余辉 -
作业系统并不是与计算机硬体一起诞生的，它是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。接下来是我为大家收集的，希望能帮到大家。
最初的电脑并没有作业系统，人们通过各种操作按钮来控制计算机，后来出现了组合语言，操作人员通过有孔的纸带将程式输入电脑进行编译。这些将语言内建的电脑只能由操作人员自己编写程式来执行，不利于装置、程式的共用。为了解决这种问题，就出现了作业系统，这样就很好实现了程式的共用，以及对计算机硬体资源的管理。
作业系统技术的发展
手工操作***无作业系统***
1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，还未出现作业系统，计算机工作采用手工操作方式。
程式设计师将对应于程式和资料的已穿孔的纸带***或卡片***装入输入机，然后启动输入机把程式和资料输入计算机记忆体，接着通过控制台开关启动程式针对资料执行;计算完毕，印表机输出计算结果;使用者取走结果并卸下纸带***或卡片***后，才让下一个使用者上机。
手工操作方式两个特点：
***1***使用者独占全机。不会出现因资源已被其他使用者占用而等待的现象，但资源的利用率低。
***2***CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分。 uf0e0
20世纪50年代后期，出现人机矛盾：手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成了尖锐矛盾，手工操作方式已严重损害了系统资源的利用率***使资源利用率降为百分之几，甚至更低***，不能容忍。唯一的解决办法：只有摆脱人的手工操作，实现作业的自动过渡。这样就出现了成批处理。
批处理系统
批处理系统：载入在计算机上的一个系统软体，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个使用者的作业***这作业包括程式、资料和命令***。
联机批处理系统
首先出现的是联机批处理系统，即作业的输入/输出由CPU来处理。
主机与输入机之间增加一个储存装置——磁带，在运行于主机上的监督程式的自动控制下，计算机可自动完成：成批地把输入机上的使用者作业读入磁带，依次把磁带上的使用者作业读入主机记忆体并执行并把计算结果向输出机输出。完成了上一批作业后，监督程式又从输入机上输入另一批作业，储存在磁带上，并按上述步骤重复处理。
监督程式不停地处理各个作业，从而实现了作业到作业的自动转接，减少了作业建立时间和手工操作时间，有效克服了人机矛盾，提高了计算机的利用率。
但是，在作业输入和结果输出时，主机的高速CPU仍处于空闲状态，等待慢速的输入/输出装置完成工作： 主机处于“忙等”状态。
离线批处理系统
为克服与缓解：高速主机与慢速外设的矛盾，提高CPU的利用率，又引入了离线批处理系统，即输入/输出脱离主机控制。
这种方式的显著特征是：增加一台不与主机直接相连而专门用于与输入/输出装置打交道的卫星机。
其功能是：
***1***从输入机上读取使用者作业并放到输入磁带上。
***2***从输出磁带上读取执行结果并传给输出机。
这样，主机不是直接与慢速的输入/输出装置打交道，而是与速度相对较快的磁带机 *** ，有效缓解了主机与装置的矛盾。主机与卫星机可并行工作，二者分工明确，可以充分发挥主机的高速计算能力。
离线批处理系统:20世纪60年代应用十分广泛，它极大缓解了人机矛盾及主机与外设的矛盾。IBM-7090/7094：配备的监督程式就是离线批处理系统，是现代作业系统的原型。不足：每次主机记忆体中仅存放一道作业，每当它执行期间发出输入/输出***I/O***请求后，高速的CPU便处于等待低速的I/O完成状态，致使CPU空闲。
为改善CPU的利用率，又引入了多道程式系统。
多道程式系统
多道程式设计技术
所谓多道程式设计技术，就是指允许多个程式同时进入记忆体并执行。即同时把多个程式放入记忆体，并允许它们交替在CPU中执行，它们共享系统中的各种硬、软体资源。当一道程式因I/O请求而暂停执行时，CPU便立即转去执行另一道程式。
单道程式的执行过程：
在A程式计算时，I/O空闲， A程式I/O操作时，CPU空闲***B程式也是同样***;必须A工作完成后，B才能进入记忆体中开始工作，两者是序列的，全部完成共需时间=T1+T2。
多道程式的执行过程：
