实验0 了解和熟悉操作系统

实验0  了解和熟悉操作系统一、目的和要求

王大华 221 商软2班 

 

1. 实验目的

（1）掌握操作系统的定义和概念；

（2）了解各类操作系统的发展历史；

2．实验要求

使用网络搜索了解各类计算机操作系统的知识，并整理成一篇文档。

二、实验内容

了解和掌握内容包括：

1. 计算机操作系统的定义和概念；

(1):操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件(或程序集合)。 从用户角度看，操作系统可以看成是对计算机硬件的扩充;从人机交互方式来看，操作系统是用户与机器的接口;从计算机的系统结构看，操作系统是一种层次、模块结构的程序集合，属于有序分层法，是无序模块的有序层次调用。操作系统在设计方面体现了计算机技术和管理技术的结合。

(2):操作系统是软件，而且是系统软件。它在计算机系统中的作用，大致可以从两方面体会:对内，操作系统管理计算机系统的各种资源，扩充硬件的功能;对外，操作系统提供良好的人机界面，方便用户使用计算机。它在整个计算机系统中具有承上启下的地位。

1. 操作系统的分类；

目前市场所出现过的操作系统大概有以下几种：Windows系列目前已经有windows10了，Linux系列，国内比较著名的Linux版本有红旗Linux，接下来就是BIOS基本输入输出操作系统了，最后就是“磁盘操作系统”DOS。而分类有下面几种分法：

1、按处理机性能分类
2、佛林分类法
3、库克分类法
4、冯泽云分类法
5、汉德勒分类法

 

按处理机性能分类
1、按大小划分
种类：巨型、大型、中型、小型、微型机
划分原则：以性能为特征，按价格来划分
存在问题：划分的标准是随着时间而变化的，没5年左右降低一个等级。
设计方法：最高性能 特殊用途
最佳性能价格比 一般商用计算机
最低价格 家用计算机等 
2、按用途划分
种类：科学计算、事务处理、实时控制、工作站、服务器、家用计算机等。
划分原则：
科学计算：浮点计算速度
事务处理：字符处理、十进制运算
实时控制：中断响应速度、I/O能力
工作站：图形处理能力
服务器：数据处理速度，数据存储能力
家用计算机：价格便宜，软件丰富
发展方向：具备上述所有功能的通用处理机
各种专用处理机、协处理器、嵌入式处理机
3、按数据类型划分
定点计算机、浮点计算机、向量计算机、堆栈计算机等
4、按处理机个数和种类划分
单处理机
并行处理机、多处理机、分布处理机
关联处理机
超标量处理机、超流水线处理机、VLIW处理机
SMP(对称多处理机)、MPP(大规模并行处理机)、机群(Cluster)系统等。
5、按所使用的器件划分
按使用的器件划分计算机系统的时代
第一代：电子管(Valve)计算机
第二代：晶体管(Transistor)计算机
第三代：集成电路(LSI)计算机
第四代：大规模集成电路(VLSI)计算机
第五代：智能计算机？
目前的绝大部分计算机系统是VLSI计算机。

佛林分类法
1966年由Michael.J.Flynn提出
按照指令流和数据流的多倍性特征进行分类
指令流：机器执行的指令序列
数据流：由指令流调用的数据序列
多倍性(multiplicity)：在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。
四种类型
(1)单指令流单数据流 SISD(Single Instruction Single Datastream)
(2)单指令流多数据流 SIMD(Single Instruction Multiple Datastream)
(3)多指令流单数据流 MISD(Multiple Instruction Single Datastream)
(4)多指令流多数据流 MIMD(Multiple Instruction Multiple Datastream)
SISD典型单处理机
SIMD并行处理机、阵列处理机、向量处理机、关联处理机、超标量处理机、超流水线处理机
多个PU按一定方式互连，在同一个CU控制下，对各自的数据完成同一条指令规定的操作：从CU看指令顺序执行，从PU看数据并行执行。
MISD几条指令对同一个数据进行不同的处理，实际上不存在
MIMD多处理机系统

库克分类法
1978年由D.J.Kuck提出
按控制流和执行流分类，四种类型
(1)单指令流单执行流
SISE(Single Instruction Single Executionstream)典型的单处理机
(2)单指令流多执行流
SIME(Single Instruction Multiple Executionstream)
多功能部件处理机、相连处理机、向量处理机、流水线处理机、超流水线处理机、超标量处理机、SIMD并行处理机
(3)多指令流单执行流MISE(Multiple Instruction Single Executionstream)
多道程序系统
(4)多指令流多执行流MIME(Multiple Instruction Multiple Executionstream)
典型的多处理机

冯泽云分类法
1972年美籍华人冯泽云提出，用最大并行度对计算机系统进行分类，单位时间内能处理的最大二进制位数。

汉德勒分类法
由Wolfgan Handler于1977年提出，又称为ESC(Erlange Classification Scheme)分类法，根据并行度和流水线分类，把计算机硬件结构分成三个层次，并分别考虑它们的可并行性和流水处理程度。

 

1. 常用几种操作系统的优缺点分析；Linux，Windows

linux的优点是：
A）开放性：linux操作系统遵守GNU规范，代码共享，易于实现系统的裁剪和客制化的开发。 
B）多用户：系统资源可以被不同用户以各自的权限访问使用，互不影响。 
C）多任务和多线程：不同任务和线程几乎同时并发地处理独立的但却内在关联的一系列事件
D）设备独立性：linux操作系统把所有外部设备统一当作设备文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用普通文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。 
E）丰富的网络功能：完善的内置网络是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统不包含如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力，也没有内置这些联网特性的灵活性。而Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。　 
F）良好的可移植性
缺点是：主要来自于硬件方面的支持，还有就是对于普通用户来说，它的操作性没有windows那么方便，实用，一般用户使用起来  不太会操作

windows操作系统的优缺点：

1。Windows 操作系统特别明了，直观，是人都能看懂，而Dos全是英文单词，如果英语水平不高，学起来困难，用起来就更困难。 
2. Windiws是多任务操作系统，而Dos是个单任务操作系统。 
3. Windows对计算机硬件要求稍高一些，而Dos则低一些。 
4.Dos 最大优点就是什么样的问题它都能给出相应的命令行，而Windows对有些问题还要用命令行来做。

 

三、实验拓展思考

IOS和Android属于什么类型的操作系统？

1.Cisco的网际操作系统（IOS）是一个为网际互连优化的操作系统--类似一个局域操作系统（NOS）、如Novell的 NetWare，为LANs而进行优化。IOS为长时间有效地维护一个互联网络提供了统一的规则。简而言之，它是一个与硬件分离的软件体系结构，随网络技术的不断发展，可动态地升级以适应不断变化的技术（硬件和软件）。

IOS可以被视作一个网际互连中枢。一个高度智能的管理员，负责管理、控制复杂的分布式网络资源。其早期版本是一个单独系统，基本上以路由器为中心。它被排列成一个过程（Procedure）集，允许任何过程之间相互呼叫。这种单一的结构使数据的隐蔽性和独立性不强。它的大多数操作代码拥有结构和操作的相关性。

2. Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。
主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。

Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。可分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux内核层。