操作系統(tǒng)

　　發(fā)展歷史

　　從1946年誕生第一臺電子計算機(jī)以來，它的每一代進(jìn)化都以減少成本、縮小體積、降低功耗、增大容量和提高性能為目標(biāo)，隨著計算機(jī)硬件的發(fā)展，同時也加速了操作系統(tǒng)(簡稱OS)的形成和發(fā)展。

　　早期的操作系統(tǒng)

　　最初的電腦并沒有操作系統(tǒng)，人們通過各種操作按鈕來控制計算機(jī)，后來出現(xiàn)了匯編語言，操作人員通過有孔的紙帶將程序輸入電腦進(jìn)行編譯。這些將語言內(nèi)置的電腦只能由操作人員自己編寫程序來運(yùn)行，不利于設(shè)備、程序的共用。為了解決這種問題，就出現(xiàn)了操作系統(tǒng)，這樣就很好實現(xiàn)了程序的共用，以及對計算機(jī)硬件資源的管理。

　　隨著計算技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，微型計算機(jī)迅速發(fā)展起來。從20世紀(jì)70年代中期開始出現(xiàn)了計算機(jī)操作系統(tǒng)。1976年，美國DIGITALRESEARCH軟件公司研制出8位的CP/M操作系統(tǒng)。這個系統(tǒng)允許用戶通過控制臺的鍵盤對系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，其主要功能是對文件信息進(jìn)行管理，以實現(xiàn)硬盤文件或其他設(shè)備文件的自動存取。此后出現(xiàn)的一些8位操作系統(tǒng)多采用CP/M結(jié)構(gòu)。

　　DOS操作系統(tǒng)

　　計算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。第一個階段為單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)，繼CP/M操作系統(tǒng)之后，還出現(xiàn)了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁盤操作系統(tǒng)。

　　其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其兼容機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)，它起源于SCP86-DOS，是1980年基于8086微處理器而設(shè)計的單用戶操作系統(tǒng)。后來，微軟公司獲得了該操作系統(tǒng)的專利權(quán)，配備在IBM-PC機(jī)上，并命名為PC-DOS。1981年，微軟的MS-DOS1.0版與IBM的PC面世，這是第一個實際應(yīng)用的16位操作系統(tǒng)。微型計算機(jī)進(jìn)入一個新的紀(jì)元。1987年，微軟發(fā)布MS-DOS3.3版本，是非常成熟可靠的DOS版本，微軟取得個人操作系統(tǒng)的霸主地位。

　　從1981年問世至今，DOS經(jīng)歷了7次大的版本升級，從1.0版到現(xiàn)在的7.0版，不斷地改進(jìn)和完善。但是，DOS系統(tǒng)的單用戶、單任務(wù)、字符界面和16位的大格局沒有變化，因此它對于內(nèi)存的管理也局限在640KB的范圍內(nèi)。

　　操作系統(tǒng)新時代

　　計算機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展的第二個階段是多用戶多道作業(yè)和分時系統(tǒng)。其典型代表有UNIX、XENIX、OS/2以及Windows操作系統(tǒng)。分時的多用戶、多任務(wù)、樹形結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)以及重定向和管道是UNIX的三大特點。

　　OS/2采用圖形界面，它本身是一個32位系統(tǒng)，不僅可以處理32位OS/2系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，也可以運(yùn)行16位DOS和Windows軟件。它將多任務(wù)管理、圖形窗口管理、通信管理和數(shù)據(jù)庫管理融為一體。

　　Windows是Microsoft公司在1985年11月發(fā)布的第一代窗口式多任務(wù)系統(tǒng)，它使PC機(jī)開始進(jìn)入了所謂的圖形用戶界面時代。Windows1.x版是一個具有多窗口及多任務(wù)功能的版本，但由于當(dāng)時的硬件平臺為PC/XT，速度很慢，所以Windows1.x版本并未十分流行。1987年底，Microsoft公司又推出了MS-Windows2.x版，它具有窗口重疊功能，窗口大小也可以調(diào)整，并可把擴(kuò)展內(nèi)存和擴(kuò)充內(nèi)存作為磁盤高速緩存，從而提高了整臺計算機(jī)的性能，此外它還提供了眾多的應(yīng)用程序。

