计算机操作系统的发展趋势探究

摘  要：进入新时期后，计算机信息技术迅速发展，且在各行各业得到了十分广泛的运用，推动了各个领域的发展。计算机技术的一项重要组成为操作系统，其具有多样化的功能，如环境建设、系统管理和协调运行等。虽然目前计算机操作系统已经逐渐完善，但是随着科学技术的革新及人们需求的增加，未来计算机操作系统将会获得进一步的发展。本文简要介绍了计算机操作系统的应用与发展趋势，希望能够提供一些有价值的参考意见。

关键词：计算机;操作系统;计算机技术

中图分类号：TP316     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）05-0097-03

Abstract：After entering the new era，computer information technology has developed rapidly，and has been widely used in all walks of life，promoting the development of various fields. An important component of computer technology is the operating system，which has a variety of functions，such as environmental construction，system management，coordinated operation and so on. Although the computer operating system has been gradually improved，with the innovation of science and technology and the increase of peoples demand，the computer operating system will be further developed in the future. This paper briefly introduces the application and development trend of computer operating system，hoping to provide some valuable reference opinions.

Keywords：computer;operating system;computer technology

0  引  言

隨着科学技术的发展和革新，人们生活的各个领域开始广泛地渗透着计算机技术，促进了计算机操作系统的发展和完善。计算机操作系统具有十分强大的功能，可以将优良的界面体验提供给用户。为了满足用户日益增强的使用需求，计算机操作系统也不断更新和完善，由最初的批处理系统、分时操作系统逐渐发展为多任务、多用户系统，能够有效调度和控制计算活动，提供环境用以开发、运行和应用软件，计算机的性能得到显著提升。

1  计算机操作系统的作用

1.1  计算机操作系统概述

计算机操作系统属于大型软件的范畴，能够有效控制计算机中的各种运行程序，且能够指挥和控制计算机的硬件设备。通过发挥操作系统的功能，软件、硬件的正常运行得到保证。一旦有错误出现于操作系统中，将导致矛盾、冲突等发生于软硬件之间，进而对操作系统的正常运行造成不利影响。操作系统的存在方便了人机交流。

1.2  计算机操作系统的作用

计算机操作系统具有十分重要的作用，可以从多个角度进行分析。首先，从用户角度来讲，操作系统能够对计算机系统的各种资源进行管理，包括软硬件设备、数据信息等，这样人工分配资源工作量得以降低，人对计算机的干预减少，计算机的自动工作效率显著提升;其次，在资源管理方面，如果由多个用户使用同一个计算机系统，那么就可能会有冲突、矛盾等存在于用户对共享资源的需求中。为了更加合理地调度计算机的各种资源，协调运行高速设备与低速设备，就需要发挥计算机操作系统的作用，对各种资源的使用关系进行有机协调和优化，使各个用户的需求得到满足;最后，操作系统在各种程序的支持下，能够抽象处理计算机系统资源提供的各种功能，以形象化的手段向用户展示操作系统功能，降低用户使用计算机的难度。

2  计算机操作系统的发展目标

计算机操作系统的层次结构可以划分为计算机硬件、操作系统、实用工具、应用程序等内容。操作系统既需要对计算机所有硬件、软件资源进行直接管理和控制，使计算机系统各个部件的协调运行需求得到满足。同时，还需要将软硬件资源的使用方法、使用环境等正确提供给用户，以便在操作系统的支持下，使用户能够充分高效地使用计算机。具体来讲，计算机操作系统具有以下几个发展目标。

2.1  方便性

配置计算机操作系统的主要原因在于帮助用户更加简便地使用计算机系统，使用户能够借助于计算机高效处理各种任务。

2.2  有效性

操作系统的发展要求必须更加有效的利用计算机系统的I/O设备与CPU资源。

2.3  可扩展性

要紧密结合计算机硬件、体系结构等特点和要求，科学更新与完善计算机操作系统，保证可扩展性较强，使计算机系统具有更加优越的整体性能。

2.4  开放性

目前，计算机硬件系统的类型不断丰富，对计算机操作系统的开放性提出了更高的要求，需要能够有效移植和操作应用程序。互联网的开放性决定了计算机操作系统的开放性，使用户能够有效共享各种资源。

3  计算机操作系统的功能

3.1  处理器管理

研究发现，计算机操作系统的主要功能为管理中央处理器。中央处理器对于计算机的正常运行起着关键性的决定作用，还会影响计算机的整体性能。针对单道作业、单用户作业命令，计算机对处理器具有十分简单的管理任务;针对多道程序和命令，就增加了执行的难度，需要通过计算机操作系统的应用向各个程序合理分配中央处理器的时间。由此可以得知，计算机操作系统主要是管理处理器的CPU分配和实施活动。

3.2  存储管理

在存储管理方面，计算机操作系统主要是分配、保护和管理存储器。首先，分配内存。操作系统、系统软件、用户程序等都存在于计算机内存中，为了避免有冲突矛盾出现在系统和各个用户程序存储区内，需要借助于计算机操作系统合理分配内存空间;其次，保护存储。如果有较多的任务程序同时运行于计算机系统中，就需要通过存储管理避免互相占用等问题出现在程序运行过程中，且系统程序不会受到用户执行程序的影响和破坏;最后，扩充内存。如果计算机系统提供的存储容量小于用户执行程序，计算机操作系统即可联合管理内部存储器和外部储存器，使内存得到有效扩充。

