算机在输入输出时CPU处于空闲。为了提高COU的使用效率,出现了多道批处理系统。它与单道批处理系统不同的是在计算机内存中可以有多个作业存在,调度程序根据事先确定的策略,选择一个作业将CPU资源分配给它运行处理,当处理的作业要进入输入输出操作时,就释放对CPU的占有,调度程序则从其他的内存中的待处理作业中选择一交给CPU执行,这样,就提高了CPU的使用效率。3.2 分时系统。分时是指两个或两个以上的事件按时间划分轮流使用计算机系统的某一资源。在一个系统中如果多个用户分时使用一个计算机, 那么这样的系统成为分时系统。分时的时间单位称为时间片,一个时间片一般是几十豪秒。在一个分时系统中,往往要连接几十个甚至上百个终端,每个用户在自己的终端上控制其作业的运行。通过操作系统的管理,将CPU轮流分配给各个用户使用,如果某个用户作业在分配给他另一个时间片在继续执行。此时的CPU被分配给另一个用户作业。3.3 实时系统。实时即时处理并快速给出处理结果。实时系统一般是采用时间驱动的设计方法,系统能够及时对随时发生的事件做出响应并及时处理。实时系统分为实时控制系统和实时处理系统。实时控制系统常用于工业控制以及飞行器、导弹发射等军事方面的自动控制。实时处理系统常用于预定飞机票、航班查询以及银行之间账务往来等系统。3.4 网络操作系统。随着计算机技术的迅速发展和网络技术的日益完善,不同地域的具有独立处理能力的多个计算机系统通过通信设施互联,实现资源共享,组成计算机网络,成为一种更开放的工作环境。而网络操作系统也应运而生。网络操作系统除具有单机操作系统的所有功能以外,还具有网络资源的管理功能,支持网络应用程序运行。3.5 分布式操作系统。分布式操作系统是为分布式计算机系统配置的操作系统。分布式计算机系统与计算机网络一样,多台计算机系统通过通信网络互联,实现资源共享,但不同的是系统中的各个计算机没有主次之分,各计算机系统具有相对的自治性,用户子啊访问共享资源时,不需要知道该共享资源位于哪台计算机上,如需要的话,系统中的多台计算机可以相互协作共同完成的一个任务,即可以将一个任务分割成若干个子任务分散到多台计算机上同时并行执行。一种商用操作系统往往包括了批处理系统个、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统等多方面的功能。不同的操作系统根据自身用途的定位和面向的用户,在各种功能的强弱上会有所区别。参考文献[1] 王育勤,等.计算机操作系统[M].北京交通大学出版社,2004.[2] 姚爱国,等.计算机导论[M].武汉大学出版社,2006.

计算机操作系统的基本功能及应用论文

在平时的学习、工作中，大家都接触过论文吧，论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。那么问题来了，到底应如何写一篇优秀的论文呢？以下是我收集整理的计算机操作系统的基本功能及应用论文，仅供参考，希望能够帮助到大家。

一、绪言

现代计算机系统，无论是哪一类型的计算机，都毫不例外地配置有操作系统。由此可见，操作系统好比是计算机系统的灵魂，机算机系统不能缺少操作系统，而且操作系统的性能，在很大程度上决定了计算机系统的性能。用户要想快速高效地使用计算机操作系统，就必须对操作系统有一定的认识和了解，只有正确地掌握了操作系统的功能和特性，才能充分利用操作系统的性能和优势为社会服务。本文以Windows操作系统为例对其概念、作用和特征以及功能应用作一个阐述。

二、操作系统的概念及作用和特征

在计算机系统中，为了使系统的各种资源能协调、高效地工作，使所有资源最大限度地发挥作用，就必须有一个管理者来进行统一的调度和管理，这个管理者就是操作系统。它是紧挨硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充，统一管理和支持各种软件的运行，其它软件是建立在操作系统之上的。

操作系统的作用有以下两方面：

1、管理系统中的各种资源：计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源。其中，所有的硬部件（包括CPU、存储器、输入和输出设备等）通称为硬件资源，而各类程序和用户文件称为软件资源。操作系统用来负责在各个程序之间分配和调度资源，使系统中的各种资源得以有效地利用。

2、为用户提供服务功能和友好界面：操作系统的用户界面也称为用户接口或人机界面，是实现计算机系统和用户之间的通信功能的。其界面有两种：一种是以命令行方式出现的界面（如MS-DOS），方便高级用户的使用，是通过键盘及命令行操作来进行的；另一种是以图形和窗口方式出现的界面（如Windows窗口），方便普通用户的使用，它以图形菜单、任务栏、桌面图标等界面出现，是通过键盘和鼠标的交替操作来进行的`。

