操作系统的历史……

操作系统的由来~~~

操作系统的简要历史
在早期的计算机系统里面是没有操作系统的，最早的ENIAC （Electronic Numerical Integrator and Computer）没有键盘显示器等等的，所有的输入操作都是通过对开关的通断来实现的，输出是通过灯泡的亮灭显示的，改变计算公式甚至需要对线路进行重新的布置，那个年代是没有操作系统的。

ENIAC里面并没有内存，只有寄存器，而且控制系统是通过硬接线实现的，想改变公式就需要对线路重新布置。这样操作其实非常的不方便。所以，著名的"计算机之父"冯·诺依曼加入这个计划之后，提出了改进意见EDVAC （Electronic Discrete Variable AutomaticComputer）计划。EDVAC实际上就是最早的冯诺依曼结构的雏形，现在我们使用的通用计算机结构仍旧属于冯诺依曼结构。

之后为了方便无人值守的批量任务执行，产生了单任务的批处理操作系统，批处理操作系统的任务很简单，按照实现设定好的顺序把任务装入执行。为了充分利用大型机等昂贵设备的资源，产生了多任务操作系统（分时操作系统），为了让一般的学生和科学工作者也可以分享大型机的计算能力，出现了大型机+分时操作系统+ 哑终端的模式。之后，慢慢出现了为普通人服务的微型机，也就是个人电脑。然而最早的个人电脑也是没有操作系统的，最早的个人电脑是阿尔塔（牛郎星电脑）没有键盘，显示器，只有开关和灯泡（像不像微型版的ENIAC）。微软第一个成功的商业产品其实就是给牛郎星写的BASIC解释器，因为很多人免费使用（也就是盗版）这个BASIC解释器，比尔盖茨写了封“给爱好者们的公开信”，成为商业软件产业诞生的标志。实际上我们知道的著名的Apple I上面也并没有安装操作系统，只有一个ROM BASIC和引导程序。

谈这些历史，是想让大家知道，在没有操作系统的年代，裸机也是可以使用的。而操作系统的产生是为了给应用程序提供一个运行环境。



操作系统必须直接驱动硬件么？

我们见到的大部分操作系统都是直接驱动硬件的，这就给人一个错觉，所有的操作系统都是必须驱动硬件的。win31推出的时候，虽然有内存管理，进程管理（那时候win系统没有线程概念），有图形界面，但是仍旧被人质疑是否是操作系统。原因是win31的文件系统是dos支持的，引导程序是 dos，换言之，win31不能直接运行在硬件上。这是一种误解，现代的操作系统大多分层，为了移植和系统的结构化，一般来说操作系统都会分为硬件相关层，硬件无关层。硬件相关层一般就是io处理和做驱动程序管理。而内存管理，进程管理，图形界面等等一般都是硬件无关层处理的。

对Cpu来说，一段普通内存地址和一块硬件端口映射出来的内存地址并没有任何区别。这是因为从计算逻辑上看，任何功能用硬件实现和用软件实现并没有任何的区别。正因为此，我们才能在一台win操作系统的机器上面VMWare上面安装一个linux，或者反之。操作系统就是应用程序的运行环境，也就是一个硬件和软件之间的层。早期的操作系统比如dos,比如unix之前的那些专用的大型机操作系统等等，它们根硬件的结合都比较紧密，难以分开，提供的硬件以外的功能也很少。然而unix本身就是为了解决在多种不同类型大型机之间移植而设计，从概念上就已经跟硬件分离了。windows也很类似， winnt4.0可以用于x86芯片，也可以用于alpha芯片的机器就是因为这个原因。

