操作系统有哪些？
2024-05-18 21:13
1. 操作系统有哪些？
最受欢迎的电脑操作系统，操作系统演变史
2. 操作系统的基本特征？
操作系统有四个基本特征 , 如下:
1.并发（concurrence）
并行性与并发性这两个概念是既相似又区别的两个概念。并行性是指两个或者多个事件在同一时刻发生，这是一个具有微观意义的概念，即在物理上这些事件是同时发生的；而并发性是指两个或者多个事件在同一时间的间隔内发生，它是一个较为宏观的概念。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内有多道程序在同时运行，但在单处理机的系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上这些程序是在交替执行的。 应当指出，通常的程序是静态实体，它们是不能并发执行的。为了使程序能并发执行，系统必须分别为每个程序建立进程。进程，又称任务，简单来说，是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是一个活动的实体。多个进程之间可以并发执行和交换信息。一个进程在运行时需要运行时需要一定的资源，如 cpu,存储空间，及i/o设备等。在操作系统中引入进程的目的是使程序能并发执行。
2.共享 (sharing)
所谓共享是指，系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。由于资源的属性不同，故多个进程对资源的共享方式也不同，可以分为：互斥共享方式 和 同时访问方式
3.虚拟 (virtual)
是指通过技术吧一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。在操作系统中虚拟的实现主要是通过分时的使用方法。显然，如果n是某一个物理设备所对应的虚拟逻辑设备数，则虚拟设备的速度必然是物理设备速度的1/n。
4.异步 (asynchronism)
在多道程序设计环境下，允许多个进程并发执行，由于资源等因素的限制，通常，进程的执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。内存中每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的方式向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的。或者说，进程是以一步的方式运行的。尽管如此，但只要运行环境相同，作业经过多次运行，都会获得完全相同的结果，因此，异步运行方式是运行的。
可见，操作系统为了使程序并发执行而产生了进程。
进程的定义：可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。
进程的特征：
1.动态性 进程既然是进程实体的执行过程，因此进程是有一定的生命期。而程序只是一组有序指令的集合，并放在某种介质上，本身无运行的含义，因此程序是个静态的实体。
2.并发性
3.独立性 这是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统种独立获得资源和调度的基本单位。
4.异步性
5.结构特征 从结构上看，进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三部分组成。
（进程控制块（PCB）：进程控制块是进程实体的一部分，它记录了操作系统所需要的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。os 是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的）
关于进程的总结：
定义：可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，每个进程有一个自己的地址空间以及一个单一的控制流程。
要解决的问题：为了使程序能并发执行，（要并发执行就要隔离进程，使进程独立，即每个进程有属于自己的数据段、程序段、进程控制块）
线程的出现：
我们首先回顾进程的两个基本属性：（1）进程使一个可拥有资源的独立单位 （2）进程同时又是一个可以独立调度和分派的基本单位。正是由于这两个基本属性，才使进程成为一个能独立运行的基本单位，从而构成了进程并发执行的基础。
为了使程序能并发执行，系统必须进行以下操作：
(1) 创建进程。创建一个进程时必须为之人、分配所必需的、除处理器以外的所有资源，如内存空间、I/O设备以及建立相应的PCB.
(2) 撤消进程。系统在撤消进程时，需要先对这这些资源进行回收，然后再撤销PCB.
(3) 进程切换。在对进程进行切换时，由于要保留当前进程的CPU环境和设置新选中的进程的CPU环境，为此须花费不少处理器时间。
简言之，由于进程是一个资源的拥有者，因而在进程的创建、撤销、和切换的过程中，系统必须为之付出较大的时空开销，也正因为如此，在系统中设置的进程的数目不宜过多，进程的切换的频率也不宜过高，但这也就限制了并发程度的进一步提高。为了解决这个问题，不少操作系统的学者们想到：将进程的两个属性分开，由操作系统分开处理。即对作为调度和分派的基本单位，不同时作为独立分配资源的单位，以使之轻装运行；而对拥有资源的基本单位，又不频繁地对之进行切换，在这种思想的指导下，产生了线程的概念。
线程引入的原因： 为了减少程序并发执行所付出的时空开销，使os具有更好的并发性。