将A、B两道程式同时存放在记忆体中，它们在系统的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上执行：当A程式因请求I/O操作而放弃CPU时，B程式就可占用CPU执行，这样 CPU不再空闲，而正进行A I/O操作的I/O装置也不空闲，显然，CPU和I/O装置都处于“忙”状态，大大提高了资源的利用率，从而也提高了系统的效率，A、B全部完成所需时间<<T1+T2。
多道程式设计技术不仅使CPU得到充分利用，同时改善I/O装置和记忆体的利用率，从而提高了整个系统的资源利用率和系统吞吐量***单位时间内处理作业***程式***的个数***，最终提高了整个系统的效率。
单处理机系统中多道程式执行时的特点：
***1***多道：计算机记忆体中同时存放几道相互独立的程式;
***2***巨集观上并行：同时进入系统的几道程式都处于执行过程中，即它们先后开始了各自的执行，但都未执行完毕;
***3***微观上序列：实际上，各道程式轮流地用CPU，并交替执行。
多道程式系统的出现，标志著作业系统渐趋成熟的阶段，先后出现了作业排程管理、处理机管理、储存器管理、外部装置管理、档案系统管理等功能。
多道批处理系统
20世纪60年代中期，在前述的批处理系统中，引入多道程式设计技术后形成多道批处理系统***简称：批处理系统***。
它有两个特点：
***1***多道：系统内可同时容纳多个作业。这些作业放在外存中，组成一个后备伫列，系统按一定的排程原则每次从后备作业伫列中选取一个或多个作业进入记忆体执行，执行作业结束、退出执行和后备作业进入执行均由系统自动实现，从而在系统中形成一个自动转接的、连续的作业流。
***2***成批：在系统执行过程中，不允许使用者与其作业发生互动作用，即：作业一旦进入系统，使用者就不能直接干预其作业的执行。
批处理系统的追求目标：提高系统资源利用率和系统吞吐量，以及作业流程的自动化。批处理系统的一个重要缺点：不提供人机互动能力，给使用者使用计算机带来不便。
虽然使用者独占全机资源，并且直接控制程式的执行，可以随时了解程式执行情况。但这种工作方式因独占全机造成资源效率极低。uf0e0
一种新的追求目标：既能保证计算机效率，又能方便使用者使用计算机。 20世纪60年代中期，计算机技术和软体技术的发展使这种追求成为可能。uf0e0
分时系统
由于CPU速度不断提高和采用分时技术，一台计算机可同时连线多个使用者终端，而每个使用者可在自己的终端上联机使用计算机，好象自己独占机器一样。
分时技术：把处理机的执行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。
若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算，则该作业暂时中断，把处理机让给另一作业使用，等待下一轮时再继续其执行。由于计算机速度很快，作业执行轮转得很快，给每个使用者的印象是，好象他独占了一台计算机。而每个使用者可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，在充分的人机互动情况下，完成作业的执行。
具有上述特征的计算机系统称为分时系统，它允许多个使用者同时联机使用计算机。 特点：
***1***多路性。若干个使用者同时使用一台计算机。微观上看是各使用者轮流使用计算机;巨集观上看是各使用者并行工作。
***2***互动性。使用者可根据系统对请求的响应结果，进一步向系统提出新的请求。这种能使使用者与系统进行人机对话的工作方式，明显地有别于批处理系统，因而，分时系统又被称为互动式系统。
***3***独立性。使用者之间可以相互独立操作，互不干扰。系统保证各使用者程式执行的完整性，不会发生相互混淆或破坏现象。
***4***及时性。系统可对使用者的输入及时作出响应。分时系统效能的主要指标之一是响应时间，它是指：从终端发出命令到系统予以应答所需的时间。
分时系统的主要目标：对使用者响应的及时性，即不至于使用者等待每一个命令的处理时间过长。
分时系统可以同时接纳数十个甚至上百个使用者，由于记忆体空间有限，往往采用对换***又称交换***方式的储存方法。即将未“轮到”的作业放入磁碟，一旦“轮到”，再将其调入记忆体;而时间片用完后，又将作业存回磁碟***俗称“滚进”、“滚出“法***，使同一储存区域轮流为多个使用者服务。
多使用者分时系统是当今计算机作业系统中最普遍使用的一类作业系统。
实时系统
虽然多道批处理系统和分时系统能获得较令人满意的资源利用率和系统响应时间，但却不能满足实时控制与实时资讯处理两个应用领域的需求。于是就产生了实时系统，即系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在严格的时间范围内完成对该事件的处理。
实时系统在一个特定的应用中常作为一种控制装置来使用。