　　1990年，Microsoft公司推出了Windows3.0，它的功能進(jìn)一步加強(qiáng)，具有強(qiáng)大的內(nèi)存管理，且提供了數(shù)量相當(dāng)多的Windows應(yīng)用軟件，因此成為386、486微機(jī)新的操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。隨后，Windows發(fā)表3.1版，而且推出了相應(yīng)的中文版。3.1版較之3.0版增加了一些新的功能，受到了用戶歡迎，是當(dāng)時最流行的Windows版本。1995年，Microsoft公司推出了Windows95。在此之前的Windows都是由DOS引導(dǎo)的，也就是說它們還不是一個完全獨立的系統(tǒng)，而Windows95是一個完全獨立的系統(tǒng)，并在很多方面做了進(jìn)一步的改進(jìn)，還集成了網(wǎng)絡(luò)功能和即插即用功能，是一個全新的32位操作系統(tǒng)。1998年，Microsoft公司推出了Windows95的改進(jìn)版Windows98，Windows98的一個最大特點就是把微軟的Internet瀏覽器技術(shù)整合到了Windows95里面，使得訪問Internet資源就像訪問本地硬盤一樣方便，從而更好地滿足了人們越來越多的訪問Internet資源的需要。Windows98已經(jīng)成為目前實際使用的主流操作系統(tǒng)。

　　從微軟1985年推出Windows1.0以來，Windows系統(tǒng)從最初運(yùn)行在DOS下的Windows3.x，到現(xiàn)在風(fēng)靡全球的Windows9x/Me/2000/NT/XP，幾乎成為了操作系統(tǒng)的代名詞。

　　今日情況

　　大型機(jī)與嵌入式系統(tǒng)使用很多樣化的操作系統(tǒng)。在服務(wù)器方面Linux、UNIX和WindowsServer占據(jù)了市場的大部分份額。在超級計算機(jī)方面，Linux取代Unix成為了第一大操作系統(tǒng)，截止2012年6月，世界超級計算機(jī)500強(qiáng)排名中基于Linux的超級計算機(jī)占據(jù)了462個席位，比率高達(dá)92%。隨著智能手機(jī)的發(fā)展，Android和iOS已經(jīng)成為目前最流行的兩大手機(jī)操作系統(tǒng)。[1]

　　2012年，全球智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場份額的變化情況相對穩(wěn)定。智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場一直被幾個手機(jī)制造商巨頭所控制，而安卓的壟斷地位主要得益于三星智能手機(jī)在世界范圍內(nèi)所取得的巨大成功。2012年第三季度，安卓的市場份額高達(dá)74.8%，2011年則為57.4%。2013年第一季度，它的市場份額繼續(xù)增加，達(dá)到75%。雖然Android占據(jù)領(lǐng)先，但是蘋果iOS用戶在應(yīng)用上花費的時間則比Android的長。雖然在這方面Android的數(shù)字一度接近蘋果，但是像iPad3這樣的設(shè)備發(fā)布之后，蘋果的數(shù)字還是會進(jìn)一步增長。WindowsPhone系統(tǒng)在8.1版發(fā)布后市場份額穩(wěn)步提高，應(yīng)用生態(tài)正在改善，眾多必需應(yīng)用不斷更新，但是速度還略嫌遲緩。微軟收購了諾基亞，發(fā)展了許多OEM廠商，并不斷發(fā)布新機(jī)型試圖扭轉(zhuǎn)WP的不利局面，小有成效。

　　系統(tǒng)作用

　　主要體現(xiàn)在兩方面：

　　1．屏蔽硬件物理特性和操作細(xì)節(jié)，為用戶使用計算機(jī)提供了便利

　　??指令系統(tǒng)（成千上萬條機(jī)器指令，它們的執(zhí)行由微程序的指令解釋系統(tǒng)實現(xiàn)的）。計算機(jī)問世初期，

　　計算機(jī)工作者就是在裸機(jī)上通過手工操作方式進(jìn)行工作。??計算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。

　　2．有效管理系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)資源使用效率

　　如何有效地管理、合理地分配系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)資源的使用效率是操作系統(tǒng)必須發(fā)揮的主要作用。資源利用率、系統(tǒng)吞吐量是兩個重要的指標(biāo)。

　　計算機(jī)系統(tǒng)要同時供多個程序共同使用。操作解決資源共享問題?。∪绾畏峙?、管理有限的資源是非常關(guān)鍵的問題！

　　操作系統(tǒng)定義：操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件，它用于有效地管理系統(tǒng)資源，并為用戶使用計算機(jī)提供了便利的環(huán)境[2]。

　　主要功能

　　操作系統(tǒng)的主要功能是資源管理，程序控制和人機(jī)交互等。計算機(jī)系統(tǒng)的資源可分為設(shè)備資源和信息資源兩大類。設(shè)備資源指的是組成計算機(jī)的硬件設(shè)備，如中央處理器，主存儲器，磁盤存儲器，打印機(jī)，磁帶存儲器，顯示器，鍵盤輸入設(shè)備和鼠標(biāo)等。信息資源指的是存放于計算機(jī)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，如文件，程序庫，知識庫，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件等。