3.3  设备管理

随着计算机系统的逐渐完善，配备了诸多类型的设备，且不同设备具有差异化的操作性能。计算机系统需要控制和管理各个设备，使计算机系统的运行需求得到满足。首先，设备分配。用户将使用外部设备的请求发送给系统后，计算机操作系统结合分配策略，统一分配设备，且将相应的使用命令提供给用户;其次，输入输出控制。结合用户的请求，设备管理程序能够对外部设备进行控制，实施输入输出操作。

3.4  文件管理

计算机操作系统的另外一项重要功能是管理系统的各种软件资源。计算机软件资源包括运行程序、运行数据等内容，在外存中存放，操作系统可以有效管理文件目录、分配文件存储空间，将便捷的操作命令提供给用户。

3.5  作业管理

每一项独立任务的完成都需要经过多个加工步骤，而每一个加工步骤又可以划分为多个作业步。其中，作业调度、控制管理是作业管理的主要内容。具体来讲，作业调度指在相应策略的指导下，系统从多个程序作业中进行合理选择，将共享资源合理配备过来，使作业任务得以顺利完成。先来服务策略、优先数策略、分类调度策略等都是常用的作业调度策略。

4  各类操作系统的应用

目前，操作系统出现了多样化的类型，包括批处理系统、分时系统、分布式系统等。不同系统具有差异化的应用原理。

4.1  批处理系统

具体来讲，批处理系统指的是计算机批量处理数个作业。结合相应的顺序，系统组织排列多个作业，系统可以逐个处理各个作业。目前，单道和多道是批处理系统的主要类型，这种划分依据是系统一次性可以调入作业数目的差异。针对某一个作业处理任务，单道系统会向辅助存储器中存储其他作业，完成作业的处理任务后，将其他作业任务调用过来。

4.2  分时系统

一般情况下，不同用户在使用计算机时，往往会在不同的时段进行。分时系统的应用可以使不同用户的需求得到有效满足。其中，时间片是分时系统的分时单位。分时系统的终端有数百个之多，诸多用户由终端承载。用户在操作时，分时系统会向个用户合理分配CPU资源。如果用户由其他时间片来执行作业任务，那么就可以向其他用户智能分配空闲的CPU资源。分时系统的应用可以有效管理树形工作站，高效、合理地分配资源。

4.3  实时系统

时间驱动是实时系统的设计方式，不管在任何時间内，系统都可以及时响应任何作业。目前，在人们的生活、生产中广泛应用了实时系统。结合应用对象的差异可以从实时处理、实际控制两个方面来划分实时系统。个人一般会采用实时处理子系统，而在工业生产中会采用实时控制子系统，以便提升控制的智能化程度。

4.4  网络系统、分布式系统

在网络技术、通信技术的支持下，出现了网络系统与分布式系统，能够有效共享信息资源。一般来讲，网络系统的用户分布在不同的地区，通过信息设施的运用，可以在同一个网络系统中互联各个用户，有效共享各种资源。网络系统类似于单机系统，能够充分满足多个程序在同一时段的运行需求。分布式系统的构建平等地处理了各个计算机地位的问题，无缝衔接了资源共享。

5  计算机操作系统的发展趋势

5.1  专用化趋势

计算机技术的广泛应用和快速发展，对移动计算、网络计算等技术的发展起到了较大程度的促进作用。因此，对操作系统的专用化提出了更高要求，需要合理分类各个部分，促使工作效率得到提升，各个区域的发展水平得到深化。未来的发展中，专用的通信设备、嵌入式操作系统将会出现。虽然嵌入式操作系统与通用操作系统十分类似，但是会独立于其他领域。在人们的生活应用中，利用一台计算机即可管理控制家中所有电器，有效互联互通家庭电器，从而更大程度地方便人们的生活。

5.2  小型化趋势

过去的计算机体型十分庞大，之后逐步缩小，笔记本电脑、掌上电脑等开始出现。计算机操作系统也是如此，目前通用操作系统依然有较大的规模，存在着诸多的弊端。在未来的发展中，为了满足人们的多样化需求，计算机操作系统的规模将会日趋减小。特别是纳米技术的出现和成熟，更是促进了操作系统小型化目标的实现。

5.3  网络化趋势

在人们的生活和工作中，网络已经成为重要的组成部分。随着网络技术的进一步发展和广泛应用，计算机系统对网络资源共享的依赖性将会逐步增强。未来发展中，网络操作计算机系统将会出现，能够更加高效地共享网络资源。

5.4  安全性和多样化趋势

在各种因素的综合影响下，计算机很容易出现安全问题，进而威胁用户的信息安全。为了规避安全问题，大力改进和完善了计算机系统，其安全性日趋提升。在未来的发展中，依然要充分重视计算机操作系统的安全性，充分防范各种病毒，避免损害用户和社会的利益。此外，用户需求的多样化发展也将会增强计算机操作系统的多样化特征，使不同用户的差异化需求得到满足。

5.5  便携化趋势

虚拟技术的出现和发展为计算机操作系统便携化目标的实现提供了技术支撑。在未来的发展中，可以以文件形式处理计算机操作系统，在其他计算机上也能方便地应用。但我国目前的虚拟机规模较大，需要进行深化研究。

6  结  论

综上所述，计算机操作系统对于计算机的正常运行以及用户各种需求的满足具有较大的帮助和意义。虽然计算机操作系统仅仅经过了40多年的发展时间，但是已经取得了非常大的成绩。在未来发展中，人们对计算机将会有更多、更高的需求，所以就需要随之革新、完善和发展计算机操作系统，使用户的需求得到充分满足。相关人员要深化研究，大力革新技术，为我国计算机事业的整体发展贡献更大的力量。

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作者简介：韩宇（1995.02-），男，汉族，山西大同人，本科，研究方向：计算机应用。