分布式操作系统更是传统操作系统思想的变革，分布式操作系统是安装在整个分布系统里面的，其中任何一台也可以安装有自己的本地操作系统。

操作系统发展历史 下面我们结合计算机的发展历史来回顾一下操作系统的发展历程。 1.第一代计算机（1945-1955）：真空管和插件板 40年代中期，美国哈佛大学、普林斯顿高等研究院、宾夕法尼亚大学的一些人使用数万个真空管，构建了世界上第一台电子计算机。开启计算机发展的历史。这个时期的机器需要一个小组专门设计、制造、编程、操作、维护每台机器。程序设计使用机器语言，通过插板上的硬连线来控制其基本功能。 这个时候处于计算机发展的最初阶段，连程序设计语言都还没有出现，操作系统更是闻所未闻！ 2.第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处理系统 这个时期计算机越来越可靠，已从研究院中走出来，走进了商业应用。但这个时期的计算机主要完成各种科学计算，需要专门的操作人员维护，并且需要针对每次的计算任务进行编程。 第二代计算机主要用于科学与工程计算。使用FORTRAN与汇编语言编写程序。在后期出现了操作系统的雏形：FMS（FORTRAN监控系统）和IBMSYS（IBM为7094机配备的操作系统） 3.第三代计算机（1965-1980）：集成电路芯片和多道程序 60年代初，计算机厂商根据不同的应用分成了两个计算机系列，一个针对科学计算，一个针对商业应用。随着计算机应用的深入，对统一两种应用的计算机需求出现了。这时IBM公司试图通过引入System/360来解决这个问题。与这个计划配套，IBM公司组织了OS/360操作系统的开发，然后复杂的需求，以及当时软件工程水平低下使得OS/360的开发工作陷入了历史以来最可怕的“软件开发泥潭”，诞生了最著名的失败论著----《神秘的人月》。虽然这个开发计划失败了，但是这个愿望却成为了计算机厂商的目标。此时，MIT、Bell Lab（贝尔实验室）和通用电气公司决定开发一种“公用计算机服务系统”----MULTICS，希望其能同时支持数百名分时用户的一种机器。结果这个计划的研制难度超出了所有人的预料，最后这个系统也以失败结束。不过，MULTICS的思想却为后来的操作系统很多提示。60年代未，一位贝尔实验室曾参加过MULTICS研制工作的计算机科学家Ken Thompson，在一台无人使用的PDP-7机器上开发出了一套简化的、单用户版的MULTICS。后来导致了UNIX操作系统的诞生。目前UNIX操作系统主导了小型机、工作站以及其他市场。也是至今最有影响力的操作系统之一，而Linux也是UNIX系统的一种衍生，下一讲我们将专门介绍一下UNIX的发展历史。 4.第四代计算机（1980-今）：个人计算机 随着计算机技术的不断更新与发展，计算机神奇般地闯入了人们的生活，现在以低廉的价格就可以获得强大计算能力的计算机。价格不再是阻拦计算机普及的门槛时，降低计算机的易用性就显得十分重要！由于UNIX系统的本身特点，使得其不太适合于在运行在个人计算机上，这时就需要一种新的操作系统。在这一历史关键时候，IBM公司由于低估了PC机的市场，并未使用最大的力量角逐这一市场，这时Intel公司趁机进入，成为了当今微处理器的老大。同时善于抓住时机的微软公司的总裁比尔·盖茨适时地进入了这一领域，用购买来的CP/M摇身一变成为MS-DOS，并凭借其成为个人计算机操作系统领域的霸主。虽然是苹果公司在GUI方面先拔头筹，但由于苹果公司的不兼容、不开放的市场策略，未能扩大战果，这时微软又适时地进入了GUI方面，凭借WINDOWS系统再次称雄！