操作系统的特征有以下三方面：

1、并发性：在中可以在同一时段内相继打开和运行两个及以上的程序，并可以相互交替和穿插着进行操作。

2、共享性：在操作系统中，其系统资源可以被多个在同一时段内相继打开和运行的程序共同使用，而并非被某个程序独占。

3、异步性：异步性又称随机性。在多个程序环境中，允许多个进程并发执行，并发活动会导致随机事件发生。如程序执行的速度不可预测；系统作业的类型和时间是随机的；程序运行出错或异常的时间是随机的等。操作系统就必须妥善处理好每个随机事件，以确保计算机系统的正常运行。

三、操作系统的功能和应用

操作系统提供了五种基本功能：进程管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。现将功能特性和应用作如下阐述：

1、进程管理：进程管理的主要任务是对CPU的时间进行合理分配，并对CPU的运行实施有效管理，充分发挥其效能。为提高CPU的利用率，操作系统允许同时加载多个程序到内存，为描述多个程序的并发执行，系统引入了进程概念。所谓进程，就是程序的一次执行过程，它是系统进行资源调配的单位。进程具有生命周期，当一个程序被加载到内存，系统就创建了一个进程，程序执行结束，其进程也就相应结束。在Windows XP环境下，用户可以通过在任务栏单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“任务管理器”（或同时按Ctrl+Alt+Del键）将其打开，并能看到被打开程序的任务和进程情况。

2、存储管理：存储管理主要管理内存资源，内存是CPU可以直接访问的存储器。一个进程要被CPU执行，必须先将其程序装入内存。内存的特点是存取速度快，但大小不能满足实际需要。为解决此问题，系统采用了“虚拟内存”技术，即把部分外存空间 “模拟”为内存，为用户提供比实际内存大的虚拟存储空间。在进程运行过程中，当前使用部分保留在内存，其它暂不使用部分放在外存，系统根据需要负责内外存数据的交换。虚拟内存文件在系统安装时就被建立，其默认大小为实际内存的1.5倍。用户可根据需要进行调整，方法是：用鼠标右击“我的电脑”，在弹出菜单上选择“属性”，打开系统属性对话框，选择“高级”选项，在性能框内点“设置”按钮，打开性能选项对话框，再选择“高级”选项，在虚拟内存框内点“更改”按钮，用户便可在打开的虚拟内存对话框中根据情况来改变其大小。

3、文件管理：系统信息资源是以文件形式存放在外存储器上的。其中包括安装程序所建立的文件和用户创建的文档，每个文件都是由文件主名和扩展名组成的一组信息的集合。文件主名由用户命名，一般与文件内容和用途相符。扩展名由系统自动命名，它代表文件的类型，如扩展名为.doc表示Word文档，.xls表示Excel工作表等。文件主名可以修改，但扩展名不能修改，否则系统将不能识别。文件还有三类属性：即只读、隐藏和存档。被设置为只读的文件只能读取信息，不能进行修改；被设置为隐藏的文件在窗口中不显示，但可以通过工具栏“文件夹选项”来选择显示（显示为浅色）；新创建的文件都有存档属性，当用“系统工具”的“备份”对其备份后其存档属性就会消失。另外文件可以进行操作，但不同文件其操作是不同的，如对文档文件可以进行编辑，对可执行文件可以执行程序。而所有文件还具有它的通性，即可以对它进行通用操作，包括对文件的查找、打开、建立、复制、剪切、删除、移动、以及更改属性和重命名等。在Windows XP环境下，通过资源管理器可实现对文件的通用操作。方法是：用鼠标右击“开始”菜单在弹出菜单上选择“资源管理器”即可将其打开。在资源管理器中系统的各种文件资源呈树形目录结构。可用鼠标点击其左边的文件夹进行浏览和操作。

4、设备管理：设备管理就是对系统中所有输入/输出设备进行有效的管理。为了提高设备的使用效率和整个系统的运行速度，操作系统采用中断、通道、缓冲和虚拟设备等技术，最大限度地发挥外部设备和主机并行工作的能力。用户使用设备管理提供的界面，可方便灵活地使用外部设备。在Windows XP环境下，打开设备管理器的方法是：用鼠标右击“我的电脑”在弹出菜单上选择“管理”打开计算机管理对话框，在其左边的菜单目录中选择“设备管理器”即可将其打开。

5、作业管理：作业管理的任务主要包括两个方面：其一，是通过作业控制语言或操作控制命令向用户提供实现作业控制手段。其二，是按一定的策略实现作业调度，为用户提供一个使用系统的良好环境，有效地组织其工作流程，使整个系统高效地运行。

四、结束语

现代操作系统除上述五大基本功能外，还具有系统安全和网络通信功能，即能够提供系统安全机制和网络通信、网络服务、网络接口和网络资源管理等功能。但无论怎样，操作系统的目标却只有一个，即必须实现对计算机系统软硬件资源的合理管理，并向用户提供一个快速、高效和安全的操作环境。