　　操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通的橋梁。用戶可以通過操作系統(tǒng)的用戶界面，輸入命令。操作系統(tǒng)則對命令進(jìn)行解釋，驅(qū)動硬件設(shè)備，實現(xiàn)用戶要求。以現(xiàn)代觀點而言，一個標(biāo)準(zhǔn)個人電腦的OS應(yīng)該提供以下的功能：

　　進(jìn)程管理（Processingmanagement）

　　內(nèi)存管理（Memorymanagement）

　　文件系統(tǒng)（Filesystem）

　　網(wǎng)絡(luò)通訊（Networking）

　　安全機(jī)制（Security）

　　用戶界面（Userinterface）

　　驅(qū)動程序（Devicedrivers）

　　資源管理

　　系統(tǒng)的設(shè)備資源和信息資源都是操作系統(tǒng)根據(jù)用戶需求按一定的策略來進(jìn)行分配和調(diào)度的。操作系統(tǒng)的存儲管理就負(fù)責(zé)把內(nèi)存單元分配給需要內(nèi)存的程序以便讓它執(zhí)行，在程序執(zhí)行結(jié)束后將它占用的內(nèi)存單元收回以便再使用。對于提供虛擬存儲的計算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)還要與硬件配合做好頁面調(diào)度工作，根據(jù)執(zhí)行程序的要求分配頁面，在執(zhí)行中將頁面調(diào)入和調(diào)出內(nèi)存以及回收頁面等。

　　處理器管理或稱處理器調(diào)度，是操作系統(tǒng)資源管理功能的另一個重要內(nèi)容。在一個允許多道程序同時執(zhí)行的系統(tǒng)里，操作系統(tǒng)會根據(jù)一定的策略將處理器交替地分配給系統(tǒng)內(nèi)等待運(yùn)行的程序。一道等待運(yùn)行的程序只有在獲得了處理器后才能運(yùn)行。一道程序在運(yùn)行中若遇到某個事件，例如啟動外部設(shè)備而暫時不能繼續(xù)運(yùn)行下去，或一個外部事件的發(fā)生等等，操作系統(tǒng)就要來處理相應(yīng)的事件，然后將處理器重新分配。

　　操作系統(tǒng)的設(shè)備管理功能主要是分配和回收外部設(shè)備以及控制外部設(shè)備按用戶程序的要求進(jìn)行操作等。對于非存儲型外部設(shè)備，如打印機(jī)、顯示器等，它們可以直接作為一個設(shè)備分配給一個用戶程序，在使用完畢后回收以便給另一個需求的用戶使用。對于存儲型的外部設(shè)備，如磁盤、磁帶等，則是提供存儲空間給用戶，用來存放文件和數(shù)據(jù)。存儲性外部設(shè)備的管理與信息管理是密切結(jié)合的。

　　信息管理是操作系統(tǒng)的一個重要的功能，主要是向用戶提供一個文件系統(tǒng)。一般說，一個文件系統(tǒng)向用戶提供創(chuàng)建文件，撤銷文件，讀寫文件，打開和關(guān)閉文件等功能。有了文件系統(tǒng)后，用戶可按文件名存取數(shù)據(jù)而無需知道這些數(shù)據(jù)存放在哪里。這種做法不僅便于用戶使用而且還有利于用戶共享公共數(shù)據(jù)。此外，由于文件建立時允許創(chuàng)建者規(guī)定使用權(quán)限，這就可以保證數(shù)據(jù)的安全性。

　　程序控制

　　一個用戶程序的執(zhí)行自始至終是在操作系統(tǒng)控制下進(jìn)行的。一個用戶將他要解決的問題用某一種程序設(shè)計語言編寫了一個程序后就將該程序連同對它執(zhí)行的要求輸入到計算機(jī)內(nèi)，操作系統(tǒng)就根據(jù)要求控制這個用戶程序的執(zhí)行直到結(jié)束。操作系統(tǒng)控制用戶的執(zhí)行主要有以下一些內(nèi)容：調(diào)入相應(yīng)的編譯程序，將用某種程序設(shè)計語言編寫的源程序編譯成計算機(jī)可執(zhí)行的目標(biāo)程序，分配內(nèi)存儲等資源將程序調(diào)入內(nèi)存并啟動，按用戶指定的要求處理執(zhí)行中出現(xiàn)的各種事件以及與操作員聯(lián)系請示有關(guān)意外事件的處理等。