　　1980年代前
　　
　　第一部电脑并没有操作系统。这是由于早期电脑的建立方式（如同建造机械算盘）与效能不足以执行如此程序。
　　但在1947年发明了晶体管，以及莫里斯·威尔克斯（Maurice Vincent Wilkes）发明的微程序方法，使得电脑不再是机械设备，而是电子产品。系统管理工具以及简化硬件操作流程的程序很快就出现了，且成为操作系统的滥觞。
　　到了1960年代早期，商用电脑制造商制造了批次处理系统，此系统可将工作的建置、调度以及执行序列化。此时，厂商为每一台不同型号的电脑创造不同的操作系统，因此为某电脑而写的程序无法移植到其他电脑上执行，即使是同型号的电脑也不行。
　　到了1964年，IBM 推出了一系列用途与价位都不同的大型电脑IBM System/360，大型主机的经典之作。而它们都共享代号为OS/360的操作系统（而非每种产品都用量身订做的操作系统）。让单一操作系统适用于整个系列的产品是System/360成功的关键，且实际上IBM目前的大型系统便是此系统的后裔；为System/360所写的应用程序依然可以在现代的IBM机器上执行！
　　OS/360也包含另一个优点：永久贮存设备—硬盘驱动器的面世（IBM称为DASD（Direct access storage device））。另一个关键是分时概念的建立：将大型电脑珍贵的时间资源适当分配到所有使用者身上。分时也让使用者有独占整部机器的感觉；而Multics的分时系统是此时众多新操作系统中实践此观念最成功的。
　　1963年，奇异公司与贝尔实验室合作以PL/I语言建立的Multics，是激发1970年代众多操作系统建立的灵感来源，尤其是由AT&T贝尔实验室的丹尼斯·里奇与肯·汤普逊所建立的Unix系统，为了实践平台移植能力，此操作系统在1969年由C语言重写；另一个广为市场采用的小型电脑操作系统是VMS。
　　80年代
　　第一代微型计算机并不像大型电脑或小型电脑，没有装设操作系统的需求或能力；它们只需要最基本的操作系统，通常这种操作系统都是从ROM读取的，此种程序被称为监视程序（Monitor）。
　　1980年代，家用电脑开始普及。通常此时的电脑拥有8-bit处理器加上64KB内存、屏幕、键盘以及低音质喇叭。而80年代早期最著名的套装电脑为使用微处理器6510（6502芯片特别版）的Commodore C64。此电脑没有操作系统，而是以一8KB只读内存BIOS初始化彩色屏幕、键盘以及软驱和打印机。它可用8KB只读内存BASIC语言来直接操作BIOS，并依此撰写程序，大部分是游戏。此BASIC语言的解释器勉强可算是此电脑的操作系统，当然就没有内核或软硬件保护机制了。此电脑上的游戏大多跳过BIOS层次，直接控制硬件。
　　家用电脑C64的抽象架构
　　简单应用程序 机器语言（游戏直接操作）
　　8k BASIC ROM
　　8k ROM-BIOS
　　硬件（中央处理器、储存设备等）
　　早期最著名的磁盘启动型操作系统是CP/M，它支持许多早期的微电脑，且被MS-DOS大量抄袭其功能。
　　最早期的IBM PC其架构类似C64。当然它们也使用了BIOS以初始化与抽象化硬件的操作，甚至也附了一个BASIC解释器！但是它的BASIC优于其他公司产品的原因在于他有可携性，并且兼容于任何符合IBM PC架构的机器上。这样的PC可利用Intel-8088处理器（16-bit寄存器）寻址，并最多可有1MB的内存，然而最初只有640KB。软式磁盘机取代了过去的磁带机，成为新一代的储存设备，并可在他512KB的空间上读写。为了支持更进一步的文件读写概念，磁盘操作系统（Disk Operating System，DOS）因而诞生。此操作系统可以合并任意数量的磁区，因此可以在一张磁盘片上放置任意数量与大小的文件。文件之间以档名区别。IBM并没有很在意其上的DOS，因此以向外部公司购买的方式取得操作系统。