在引入线程的os 中，线程是进程中的一个实体(进程中的一个或多个指令执行流)，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程基本上不再拥有系统资源，（只拥有一点在运行中必不可少的资源，如程序计数器、寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其他线程功能共享进程所拥有的全部资源。线一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一进程中的多个线程之间可以并发执行。
线程与进程的比较：
线程具有许多传统进程所具有的特征，故又称为轻型线程或进程元；而把传统的进程称为重型进程。在引入了线程的os中，通常一个进程拥有若干个线程。下面从四个方面来比较线程与进程。
1.调度
在“原始”的OS中，拥有资源的基本单位和独立调度、分配的基本单位都是进程。而在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位，使传统进程的两个属性分开，线程便能轻装运行，从而可以显著的提高系统并发程度。在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换，在由一个进程中的线程切换到另一进程中的线程时，将会引起进程切换。
2.并发性
在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间亦可以并发执行，因而使OS具有更好的并发性，从而能更有效的使用系统资源和提高系统吞吐量。
3.拥有资源
不论是“原始”的OS，还是设有线程的操作系统，进程都是拥有资源的一个独立单位，它可以拥有自己的资源。线程自己基本不再拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源。
4.系统开销
由于在创建或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间，I/O设备等。因为，OS所付出的开销将显著地大于在创建或撤销线程时的开销。类似的，在进行进程切换时，涉及到整个当前进程CPU环境的保存以及新被调度运行的进程的CPU 环境设置。而线程切换只须保存和设置少量寄存器的内容，并不涉及存储器管理方面的操作。可见，进程切换的开销也远大于线程切换的开销。此外，由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间，使它们之间的同步和通信的实现变得比较容易。
这个机制在现代操作系统的实现主要可分为两大类。即根据操作系统内核是否对线程可感知，分为内核线程和用户线程。
1.内核线程 无论是用户进程中的线程还是系统进程中的线程，它们的创建、撤销和切换都是由内核实现的。在内核中保留了一张线程控制块，内核根据该控制块而感知线程的存在并对线程进行控制。
2.用户线程 它仅存在于用户级中，对于这种线程的创建、撤销和切换，都不利用系统调用实现，因而这种线程与内核无关。相应地，内核也并不知道用户级线程的存在。( 调度的实现方式是采用在用户空间增加运行库,这些运行库被称为“线程包”，每当用户进程获得CPU控制权，线程运行库决定该从哪里开始运行）
( 实际上，上面所说的线程是操作系统调度的基本单位，实际上指的只是内核线程。操作系统在调度时，参考各进程内的线程运行情况做出调度决定，如果一个进程中没有就绪态的线程，那么这个进程也不会被调度占用CPU.
在Windows 2000中，操作系统进行调度时根本就不理采线程是属于哪个进程的，只是将所有的就绪线程统一排成若干个优先级队列，然后进行调度。在这个情况下，线程的确成了调度的最小单位)。
关于线程的总结：
出现的背景：由于进程是一个资源的拥有者，因而在进程的创建、撤销、和切换的过程中，系统必须为之付出较大的时空开销，限制了并发程度的进一步提高。
要解决的问题：解决进程的创建、撤销、和切换的过程中，系统必须为之付出较大的时空开销的问题
解决的方法：将进程的两个属性分开，由操作系统分开处理。把“独立调度、分配的基本单位”这个属性分离出来作为线程；而把进程作为资源拥有的基本单位，线程作为进程中的一个实体而存在。
应用程序域的出现：
（来自msdn）
在.net出现以前，一个进程下，只能运行一个应用程序，而在,net出现后，一个进程下，可以运行多个应用程序，这都是因为应用程序域的出现。
以前使用进程边界来隔离在同一台计算机上运行的应用程序。每一个应用程序被加载到单独的进程中，这样就将该应用程序与在同一台计算机上运行的其他应用程序相隔离。
隔离这些应用程序的原因在于内存地址是与进程相关的；在目标进程中，不能通过任何有意义的方式使用从一个进程传递到另一个进程的内存指针。此外，您不能在两个进程间进行直接调用。您必须代之以使用代理，它提供一定程度的间接性。
应用程序域提供安全而通用的处理单元，公共语言运行库可使用它来提供应用程序之间的隔离。您可以在具有同等隔离级别（存在于单独的进程中）的单个进程中运行几个应用程序域，而不会造成进程间调用或进程间切换等方面的额外开销。在一个进程内运行多个应用程序的能力显著增强了服务器的可伸缩性。
隔离应用程序对于应用程序安全也是十分重要的。例如，您可以在单个浏览器进程中运行几个 Web 应用程序中的控件，同时使这些控件不能访问彼此的数据和资源。
应用程序域所提供的隔离具有以下优点（引入原因）：
在一个应用程序中出现的错误不会影响其他应用程序。因为类型安全的代码不会导致内存错误，所以使用应用程序域可以确保在一个域中运行的代码不会影响进程中的其他应用程序。
能够在不停止整个进程的情况下停止单个应用程序。使用应用程序域使您可以卸载在单个应用程序中运行的代码。
应用程序域形成了托管代码的隔离、卸载和安全边界。线程是公共语言运行库用来执行代码的操作系统构造。在运行时，所有托管代码均加载到一个应用程序域中，由特定的操作系统线程来运行。