　　人機(jī)交互

　　操作系統(tǒng)的人機(jī)交互功能是決定計算機(jī)系統(tǒng)“友善性”的一個重要因素。人機(jī)交互功能主要靠可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來完成?？晒┤藱C(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤顯示、鼠標(biāo)、各種模式識別設(shè)備等。與這些設(shè)備相應(yīng)的軟件就是操作系統(tǒng)提供人機(jī)交互功能的部分。人機(jī)交互部分的主要作用是控制有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和理解并執(zhí)行通過人機(jī)交互設(shè)備傳來的有關(guān)的各種命令和要求。

　　虛擬內(nèi)存

　　虛擬內(nèi)存是計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存管理的一種技術(shù)。它使得應(yīng)用程序認(rèn)為它擁有連續(xù)的可用的內(nèi)存（一個連續(xù)完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個物理內(nèi)存碎片，還有部分暫時存儲在外部磁盤存儲器上，在需要時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　用戶接口

　　用戶接口包括作業(yè)一級接口和程序一級接口。作業(yè)一級接口為了便于用戶直接或間接地控制自己的作業(yè)而設(shè)置。它通常包括聯(lián)機(jī)用戶接口與脫機(jī)用戶接口。程序一級接口是為用戶程序在執(zhí)行中訪問系統(tǒng)資源而設(shè)置的，通常由一組系統(tǒng)調(diào)用組成。

　　在早期的單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)（如DOS）中，每臺計算機(jī)只有一個用戶，每次運(yùn)行一個程序，且次序不是很大，單個程序完全可以存放在實際內(nèi)存中。這時虛擬內(nèi)存并沒有太大的用處。但隨著程序占用存儲器容量的增長和多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，在程序設(shè)計時，在程序所需要的存儲量與計算機(jī)系統(tǒng)實際配備的主存儲器的容量之間往往存在著矛盾。例如，在某些低檔的計算機(jī)中，物理內(nèi)存的容量較小，而某些程序卻需要很大的內(nèi)存才能運(yùn)行；而在多用戶多任務(wù)系統(tǒng)中，多個用戶或多個任務(wù)更新全部主存，要求同時執(zhí)行獨斷程序。這些同時運(yùn)行的程序到底占用實際內(nèi)存中的哪一部分，在編寫程序時是無法確定的，必須等到程序運(yùn)行時才動態(tài)分配。[3]

　　用戶界面

　　用戶界面（UserInterface，簡稱UI，亦稱使用者界面[1]）是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。

　　用戶界面是介于用戶與硬件而設(shè)計彼此之間交互溝通相關(guān)軟件，目的在使得用戶能夠方便有效率地去操作硬件以達(dá)成雙向之交互，完成所希望借助硬件完成之工作，用戶界面定義廣泛，包含了人機(jī)交互與圖形用戶接口，凡參與人類與機(jī)械的信息交流的領(lǐng)域都存在著用戶界面。用戶和系統(tǒng)之間一般用面向問題的受限自然語言進(jìn)行交互。目前有系統(tǒng)開始利用多媒體技術(shù)開發(fā)新一代的用戶界面。

　　分類方法

　　操作系統(tǒng)的種類相當(dāng)多，各種設(shè)備安裝的操作系統(tǒng)可從簡單到復(fù)雜，可分為智能卡操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、傳感器節(jié)點操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、個人計算機(jī)操作系統(tǒng)、多處理器操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和大型機(jī)操作系統(tǒng)。[4]

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　可分為桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)；

　　所支持用戶數(shù)

　　可分為單用戶操作系統(tǒng)(如MSDOS、OS/2．Windows)、多用戶操作系統(tǒng)(如UNIX、Linux、MVS)；

　　源碼開放程度

　　可分為開源操作系統(tǒng)(如Linux、FreeBSD)和閉源操作系統(tǒng)(如MacOSX、Windows)；

　　硬件結(jié)構(gòu)

　　可分為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Netware、WindowsNT、OS/2warp)、多媒體操作系統(tǒng)(Amiga)、和分布式操作系統(tǒng)等；

　　操作系統(tǒng)環(huán)境

　　可分為批處理操作系統(tǒng)(如MVX、DOS/VSE)、分時操作系統(tǒng)(如Linux、UNIX、XENIX、MacOSX)、實時操作系統(tǒng)(如iEMX、VRTX、RTOS，RTWINDOWS)；

