[No000037]操作系统Operating Systems操作系统历史与硬件概况History of OS & Summaries!

培根：读史使人明智 操作系统的简史

(1955-1965) 计算机非常昂贵，上古神机IBM7094 ，造价在250万美元以上

• 计算机使用原则：只专注于计算
• 批处理操作系统(Batch system)
• 典型代表：IBSYS

  

从IBSYS 到OS/360(1965-1980)

计算机开始进入多个行业：科学计算(IBM 7094) ，银行(IBM 1401)

• 需要让一台计算机干多种事
• 多道程序(multiprogramming)
• 作业之间的 切换和调度 成为核心：因为既有IO 任务，又有计算任务，需要让CPU忙碌(多进程结构和进程管理概念萌芽!)
• 典型代表：IBM OS/360(360 表示全方位服务) ，开发周期5000 个人年

从OS/360 到MULTICS(1965-1980)

计算机进入多个行业，使用人数增加

• 如果每个人启动一个作业，作业之间快速切换
• 分时系统(timesharing)
• 代表：MIT MULTICS (MULTiplexed Information and Computer Service)
• 核心仍然是 任务切换 ，但是资源复用的思想对操作系统影响很大，虚拟内存就是一种复用

从MULTICS 到UNIX(1980-1990)

小型化计算机出现，PDP-1 每台售价120,000 美元，不足7094 的5%

• 越来越多的个人可以使用计算机
• 1969 年：贝尔实验室的Ken Thompson、 、 Dennis Ritchi 等在一台没人使用的PDP-7 上开发一个简化MULTICS ，就是后来的UNIX
• UNIX 是一个简化的MULTICS ，核心概念差不多，但更灵活和成功

从UNIX 到Linux(1990-2000)

1981 ，IBM 推出IBM PC ；个人计算机开始普及

• 很多人可以用计算机并接触UNIX
• 1987 年Andrew Tanenbaum 发布了MINIX( 非常类似UNIX) 用于教学
• Linus Torvalds 在386sx 兼容微机上学习minix ，作出小Linux 于1991 年发布
• 1994 年，Linux 1.0 发布并采用GPL 协议，1998 年以后 互联网世界里展开了

  一场历史性的Linux

IBSYS ->OS/360-> MULTICS-> Unix -> Linux

核心思想、技术

• 用户通过执行程序来使用计算机( 吻合冯诺依曼的思想)
• 作为管理者，操作系统要让多个程序合理推进，就是 进程管理
• 多进程(用户) 推进时需要内存复用等等

  多进程结构是操作系统基本图谱!

  对于操作系统，实现概念远比理解概念重要!

软件实现

• 对于操作系统，实现很重要OS/360->UNIX
• 需要真正的群体智慧 UNIX ->Linux

历史是多线条的：PC 与DOS

PC 机的诞生一定会导致百花齐放。IBM 推出PC ，自然要给这个机器配一个操作系统

• 1975 年Digital Research 为Altair 8800 开发了操作系统CP/M
• CP/M ：写命令让用户用，执行命令对应的程序，单任务执行
• 1980 出现了8086 16 位芯片，从CP/M 基础上开发了QDOS(Quick and Dirty OS)

从QDOS 到MS-DOS

Bill Gates 要进入历史舞台了…

• 1975 年，22 岁的Paul Allen 和20 岁的 Bill Gates 为Altair 8800 开发了BASIC 解释器，据此开创了微软
• 1977 年Bill Gates 开发FAT 管理磁盘
• QDOS 的成功在于 以CP/M 为基础将BASIC 和FAT 包含了进来(文件管理和编程环境… 都是用户关心的!)
• 1980 年IBM 想和Digital Research 协议授权使用CP/M ，但没有达成，转向和微软合作；1981 微软买下QDOS ，改名为MS-DOS(Disk OS) ，和IBM PC

从MS-DOS 到Windows

MS-DOS 的磁盘、文件、命令让用方便，但似乎可以更方便

• 1989 年，MS-DOS 4.0 出现，支持了鼠标和键盘，此时微软已经决定要放弃MS-DOS
• 不久后Windows 3.0 大获成功
• 后来就是一发不可收拾了，95 ，XP ，Vista ，Win 7 ，Win 8 , Win 10...
• 文件、开发环境、图形界面对于OS的重要性

还要说一说Mac OS 与iOS

1984 年，苹果推出PC( 麦金塔机，Macintosh) ，简称Mac 机，其处理器使用IBM 、Intel 或AMD等，核心在于屏幕、能耗等

• 与Mac 机一起发布System X 系统，一上来就是GUI
• 在System 7 以后改名为Mac OS 8
• 2007 年发布iOS ，核心仍然是Mac OS ，专为移动设备，如手势等
• Mac OS 核心是UNIX ，专注于界面、文件、媒体等和用户有关的内容

CP/M -> QDOS-> MS-DOS-> Windows

Unix -> System -> Mac OS -> iOS

总结历史： 历史又要开始让人明智了

核心思想、技术

• 仍然是程序执行、多进程、程序执行带动其他设备使用的基本结构
• 但用户的使用感觉倍加重视了：各种文件、编程环境、图形界面

软件实现

• 如何通过文件存储代码、执行代码、操作屏幕…
• 如何让文件和操作变成图标、点击或触碰…

计算机硬件、操作系统、启动、接口…

温故：操作系统要管理硬件，方便我们使用…

温故： 设备 管理的表格进行了初始化；等待用户的 设备 使用( 系统调用) ，将其展开成 设备 细节

void main(void)

{    mem_init();

trap_init();

……

sched_init();

buffer_init();

hd_init();

floppy_init();

sti();

move_to_user_mode();

if(!fork()){init();}

}

可以知新了…

要管理硬件资源

方便用户使用硬件资源