实时系统可分成两类：
***1***实时控制系统。当用于飞机飞行、导弹发射等的自动控制时，要求计算机能尽快处理测量系统测得的资料，及时地对飞机或导弹进行控制，或将有关资讯通过显示终端提供给决策人员。当用于轧钢、石化等工业生产过程控制时，也要求计算机能及时处理由各类感测器送来的资料，然后控制相应的执行机构。
***2***实时资讯处理系统。当用于预定飞机票、查询有关航班、航线、票价等事宜时，或当用于银行系统、情报检索系统时，都要求计算机能对终端装置发来的服务请求及时予以正确的回答。此类对响应及时性的要求稍弱于第一类。
实时作业系统的主要特点：
***1***及时响应。每一个资讯接收、分析处理和传送的过程必须在严格的时间限制内完成。
***2***高可靠性。需采取冗余措施，双机系统前后台工作，也包括必要的保密措施等。
通用作业系统
作业系统的三种基本型别：多道批处理系统、分时系统、实时系统。
通用作业系统：具有多种型别操作特征的作业系统。可以同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。
例如：实时处理+批处理=实时批处理系统。首先保证优先处理实时任务，插空进行批处理作业。常把实时任务称为前台作业，批作业称为后台作业。
再如：批处理+分时处理=分时批处理系统。即：时间要求不强的作业放入“后台”***批处理***处理，需频繁互动的作业在“前台”***分时***处理，处理机优先执行“前台”作业。
从上世纪60年代中期，国际上开始研制一些大型的通用作业系统。这些系统试图达到功能齐全、可适应各种应用范围和操作方式变化多端的环境的目标。但是，这些系统过于复杂和庞大，不仅付出了巨大的代价，且在解决其可靠性、可维护性和可理解性方面都遇到很大的困难。
相比之下，UNIX作业系统却是一个例外。这是一个通用的多使用者分时互动型的作业系统。它首先建立的是一个精干的核心，而其功能却足以与许多大型的作业系统相媲美，在核心层以外，可以支援庞大的软体系统。它很快得到应用和推广，并不断完善，对现代作业系统有着重大的影响。
至此，作业系统的基本概念、功能、基本结构和组成都已形成并渐趋完善。
作业系统的进一步发展
进入20世纪80年代，大规模积体电路工艺技术的飞跃发展，微处理机的出现和发展，掀起了计算机大发展大普及的浪潮。一方面迎来了个人计算机的时代，同时又向计算机网路、分散式处理、巨型计算机和智慧化方向发展。于是，作业系统有了进一步的发展，如：个人计算机作业系统、网路作业系统、分散式作业系统等。
个人计算机作业系统
个人计算机上的作业系统是联机互动的单使用者作业系统，它提供的联机互动功能与通用分时系统提供的功能很相似。
由于是个人专用，因此一些功能会简单得多。然而，由于个人计算机的应用普及，对于提供更方便友好的使用者介面和丰富功能的档案系统的要求会愈来愈迫切。
网路作业系统
计算机网路：通过通讯设施，将地理上分散的、具有自治功能的多个计算机系统互连起来，实现资讯交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。
网路作业系统：在原来各自计算机作业系统上，按照网路体系结构的各个协议标准增加网路管理模组，其中包括：通讯、资源共享、系统安全和各种网路应用服务。
分散式作业系统
表面上看，分散式系统与计算机网路系统没有多大区别。分散式作业系统也是通过通讯网路，将地理上分散的具有自治功能的资料处理系统或计算机系统互连起来，实现资讯交换和资源共享，协作完成任务。——硬体连线相同。
但有如下一些明显的区别：
***1***分散式系统要求一个统一的作业系统，实现系统操作的统一性。
***2***分散式作业系统管理分散式系统中的所有资源，它负责全系统的资源分配和排程、任务划分、资讯传输和控制协调工作，并为使用者提供一个统一的介面。
***3***使用者通过这一介面，实现所需要的操作和使用系统资源，至于操作定在哪一台计算机上执行，或使用哪台计算机的资源，则是作业系统完成的，使用者不必知道，此谓：系统的透明性。
***4***分散式系统更强调分散式计算和处理，因此对于多机合作和系统重构、坚强性和容错能力有更高的要求，希望系统有：更短的响应时间、高吞吐量和高可靠性。
具体作业系统的发展
随着计算技术和大规模积体电路的发展，微型计算机迅速发展起来。从20世纪70年代中期开始出现了计算机作业系统。1976年，美国DIGITAL RESEARCH软体公司研制出8位的CP/M作业系统。这个系统允许使用者通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对档案资讯进行管理，以实现硬碟档案或其他装置档案的自动存取。此后出现的一些8位作业系统多采用CP/M结构。