　　存儲器尋址寬

　　可以將操作系統(tǒng)分為8位、16位、32位、64位、128位的操作系統(tǒng)。早期的操作系統(tǒng)一般只支持8位和16位存儲器尋指寬度，現(xiàn)代的操作系統(tǒng)如Linux和Windows7都支持32位和64位。

　　主要類型

　　批處理

　　批處理操作系統(tǒng)（BatchProcessingOperatingSystem）的工作方式是：用戶將作業(yè)交給系統(tǒng)操作員，系統(tǒng)操作員將許多用戶的作業(yè)組成一批作業(yè)，之后輸入到計算機(jī)中，在系統(tǒng)中形成一個自動轉(zhuǎn)接的連續(xù)的作業(yè)流，然后啟動操作系統(tǒng)，系統(tǒng)自動、依次執(zhí)行每個作業(yè)。最后由操作員將作業(yè)結(jié)果交給用戶。批處理操作系統(tǒng)的特點是：多道和成批處理。

　　分時

　　分時操作系統(tǒng)(TimeSharingOperatingSystem，簡稱TSOS)的工作方式是：一臺主機(jī)連接了若干個終端，每個終端有一個用戶在使用。用戶交互式地向系統(tǒng)提出命令請求，系統(tǒng)接受每個用戶的命令，采用時間片輪轉(zhuǎn)方式處理服務(wù)請求，并通過交互方式在終端上向用戶顯示結(jié)果。用戶根據(jù)上步結(jié)果發(fā)出下道命令。分時操作系統(tǒng)將CPU的時間劃分成若干個片段，稱為時間片。操作系統(tǒng)以時間片為單位，輪流為每個終端用戶服務(wù)。每個用戶輪流使用一個時間片而使每個用戶并不感到有別的用戶存在。分時系統(tǒng)具有多路性、交互性、“獨占”性和及時性的特征。多路性指，伺時有多個用戶使用一臺計算機(jī)，宏觀上看是多個人同時使用一個CPU，微觀上是多個人在不同時刻輪流使用CPU。交互性是指，用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)一步提出新請求(用戶直接干預(yù)每一步)。“獨占”性是指，用戶感覺不到計算機(jī)為其他人服務(wù)，就像整個系統(tǒng)為他所獨占。及時性指，系統(tǒng)對用戶提出的請求及時響應(yīng)。它支持位于不同終端的多個用戶同時使用一臺計算機(jī)，彼此獨立互不干擾，用戶感到好像一臺計算機(jī)全為他所用。

　　常見的通用操作系統(tǒng)是分時系統(tǒng)與批處理系統(tǒng)的結(jié)合。其原則是：分時優(yōu)先，批處理在后。“前臺”響應(yīng)需頻繁交互的作業(yè)，如終端的要求；“后臺”處理時間性要求不強(qiáng)的作業(yè)。

　　實時

　　實時操作系統(tǒng)(RealTimeOperatingSystem，簡稱RTOS)是指使計算機(jī)能及時響應(yīng)外部事件的請求在規(guī)定的嚴(yán)格時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時設(shè)備和實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地工作的操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)要追求的目標(biāo)是：對外部請求在嚴(yán)格時間范圍內(nèi)做出反應(yīng)，有高可靠性和完整性。其主要特點是資源的分配和調(diào)度首先要考慮實時性然后才是效率。此外，實時操作系統(tǒng)應(yīng)有較強(qiáng)的容錯能力。

　　網(wǎng)絡(luò)

　　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NetworkOperatingSystem，簡稱NOS）通常運(yùn)行在服務(wù)器上的操作系統(tǒng)，是基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的，是在各種計算機(jī)操作系統(tǒng)上按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的軟件，包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。其目標(biāo)是相互通信及資源共享。在其支持下，網(wǎng)絡(luò)中的各臺計算機(jī)能互相通信和共享資源。其主要特點是與網(wǎng)絡(luò)的硬件相結(jié)合來完成網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)被設(shè)計成在同一個網(wǎng)絡(luò)中（通常是一個局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)LAN，一個專用網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)）的多臺計算機(jī)中的可以共享文件和打印機(jī)訪問。流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Linux，UNIX，BSD，WindowsServer，MacOSXServer，NovellNetWare等。