应用程序域和线程之间不具有一对一的相关性。在任意给定时间，在单个应用程序域中可以执行几个线程，而且特定线程并不局限在单个应用程序域内。也就是说，线程可以自由跨越应用程序域边界；不为每个应用程序域创建新线程。
在任意给定时间，每一线程都在一个应用程序域中执行。运行库会跟踪在哪些应用程序域中有哪些线程正在运行。
3. 操作系统
1 运行 就绪 // 程序执行过程中为运行态，执行完毕后没有其它进程引起的竞争，会进入就绪态 2 PCB //进程控制块 3 C 4 C //重定位指的是IO目标已经改变，所以需要由操作系统来负责管理移动 5 D //io接口位于总线和I/O设备之间,主机主存要通过系统总线,主机与I/O设备要通过系统总线I/O接口,然后才与I/O设备相连接,而并不是I/O设备直接与系统总线相连接 6 D //字符是编程语言逻辑，显示器是IO设备，因此需要由操作系统内核API（系统调用）来支持 7 D 8 B //分页是指操作系统进行有效内存管理的技术，类似的还会有相关的页面置换算法
4. 操作系统的作用和意义
1、传统定义 计算机软件分为系统软件和应用软件两大类 系统软件用于管理计算机本身和应用程序 应用软件是为满足用户特定需求而设计的软件 操作系统是最基本的系统软件，它和系统工具软件构成了系统软件 但给操作系统下定义是困难的，至今没有一个能公认的统一说法 以下列举了现今操作系统教材中常见的几种观察操作系统的角度 自顶向下的角度，操作系统是对裸机的第一层软件，是对机器的第一次扩展，为用户提供了一台与实际硬件等价的虚拟机 自底向上的角度，操作系统是资源管理，在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器、存储器以及其他I/O接口设备的分配 从软件分类角度看，操作系统是最基本的系统软件，它控制着计算机所有的资源并提供应用程序开发的接口 从系统管理员角度看，操作系统合理地组织管理了计算机系统的工作流程，使之能为多个用户提供安全高效的计算机资源共享 从程序员角度看（即从操作系统产生的角度），操作系统是将程序员从复杂的硬件控制中解脱出来，并为软件开发者提供了一个虚拟机，从而能更方便的进行程序设计 从一般用户角度看，操作系统为他们提供了一个良好的交互界面，使得他们不必了解有关硬件和系统软件的细节，就能方便地使用计算机 从硬件设计者看，操作系统为计算机系统功能扩展提供了支撑平台，使硬件系统与应用软件产生了相对独立性，可以在一定范围内对硬件模块进行升级和添加新硬件，而不会影响原先应用软件 总的来讲，传统的操作系统定义如下： 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用 此定义是以操作系统的具体功能为基础的定义方式 可以按如下示意图来描述操作系统的在计算机系统中的位置 接口示意图 按层次模型看是 在传统定义方式中，操作系统和用户的关系是被动和主动的关系，即用户将自己对计算机的需求以过交互操作的方式命令操作系统完成，而操作系统是根据完成任务的需要分配资源，它仅有的主动权就是在于如何分配与何时分配。 在此将这种对操作系统定义方式称为被动式定义，从理论上认为操作系统是完全按用户的要求来完成自己的工作 http://www.huihoo.com/os/explore/操作系统的意义 http://jsjx.hxu.edu.cn/ctsn/dxjsjjc/kcnr/wlkj/05os/detail/5-1-1_more2.htm操作系统的作用
5. 操作系统是指什么？
操作系统（operation system，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与在计算机中，操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。从计算机用户的角度来说，计算机操作系统体现为其提供的各项服务；从程序员的角度来说，其主要是指用户登录的界面或者接口；如果从设计人员的角度来说，就是指各式各样模块和单元之间的联系。事实上，全新操作系统的设计和改良的关键工作就是对体系结构的设计，经过几十年以来的发展，计算机操作系统已经由一开始的简单控制循环体发展成为较为复杂的分布式操作系统，再加上计算机用户需求的愈发多样化，计算机操作系统已经成为既复杂而又庞大的计算机软件系统之一。管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
6. 常见的操作系统有哪些？
几个常用的操作系统： 1、 DOS操作系统 DOS是英文Disk Operation System的简称，中文为磁盘操作系统，自1981年推出1.0版发展至今已升级到6.22版，DOS的界面用字符命令方式操作，只能运行单个任务。 2、 Windows 9x Windows 9x是一个窗口式图形界面的多任务操作系统，弥补了DOS的种种不足。此后推出的Windows ME（2000年）、Windows XP（2001年）与Windows 9x相比，着重增加和增强了网络互联、数字媒体、娱乐组件、硬件即插即用、系统还原等方面的功能。 3、Windows 98 是面向大众用户的版本，由于是从DOS发展过来的，在安装和运行了大型软件以后，系统会变得不太稳定，经常会死机。 4、windows xp 实在windows nt的技术上发展过来的，由于最初windows nt是为服务器设计的因此稳定性要比windows 98系列操作系统好很多。 5、 Windows NT/ Windows 2000 Windows NT是一个网络型操作系统，它在应用、管理、性能、内联网/互联网服务、通讯及网络集成服务等方面拥有多项其他操作系统无可比拟的优势。