DOS作业系统
计算机作业系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单使用者、单任务的作业系统，继CP/M作业系统之后，还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁碟作业系统。
其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其相容机上执行的作业系统，它起源于SCP86-DOS，是1980年基于8086微处理器而设计的单使用者作业系统。后来，微软公司获得了该作业系统的专利权，配备在IBM-PC机上，并命名为PC-DOS。1981年，微软的MS-DOS 1.0版与IBM的PC面世，这是第一个实际应用的16位作业系统。微型计算机进入一个新的纪元。1987年，微软释出MS-DOS 3.3版本，是非常成熟可靠的DOS版本，微软取得个人作业系统的霸主地位。
从1981年问世至今，DOS经历了7次大的版本升级，从1.0版到现在的7.0版，不断地改进和完善。但是，DOS系统的单使用者、单任务、字元介面和16位的大格局没有变化，因此它对于记忆体的管理也局限在640KB的范围内。
作业系统新时代
计算机作业系统发展的第二个阶段是多使用者多道作业和分时系统。其典型代表有UNIX、XENIX、OS/2以及Windows作业系统。分时的多使用者、多工、树形结构的档案系统以及重定向和管道是UNIX的三大特点。
OS/2
OS/2采用图形介面，它本身是一个32位系统，不仅可以处理32位OS/2系统的应用软体，也可以执行16位DOS和Windows软体。它将多工管理、图形视窗管理、通讯管理和资料库管理融为一体。
Windows
Windows是Microsoft公司在1985年11月释出的第一代视窗式多工系统，它使PC机开始进入了所谓的图形使用者介面时代。Windows 1.x版是一个具有多视窗及多工功能的版本，但由于当时的硬体平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows 1.x版本并未十分流行。1987年底，Microsoft公司又推出了MS-Windows 2.x版，它具有视窗重叠功能，视窗大小也可以调整，并可把扩充套件记忆体和扩充记忆体作为磁碟快取记忆体，从而提高了整台计算机的效能，此外它还提供了众多的应用程式。
1990年，Microsoft公司推出了Windows 3.0，它的功能进一步加强，具有强大的记忆体管理，且提供了数量相当多的Windows应用软体，因此成为38***86微机新的作业系统标准。随后，Windows发表3.1版，而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能，受到了使用者欢迎，是当时最流行的Windows版本。1995年，Microsoft公司推出了Windows 95。在此之前的Windows都是由DOS引导的，也就是说它们还不是一个完全独立的系统，而Windows 95是一个完全独立的系统，并在很多方面做了进一步的改进，还集成了网路功能和即插即用功能，是一个全新的32位作业系统。1998年，Microsoft公司推出了Windows 95的改进版Windows 98，Windows 98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows 95里面，使得访问Internet资源就像访问本地硬碟一样方便，从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。Windows 98已经成为目前实际使用的主流作业系统。
从微软1985年推出Windows 1.0以来，Windows系统从最初执行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XP，几乎成为了作业系统的代名词。
UNIX
UNIX作业系统，是美国AT&T公司于1971年在PDP-11上执行的作业系统。具有多使用者、多工的特点，支援多种处理器架构，最早由肯·汤普逊***Kenneth Lane Thompson***、丹尼斯·里奇***Dennis MacAlistair Ritchie***和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。
目前它的商标权由国际开放标准组织***The Open Group***所拥有。