　　1980年微软公司利用骗术取得了与IBM的合约，并且收购了一家公司出产的操作系统，在将之修改后以MS-DOS的名义出品，此操作系统可以直接让程序操作BIOS与文件系统。到了Intel-80286处理器的时代，才开始实作基本的储存设备保护措施。MS-DOS的架构并不足以满足所有需求，因为它同时只能执行最多一个程序（如果想要同时执进程式,只能使用TSR的方式来跳过OS而由程序自行处理多任务的部份），且没有任何内存保护措施。对驱动程序的支持也不够完整，因此导致诸如音效设备必须由程序自行设置的状况，造成不兼容的情况所在多有。某些操作的效能也是可怕地糟糕。许多应用程序因此跳过MS-DOS的服务程序，而直接存取硬件设备以取得较好的效能。虽然如此，但MS-DOS还是变成了IBM PC上面最常用的操作系统（IBM自己也有推出DOS，称为IBM-DOS或PC-DOS）。MS-DOS的成功使得微软成为地球上最赚钱的公司之一。
　　MS-DOS在个人电脑上的抽象架构
　　普通应用程序（Shell script、文本编辑器）
　　MS-DOS（文件系统）
　　BIOS（驱动程序）
　　硬件（中央处理器、储存设备等）
　　而1980年代另一个崛起的操作系统异数是Mac OS，此操作系统紧紧与麦金塔电脑捆绑在一起。此时一位全录伯拉图实验室的员工Dominik Hagen访问了苹果电脑的史蒂夫·乔布斯，并且向他展示了此时全录发展的图形化使用者界面。苹果电脑惊为天人，并打算向全录购买此技术，但因伯拉图实验室并非商业单位而是研究单位，因此全录回绝了这项买卖。在此之后苹果一致认为个人电脑的未来必定属于图形使用者界面，因此也开始发展自己的图形化操作系统。现今许多我们认为是基本要件的图形化接口技术与规则，都是由苹果电脑打下的基础（例如下拉式菜单、桌面图标、拖曳式操作与双点击等）。但正确来说，图形化使用者界面的确是全录创始的。
　　90年代
　　Apple I电脑，苹果电脑的第一代产品。延续80年代的竞争，1990年代出现了许多影响未来个人电脑市场深厚的操作系统。由于图形化使用者界面日趋繁复，操作系统的能力也越来越复杂与巨大，因此强韧且具有弹性的操作系统就成了迫切的需求。此年代是许多套装类的个人电脑操作系统互相竞争的时代。
　　上一年代于市场崛起的苹果电脑，由于旧系统的设计不良，使得其后继发展不力，苹果电脑决定重新设计操作系统。经过许多失败的项目后，苹果于1997年释出新操作系统——MacOS的测试版，而后推出的正式版取得了巨大的成功。让原先失意离开苹果的Steve Jobs风光再现。
　　除了商业主流的操作系统外，从1980年代起在开放原码的世界中，BSD系统也发展了非常久的一段时间，但在1990年代由于与AT&T的法律争端，使得远在芬兰赫尔辛基大学的另一股开源操作系统——Linux兴起。Linux内核是一个标准POSIX内核，其血缘可算是Unix家族的一支。Linux与BSD家族都搭配GNU计划所发展的应用程序，但是由于使用的许可证以及历史因素的作弄下，Linux取得了相当可观的开源操作系统市占率，而BSD则小得多。
　　相较于MS-DOS的架构，Linux除了拥有傲人的可移植性（相较于Linux，MS-DOS只能运行在Intel CPU上），它也是一个分时多进程内核，以及良好的内存空间管理（普通的进程不能存取内核区域的内存）。想要存取任何非自己的内存空间的进程只能通过系统调用来达成。一般进程是处于使用者模式（User mode）底下，而执行系统调用时会被切换成内核模式（Kernel mode），所有的特殊指令只能在内核模式执行，此措施让内核可以完美管理系统内部与外部设备，并且拒绝无权限的进程提出的请求。因此理论上任何应用程序执行时的错误，都不可能让系统崩溃（Crash）。
　　几乎完整的Linux架构图
　　使用者
　　模式 应用程序（sh、vi、OpenOffice.org等）
　　复杂函数库（KDE、glib 等）
　　简单函数库（opendbm、sin 等）
　　C函数库（open、fopen、socket、exec、calloc 等）
　　内核
　　模式 系统中断、调用、错误等软硬件消息
　　内核（驱动程序、进程、网络、内存管理等）
　　硬件（处理器、内存、各种设备）
　　另一方面，微软对于更强力的操作系统呼声的回应便是Windows NT于1999年的面世。
　　1983年开始微软就想要为MS-DOS建构一个图形化的操作系统应用程序，称为Windows（有人说这是比尔·盖兹被苹果的Lisa电脑上市所刺激）。