因此，它常用于要求严格的商用台式机、工作站和网络服务器。 Windows 2000是在Windows NT内核基础上构建起来的，同时吸收了Windows 9x的优点，因此，Windows 2000更易于使用和管理，可靠性更强，执行更迅速，更稳定和更安全，网络功能更齐全，娱乐效果更佳。 windows服务器最常用的是 windows 2003和windows 2008两种，这两款都被很多大小型企业所用。 6、 UNIX UNIX操作系统设计是从小型机开始的，从一开始就是一种多用户、多任务的通用操作系统，它为用户提供了一个交互、灵活的操作界面，支持用户之间共享数据，并提供众多的集成的工具以提高用户的工作效率，同时能够移植到不同的硬件平台。 UNIX操作系统的可靠性和稳定性是其他系统所无法比拟的，是公认的最好的Internet服务器操作系统。从某种意义上讲，整个因特网的主干几乎都是建立在运行UNIX的众多机器和网络设备之上的。 7、 Linux 准确的说，Linux应该是符合UNIX规范的一个操作系统，Linix是基于源代码的方式进行开发的。Linux是一套免费使用和自由传播的类似UNIX的操作系统，这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。 用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改，无偿对它使用，无约束地继续传播。 Linux以它的高效性和灵活性著称。它能够在PC计算机上实现全部的UNIX特性，具有多任务、多用户的能力。而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。 它还包括带有多个窗口管理器的X—Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。它是一个功能强大、性能出众、稳定可靠的操作系统。 8、 其他操作系统 如：Mac OS是苹果电脑Macintosh机器的专用操作系统，从本质上将，Mac OS 也是UNIX的一个变体。
7. 什么是操作系统
操作系统的英文翻译是Operating System，简称OS，是指电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件，同时也是计算机系统的核心与基石，如下图就是windows xp 操作系统的界面。 一、操作系统可以简单的分为六类，分别是： 1、简单操作系统。 简单操作系统是计算机初期所配置的操作系统，它的功能主要是操作命令的执行，文件服务，支持高级程序设计语言编译程序和控制外部设备等。 2、分时系统。 分时系统支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机，彼此独立互不干扰，用户感到好像一台计算机全为他所用一样。 3、实时操作系统。 实时操作系统是为实时计算机系统配置的操作系统。它的主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。 4、网络操作系统。 网络操作系统是为计算机网络配置的操作系统，在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。其主要特点是与网络的硬件相结合来完成网络的通信任务。 5、分布操作系统。 分布操作系统是为分布计算系统配置的操作系统。 二、操作系统的功能是： 1、进程管理，其主要任务是对处理器的时间进行合理分配、对处理器的运行实施有效的管理。 2、存储器管理，主要任务是对存储器进行分配、保护和扩充。 3、设备管理，根据确定的设备分配原则对设备进行分配，使设备与主机能够并行工作，为用户提供良好的设备使用界面。 4、文件管理，有效地管理文件的存储空间，合理地组织和管理文件系统，为文件访问和文件保护提供更有效的方法及手段。 5、用户接口，通过用户接口，用户只需进行简单操作，就能实现复杂的应用处理。
8. 操作系统的定义是什么？简述操作系统的几大功能。
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。 操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。 操作系统主要包括的功能有： 1、进程管理，其工作主要是进程调度，在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，进程管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题 。 2、存储管理分为几种功能：存储分配、存储共享、存储保护 、存储扩张。 3、设备管理分有以下功能：设备分配、设备传输控制、设备独立性。 4、文件管理：文件存储空间的管理、目录管理 、文件操作管理、文件保护。 5、作业管理是负责处理用户提交的任何要求。 扩展资料： 从使用者角度来说，操作系统可以对计算机系统的各项资源板块开展调度工作，其中包括软硬件设备、数据信息等，运用计算机操作系统可以减少人工资源分配的工作强度，使用者对于计算的操作干预程度减少，计算机的智能化工作效率就可以得到很大的提升。 在资源管理方面，如果由多个用户共同来管理一个计算机系统，那么可能就会有冲突矛盾存在于两个使用者的信息共享当中。 为了更加合理的分配计算机的各个资源板块，协调计算机系统的各个组成部分，就需要充分发挥计算机操作系统的职能，对各个资源板块的使用效率和使用程度进行一个最优的调整，使得各个用户的需求都能够得到满足。
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