UNIX系统自1969年踏入计算机世界以来已30多年。虽然目前市场上面临某种作业系统***如 Windows NT***强有力的竞争，但是它仍然是膝上型电脑、PC、PC伺服器、中小型机、工作站、大巨型机及群集、SMP、MPP上全系列通用的作业系统，至少到目前为止还没有哪一种作业系统可以担此重任。而且以其为基础形成的开放系统标准***如 POSIX***也是迄今为止唯一的作业系统标准，即使是其竞争对手或者目前还尚存的专用硬体系统***某些公司的大中型机或专用硬体***上执行的作业系统，其介面也是遵循 POSIX或其它类 UNIX标准的。从此意义上讲，UNIX就不只是一种作业系统的专用名称，而成了当前开放系统的代名词。
UNIX系统的转折点是1972年到1974年，因UNIX用C语言写成，把可移植性当成主要的设计目标。1988年开放软体基金会成立后，UNIX经历了一个辉煌的历程。成千上万的应用软体在UNIX系统上开发并施用于几乎每个应用领域。UNIX从此成为世界上用途最广的通用作业系统。UNIX不仅大大推动了计算机系统及软体技术的发展，从某种意义上说，UNIX的发展对推动整个社会的进步也起了重要的作用。
Linux
Linux是目前全球最大的一个自由软体，它是一个可与UNIX和Windows相媲美的作业系统，具有完备的网路功能。Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发，其源程式在Internet网上公布以后，引起了全球电脑爱好者的开发热情，许多人下载该源程式并按自己的意愿完善某一方面的功能，再发回到网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的作业系统。
从发展前景上看，Linux取代UNIX和Windows还为时过早，但一个稳定性、灵活性和易用性都非常好的软体，肯定会得到越来越广泛的应用。
Mac OS
1984年，苹果释出了System 1，这是一个黑白介面的，也是世界上第一款成功的图形化使用者介面作业系统。System 1含有桌面、视窗、图示、游标、选单和卷动栏等专案。其中令如今的电脑使用者最觉稚嫩而有趣的是建立一个新的资料夹的方法——磁碟中有一个Empty Folder***空资料夹***，建立一个资料夹的方法就是把这个空资料夹改名;接着，系统就自动又出现了一个Empty Folder，这个空资料夹就可以用于再次建立新档案夹了。当时的苹果作业系统没有今天的AppleTalk网路协议、桌面影象、颜色、QuickTime等丰富多彩的应用程式，同时，资料夹中也不能巢状资料夹。实际上，System 1中的资料夹是假的，所有的档案都直接放在根目录下，档案根据系统的一个表被对应在各自的资料夹中，资料夹的形式只是为了方便使用者在桌面上操作档案罢了。
在随后的十几年风风雨雨中，苹果作业系统历经了System 1到6，到7.5.3的巨大变化，苹果作业系统从单调的黑白介面变成8色、16色、真彩色，在稳定性、应用程式数量、介面效果等各方面，苹果都在向人们展示著自己日益成熟和长大的笑脸。从7.6版开始，苹果作业系统更名为Mac OS，此后的Mac OS 8和Mac OS 9，直至Mac OS 9.2.2以及今天的Mac OS 10.3，采用的都是这种命名方式。
2000年1月，Mac OS X正式释出，之后则是10.1和10.2。苹果为Mac OS X投入了大量的热情和精力，而且也取得了初步的成功。2002年，苹果电脑公司的建立者之一，苹果公司现任执行总裁Steve Jobs亲自主持了一个仪式：将一个Mac OS 9的产品包装盒放到了一个棺材中，正式宣布Mac OS X时代的全面来临!
从苹果的作业系统进化史上来看，Mac OS Panther***以下简称Panther***似乎只是苹果作业系统一次常规性的升级，可是，事实果真如此吗?在下结论以前，先让我们一起来看一个事实：2003年的WWDC***苹果全球开发商大会***，这一历来在5月中下旬举行的会议，因为要为开发商提供Panther Developer Preview***开发商预览版***，而专门推迟到了6月!一个月的等待并没有让使用者失望，在每年都令无数苹果迷期盼的Jobs主题演讲中，我们听到了比以往多得多的掌声。
2003年10月24日，Mac OS X 10.3正式上市;11月11日，苹果又迅速释出了Mac OS X 10.3的升级版本Mac OS X 10.3.1。或许在本文发表之际，Panther就可以升级到10.3.2了。苹果公司宣称：“Mac OS Panther拥有超过150种创新功能，让你感觉就像拥有一台全新的苹果电脑”。