　　一开始Windows并不是一个操作系统，只是一个应用程序，其背景还是纯MS-DOS系统，这是因为当时的BIOS设计以及MS-DOS的架构不甚良好之故。
　　在1990年代初，微软与IBM的合作破裂，微软从OS/2（早期为命令行模式，后来成为一个很成功但是曲高和寡的图形化操作系统）项目中抽身，并且在1993年7月27日推出Windows 3.1，一个以OS/2为基础的图形化操作系统。
　　并在1995年8月15日推出Windows 95。
　　直到这时，Windows系统依然是建立在MS-DOS的基础上，因此消费者莫不期待微软在2000年所推出的Windows 2000上，因为它才算是第一个脱离MS-DOS基础的图形化操作系统。
　　下面的表格为Windows NT系统的架构：在硬件阶层之上，有一个由微内核直接接触的硬件抽象层（HAL），而不同的驱动程序以模块的形式挂载在内核上执行。因此微内核可以使用诸如输入输出、文件系统、网络、信息安全机制与虚拟内存等功能。而系统服务层提供所有统一规格的函数调用库，可以统一所有副系统的实作方法。例如尽管POSIX与OS/2对于同一件服务的名称与调用方法差异甚大，它们一样可以无碍地实作于系统服务层上。在系统服务层之上的副系统，全都是使用者模式，因此可以避免使用者程序执行非法行动。
　　简化版本的Windows NT抽象架构
　　使用者
　　模式 OS/2
　　应用程序 Win32
　　应用程序 DOS
　　程序 Win16
　　应用程序 POSIX
　　应用程序
　　其他DLL函数库 DOS 系统 Windows 模拟系统
　　OS/2 副系统 Win32 副系统 POSIX.1 副系统
　　内核
　　模式 系统服务层
　　输入输出管理
　　文件系统、网络系统 对象管理系统 / 安全管理系统 / 进程管理 / 对象间通讯管理 / 进程间通讯管理 / 虚拟内存管理
　　微内核 窗口管理程序
　　驱动程序 硬件抽象层（HAL） 图形驱动
　　硬件（处理器、内存、外部设备等）
　　副系统架构
　　第一个实作的副系统群当然是以前的微软系统。DOS副系统将每个DOS程序当成一进程执行，并以个别独立的MS-DOS虚拟机器承载其运行环境。另外一个是Windows 3.1模拟系统，实际上是在Win32副系统下执行Win16程序。因此达到了安全掌控为MS-DOS与早期Windows系统所撰写之旧版程序的能力。然而此架构只在Intel 80386处理器及后继机型上实作。且某些会直接读取硬件的程序，例如大部分的Win16游戏，就无法套用这套系统，因此很多早期游戏便无法在Windows NT上执行。
　　Windows NT有3.1、3.5、3.51与4.0版。
　　Windows 2000是Windows NT的改进系列（事实上是Windows NT 5.0）、Windows XP（Windows NT 5.1）以及Windows Server 2003（Windows NT 5.2）与Windows Vista（Windows NT 6.0）也都是立基于Windows NT的架构上。
　　而本年代渐渐增长并越趋复杂的嵌入式设备市场也促使嵌入式操作系统的成长。
　　现代操作系统通常都有一个使用的绘图设备的图形化使用者界面，并附加如鼠标或触控面版等有别于键盘的输入设备。旧的OS或效能导向的服务器通常不会有如此亲切的接口，而是以命令行接口（CLI）加上键盘为输入设备。以上两种接口其实都是所谓的壳，其功能为接受并处理使用者的指令（例如按下一按钮，或在命令提示列上键入指令）。
　　选择要安装的操作系统通常与其硬件架构有很大关系，只有Linux与BSD几乎可在所有硬件架构上执行，而Windows NT仅移植到了DEC Alpha与MIPS Magnum。
　　在1990年代早期，个人电脑的选择就已被局限在Windows家族、类Unix家族以及Linux上，而以Linux及Mac OS X为最主要的另类选择，直至今日。
　　大型机与嵌入式系统使用很多样化的操作系统。大型主机近期有许多开始支持Java及Linux以便共享其他平台的资源。嵌入式系统近期百家争鸣,从给Sensor Networks用的Berkeley Tiny OS到可以操作Microsoft Office的Windows CE都有。