　　分布式

　　分布式操作系統(tǒng)(DistributedSoftwareSystems)是為分布計算系統(tǒng)配置的操作系統(tǒng)。大量的計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)被連結(jié)在一起，可以獲得極高的運(yùn)算能力及廣泛的數(shù)據(jù)共享。這種系統(tǒng)被稱作分布式系統(tǒng)(DistributedSystem)。它在資源管理，通信控制和操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等方面都與其他操作系統(tǒng)有較大的區(qū)別。由于分布計算機(jī)系統(tǒng)的資源分布于系統(tǒng)的不同計算機(jī)上，操作系統(tǒng)對用戶的資源需求不能像一般的操作系統(tǒng)那樣等待有資源時直接分配的簡單做法而是要在系統(tǒng)的各臺計算機(jī)上搜索，找到所需資源后才可進(jìn)行分配。對于有些資源，如具有多個副本的文件，還必須考慮一致性。所謂一致性是指若干個用戶對同一個文件所同時讀出的數(shù)據(jù)是一致的。為了保證一致性，操作系統(tǒng)須控制文件的讀、寫、操作，使得多個用戶可同時讀一個文件，而任一時刻最多只能有一個用戶在修改文件。分布操作系統(tǒng)的通信功能類似于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。由于分布計算機(jī)系統(tǒng)不像網(wǎng)絡(luò)分布得很廣，同時分布操作系統(tǒng)還要支持并行處理，因此它提供的通信機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的有所不同，它要求通信速度高。分布操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不同于其他操作系統(tǒng)，它分布于系統(tǒng)的各臺計算機(jī)上，能并行地處理用戶的各種需求，有較強(qiáng)的容錯能力。

　　分布式操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高形式，它保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能，而且還具有透明性、可靠性和高性能等。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)雖然都用于管理分布在不同地理位置的計算機(jī)，但最大的差別是：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)知道確切的網(wǎng)址，而分布式系統(tǒng)則不知道計算機(jī)的確切地址；分布式操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個的資源分配，能很好地隱藏系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，如對象的物理位置等。這些都是對用戶透明的。

　　大型機(jī)

　　大型機(jī)（MainframeComputer），也稱為大型主機(jī)。大型機(jī)使用專用的處理器指令集、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。最早的操作系統(tǒng)是針對20世紀(jì)60年代的大型主結(jié)構(gòu)開發(fā)的，由于對這些系統(tǒng)在軟件方面做了巨大投資，因此原來的計算機(jī)廠商繼續(xù)開發(fā)與原來操作系統(tǒng)相兼容的硬件與操作系統(tǒng)。這些早期的操作系統(tǒng)是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的先驅(qū)?，F(xiàn)代的大型主機(jī)一般也可運(yùn)行Linux或Unix變種。

　　嵌入式

　　嵌入式操作系統(tǒng)（EmbeddedOperatingSystem）是用在嵌入式系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)使用非常廣泛的操作系統(tǒng)。嵌入式設(shè)備一般專用的嵌入式操作系統(tǒng)（經(jīng)常是實時操作系統(tǒng)，如VxWorks、eCos）或者指定程序員移植到這些新系統(tǒng)。以及某些功能縮減版本的Linux（如Android,Tizen,MeeGo,webOS）或者其他操作系統(tǒng)。某些情況下，嵌入式操作系統(tǒng)指稱的是一個自帶了固定應(yīng)用軟件的巨大泛用程序。在許多最簡單的嵌入式系統(tǒng)中，所謂的操作系統(tǒng)就是指其上唯一的應(yīng)用程序。

　　桌面

　　桌面操作系統(tǒng)主要用于個人計算機(jī)上。個人計算機(jī)市場從硬件架構(gòu)上來說主要分為兩大陣營，PC機(jī)與Mac機(jī)，從軟件上可主要分為兩大類，分別為類Unix操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)：

　　Unix和類Unix操作系統(tǒng)：MacOSX，Linux發(fā)行版（如Debian，Ubuntu，LinuxMint，openSUSE，F(xiàn)edora，Mandrake，RedHat，Centos等）；

　　微軟公司W(wǎng)indows操作系統(tǒng)[5]：Windows98，Windows2000，WindowsXP，WindowsVista，Windows7，Windows8，Windows8.1，Windows10等

　　服務(wù)器

　　服務(wù)器操作系統(tǒng)一般指的是安裝在大型計算機(jī)上的操作系統(tǒng)，比如Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。服務(wù)器操作系統(tǒng)主要集中在三大類：

　　Unix系列：SUNSolaris，IBM-AIX，HP-UX，F(xiàn)reeBSD，OSXServer[6]等；

　　Linux系列：RedHatLinux，CentOS，Debian，UbuntuServer等；

　　Windows系列：WindowsNTServer，WindowsServer2003，WindowsServer2008，WindowsServer2008R2，windowsserver2012，windowsservertechnical等。

　　簡單操作系統(tǒng)

　　簡單操作系統(tǒng)，指的是計算機(jī)初期所配置的操作系統(tǒng)，如IBM公司的磁盤操作系統(tǒng)DOS/360和微型計算機(jī)的操作系統(tǒng)CP/M等。這類操作系統(tǒng)的功能主要是操作命令的執(zhí)行，文件服務(wù)，支持高級程序設(shè)計語言編譯程序和控制外部設(shè)備等。

　　典型系統(tǒng)

　　UNIX

　　UNIX是一個強(qiáng)大的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持多種處理器架構(gòu)，按照操作系統(tǒng)的分類，屬于分時操作系統(tǒng)。UNIX最早由KenThompson和DennisRitchie于1969年在美國AT&T的貝爾實驗室開發(fā)。

　　類Unix（Unix-like）操作系統(tǒng)指各種傳統(tǒng)的Unix以及各種與傳統(tǒng)Unix類似的系統(tǒng)。它們雖然有的是自由軟件，有的是商業(yè)軟件，但都相當(dāng)程度地繼承了原始UNIX的特性，有許多相似處，并且都在一定程度上遵守POSIX規(guī)范。類Unix系統(tǒng)可在非常多的處理器架構(gòu)下運(yùn)行，在服務(wù)器系統(tǒng)上有很高的使用率，例如大專院?；蚬こ虘?yīng)用的工作站。

　　Linux

　　基于Linux的操作系統(tǒng)是20世紀(jì)1991年推出的一個多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它與UNIX完全兼容。Linux最初是由芬蘭赫爾辛基大學(xué)計算機(jī)系學(xué)生LinusTorvalds在基于UNIX的基礎(chǔ)上開發(fā)的一個操作系統(tǒng)的內(nèi)核程序,Linux的設(shè)計是為了在Intel微處理器上更有效的運(yùn)用。其后在理查德·斯托曼的建議下以GNU通用公共許可證發(fā)布，成為自由軟件Unix變種。它的最大的特點在于他是一個源代碼公開的自由及開放源碼的操作系統(tǒng)，其內(nèi)核源代碼可以自由傳播。[7]

　　經(jīng)歷數(shù)年的披荊斬棘，自由開源的Linux系統(tǒng)逐漸蠶食以往專利軟件的專業(yè)領(lǐng)域，例如以往計算機(jī)動畫運(yùn)算巨擘──SGI的IRIX系統(tǒng)已被Linux家族及貝爾實驗室研發(fā)小組設(shè)計的九號計劃與Inferno系統(tǒng)取代，皆用于分散表達(dá)式環(huán)境。它們并不像其他Unix系統(tǒng)，而是選擇自帶圖形用戶界面。九號計劃原先并不普及，因為它剛推出時并非自由軟件。Linux有各類發(fā)行版，通常為GNU/Linux，如Debian（及其衍生系統(tǒng)Ubuntu、LinuxMint）、Fedora、openSUSE等。Linux發(fā)行版作為個人計算機(jī)操作系統(tǒng)或服務(wù)器操作系統(tǒng)，在服務(wù)器上已成為主流的操作系統(tǒng)。

　　MacOSX

　　MacOS是一套運(yùn)行于蘋果Macintosh系列電腦上的操作系統(tǒng)。MacOS是首個在商用領(lǐng)域成功的圖形用戶界面。Macintosh組包括比爾·阿特金森（BillAtkinson）、杰夫·拉斯金（JefRaskin）和安迪·赫茨菲爾德（AndyHertzfeld）。MacOSX于2001年首次在商場上推出。它包含兩個主要的部分：Darwin，是以BSD原始代碼和Mach微核心為基礎(chǔ)，類似Unix的開放原始碼環(huán)境。

　　Windows

　　Windows是由微軟公司成功開發(fā)的操作系統(tǒng).Windows是一個多任務(wù)的操作系統(tǒng)，他采用圖形窗口界面，用戶對計算機(jī)的各種復(fù)雜操作只需通過點擊鼠標(biāo)就可以實現(xiàn)。[7]

　　MicrosoftWindows系列操作系統(tǒng)是在微軟給IBM機(jī)器設(shè)計的MS-DOS的基礎(chǔ)上設(shè)計的圖形操作系統(tǒng)。Windows系統(tǒng)，如Windows2000、WindowsXP皆是創(chuàng)建于現(xiàn)代的WindowsNT內(nèi)核。NT內(nèi)核是由OS/2和OpenVMS等系統(tǒng)上借用來的。Windows可以在32位和64位的Intel和AMD的處理器上運(yùn)行，但是早期的版