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佟花创灼： 1946年—50年代末:第一代,电子管时代,无操作系统. 1950年代末-60年代中期:第二代,晶体管时代,批处理系统. 1960年代中期-70年代中期:第三代,集成电路时代,多道程序设计. 1970年代中期至今:第四代,大规模和超大规模集成电路时代,分时系统. 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展.

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佟花创灼： Windows发展历史 Windows起源可以追溯到Xerox公司进行的工作.1970年,美国Xerox公司成立了著名的研究机构Palo Alto Research Center(PARC),从事局域网、激光打印机、图形用户接口和面向对象技术的研究,并于1981年宣布推出世界...

崇仁县17146928873： 世界上第一个电脑操作系统是什么? - ？
佟花创灼： GM-NAA I/O,有记录以来历史上最早的计算机操作系统. 1956年,鲍勃.帕特里克(Bob Patrick)在美国通用汽车的系统监督程序(system monitor)的基础上, 为美国通用汽车和北美航空公司在IBM 704机器上设计了基本的输入输出系统,既GM-NAA I/O. GM-NAA I/O可以成批的处理进程,在一项进程结束之后,它会自动的执行新的进程; 它还可以集合存在相关数据与命令来产生并执行新的命令与任务; 它还为程序提供了统一的共享接口,使之可以访问电脑硬件的输入输出接口.

崇仁县17146928873： 电脑系统的发展历史的顺序是什么 - ？
佟花创灼： 微软的操作系统发展史:DOS、Windows95、Windows 98、Windows ME、Windows Server 2000、Windows XP、Windows Server 2003、Windows vista、Windows Server 2008、Windows 7 其他操作系统:Liunx、unix、Mac等. 微机从386、486、586到现在的x86演变. 操作系统从以前支持16位cpu到支持32位cpu一直到现在的支持64位cpu操作系统演变.

崇仁县17146928873： 操作系统的发展史 - windows操作系统的发展历程是怎样的呢? ？
佟花创灼： 但Vista在发布之初,由于其过高的系统需求、不完善的优化和众多新功能导致的不适应引来大量的批评,市场反应冷淡,被认为是微软历史上最失败的系统之一

崇仁县17146928873： windows系统发展？
佟花创灼： 1985年Windows 1.0 1987年10月推出Windows 2.0 1990年5月Windows 3.0 1992年Windows 3.1 1993年11月Windows 3.11 1994年Windows 3.2 1995年8月24日Windows 95 1996年8月24日Windows NT4.0 1998年6月25日Windows98 2000年12月19日Windows 2000(又称Win NT5.0) 2001年10月25日Windows XP 2003年4月底Windows 2003 现在的最新的是Windows Vista

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崇仁县17146928873： 现在的操作系统都是怎么发展的?？
佟花创灼： 微软的从DOS--win32---win95--win95网络版--win98--win2000--winme--winxp--winvista 服务器版winnt--win2000server--win2003server--win2008server

崇仁县17146928873： dos系统的历史谁说一下? - ？
佟花创灼： DOS发展历史和版本情况 DOS是Disk Operation System(磁盘操作系统) 的简称,是1985~1995年的个人电脑上使用的一种主要的操作系统.由于早期的DOS系统是由为软公司为IBM的个人电脑开发的,称为MS-DOS,因此后来其他公司生产...