　　本也可以在DECAlpha、MIPS與PowerPC架構(gòu)上運(yùn)行。雖然由于人們對于開放源代碼作業(yè)系統(tǒng)興趣的提升，Windows的市場占有率有所下降，但是到2004年據(jù)庫服務(wù)等一些功能。

　　WindowsXP在2001年10月25日發(fā)布，2004年8月24日發(fā)布服務(wù)包2，2008年4月21日發(fā)布最新的服務(wù)包3。微軟上一款操作系統(tǒng)WindowsVista（開發(fā)代碼為Longhorn）于2007年1月30日發(fā)售[4]。WindowsVista增加了許多功能，尤其是系統(tǒng)的安全性和網(wǎng)絡(luò)管理功能，并且其擁有界面華麗的AeroGlass。但是整體而言，其在全球市場上的口碑卻并不是很好。Windows8微軟在2012年10月正式推出，系統(tǒng)有著獨特的metro開始界面和觸控式交互系統(tǒng)，2013年10月17日晚上7點，Windows8.1在全球范圍內(nèi)，通過Windows上的應(yīng)用商店進(jìn)行更新推送。2014年1月22日，微軟在美國舊金山舉行發(fā)布會，正式發(fā)布了Windows10消費者預(yù)覽版。

　　iOS

　　iOS操作系統(tǒng)是由蘋果公司開發(fā)的手持設(shè)備操作系統(tǒng)。iOS與蘋果的MacOSX操作系統(tǒng)一樣，它也是以Darwin為基礎(chǔ)的，因此同樣屬于類Unix的商業(yè)操作系統(tǒng)。原本這個系統(tǒng)名為iPhoneOS，直到2010年6月7日WWDC大會上宣布改名為iOS。截止至2011年11月，根據(jù)Canalys的數(shù)據(jù)顯示，iOS已經(jīng)占據(jù)了全球智能手機(jī)系統(tǒng)市場份額的30%，在美國的市場占有率為43%。

　　Android

　　Android是一種以Linux為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng)，主要使用于便攜設(shè)備。[8]Android操作系統(tǒng)最初由AndyRubin開發(fā)，最初主要支持手機(jī)。2005年由Google收購注資，并組建開放手機(jī)聯(lián)盟開發(fā)改良，逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上。2011年第一季度，Android在全球的市場份額首次超過塞班系統(tǒng)，躍居全球第一。2012年11月數(shù)據(jù)顯示，Android占據(jù)全球智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場76%的份額，中國市場占有率為90%。[9]

　　WP

　　WindowsPhone（簡稱：WP）是微軟發(fā)布的一款手機(jī)操作系統(tǒng)，它將微軟旗下的XboxLive游戲、XboxMusic音樂與獨特的視頻體驗集成至手機(jī)中。微軟公司于2010年10月11日晚上9點30分正式發(fā)布了智能手機(jī)操作

　　系統(tǒng)WindowsPhone，并將其使用接口稱為“Modern”接口。2011年2月，“諾基亞”與微軟達(dá)成全球戰(zhàn)略同盟并深度合作共同研發(fā)。2011年9月27日，微軟發(fā)布WindowsPhone7.5。2012年6月21日，微軟正式發(fā)布WindowsPhone8，采用和Windows8相同的WindowsNT內(nèi)核，同時也針對市場的WindowsPhone7.5發(fā)布WindowsPhone7.8。2014年4月2日，微軟在舊金山召開Build2014開發(fā)者大會。大會上微軟推出WindowsPhone8.1更新，2014年8月4日晚，微軟正式向WP開發(fā)者推送了WP8.1GDR1預(yù)覽版，即WP8.1Update。

　　ChromeOS

　　ChromeOS是由谷歌開發(fā)的一款基于Linux的操作系統(tǒng)，發(fā)展出與互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合的云操作系統(tǒng)，工作時運(yùn)行Web應(yīng)用程序。谷歌在2009年7月7日發(fā)布該操作系統(tǒng)，并在2009年11月19日以ChromiumOS之名推出相應(yīng)的開源項目，并將ChromiumOS代碼開源。[10]

　　ChromeOS同時支持Intelx86以及ARM處理器，軟件結(jié)構(gòu)極其簡單，可以理解為在Linux的內(nèi)核上運(yùn)行一個使用新的窗口系統(tǒng)的Chrome瀏覽器。對于開發(fā)人員來說，web就是平臺，所有現(xiàn)有的web應(yīng)用可以完美的在ChromeOS中運(yùn)行，開發(fā)者也可以用不同的開發(fā)語言為其開發(fā)新的web應(yīng)用。