操作系统发展史

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2024年4月28日发(作者：)

操作系统发展史

操作系统的发展历程和计算机硬件的发展历程密切相关。从1946年诞生第一台电子计算机以来，

计算机的每一代进化都以减少成本、缩小体积、降低功耗、增大容量和提高性能为目标，随着计算机

硬件的发展，同时也加速了操作系统的形成和发展。

最初的计算机并没有操作系统，人们通过各种操作按钮来控制计算机。随后为了提高效率而出现

了 汇编语言，操作人员通过有孔的纸带将程序输入计算机进行编译。这些将语言内置的计算机只能由

操作人员自己编写程序来运行，不利于设备、程序的共用。为了解 决这种问题，就出现了现代的操作

系统。操作系统是人与计算机交互的界面，是各种应用程序共同的平台。有了操作系统，一方面很好

地实现了程序的共用，另一方 面也方便了对计算机硬件资源的管理。

随着计算技术和大规模集成电路的发展，微型计算机迅速发展起来。从20世纪70年代中期开始

出现了计算机操作系统。1976年，美国DIGITAL RESEARCH软件公司研制出8位的CP/M操作系统。

这个系统允许用户通过控制台的键盘对系统进行控制和管理，其主要功能是对文件信息进行管理，以

实 现硬盘文件或其他设备文件的自动存取。此后出现的一些8位操作系统多采用CP/M结构。

计算机操作系统的发展经历了两个阶段。第一个阶段为单用户、单任务的操作系统，继CP/M操

作系统之后，还出现了C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和MS-DOS等磁盘操作系统。

其中值得一提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其兼容机上运行的操作系统，它起源于

SCP86-DOS，是1980年基于8086微处理器而设计的单用户操作系统。后来，微软公司获得了该操

作系统的专利权，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位操作系统。从此，微型计算机进入了一个新纪元。1987

年，微软发布的MS-DOS 3.3版本是非常成熟可靠的DOS版本，微软据此取得个人操作系统的霸主

地位。

随着社会的发展，早期的单用户操作系统已经远远不能满足用户的要求，各种新型的现代操作系

统犹如雨后春笋一样出现了。

现代操作系统是计算机操作系统发展的第二个阶段，它是以多用户多道作业和分时为特征的系统。

其典型代表有UNIX、Windows、Linux、OS/2等操作系统。

Unix由贝尔实验室的KenThompson和Dennis Ritchie在1968年共同开发出来，1970年Unix

被移植到PDP-11/20上，系统由原来的同时支持2个用户提升到同时支持3个用户，可见Unix从一

开始就是多用户的操作系统。这就是第一个版本。

UNIX第二版于1972年发行，增添了管道的功能。该版本还加上了除汇编之外的编程语言支持。

1973年，Ken和Dennis成功地用C重写了UNIX核心。解释器也被重写了，这增加了系统的

健壮性，也使编程和调试变得容易了很多，也为Unix的可扩展性打下了基础。

1974年，Ken和Dennis在CommunicationsoftheACM上发表了论文介绍UNIX系统。这篇

文章在学术界引起了广泛的兴趣。其第5版正式以“仅用于教育目的”的方式向各大学提供。UNIX

第5版因此在许多大学广泛地用于教学。

到了20世纪70年代末，在UNIX发展到了版本6之后，AT&T认识到了UNIX 的价值，并成立

了UNIX系统实验室(UNIX System Lab，USL)来继续发展UNIX。因此AT&T一方面继续发展内部

使用的UNIX版本7，一方面由USL开发对外正式发布的UNIX版本，同 时AT&T也宣布对UNIX

产品拥有所有权。几乎在同时，加州大学伯克利分校计算机系统研究小组(CSRG)使用UNIX对操作系

统进行研究， 他们的研究成果就反映在他们使用的UNIX中。他们对UNIX的改进相当多，增加了很

多当时非常先进的特性，包括更好的内存管理、快速且健壮的文件系统 等，大部分原有的源代码都被

重新写过，以支持这些新特性。很多其他UNIX使用者，包括其他大学和商业机构，都希望能得到CSRG

改进的UNIX系统。因 此CSRG中的研究人员把他们的UNIX组成一个完整的UNIX系统(Berkeley

Software Distribution，BSD)并对外发布。

BSD UNIX在UNIX的历史发展中具有相当大的影响力，被很多商业厂家采用，成为很多商用

UNIX的基础，而AT&T与其同时存在的UNIX版本的影响就小得多。同时很多研究项目也是以BSD

UNIX为研究系统，例如美国国防部的项目—— ARPAnet，ARPAnet今天发展成了Internet，而BSD

UNIX中最先实现了TCP/IP，使Internet和UNIX紧密结合在一起。

而AT&T的UNIX系统实验室，同时也在不断改进他们的商用UNIX版本，直到他们吸收了BSD

UNIX中已有的各种先进特性，并结合其本身的特点，推出了UNIX System V版本之后，情况才有了

改变。从此以后，BSD UNIX和UNIX System V形成了当今UNIX的两大主流，现代的UNIX版本

大部分都是这两个版本的衍生产品。

虽然AT&T的UNIX System V也是非常优秀的UNIX版本，但是BSD UNIX在Unix领域内的

影响更大。AT&T的UNIX系统实验室一直关注着BSD的发展，在1992年，UNIX系统实验室指控

BSDI(一家发行商业BSD UNIX的公司)违反了AT&T的许可权，发布自己的UNIX版本，并进一步指

控伯克利计算机系统研究组泄漏了UNIX的商业机密(此时的 4.3BSD中来自AT&T Unix的代码已经

不足10%)。这个官司影响了很多UNIX厂商，使他们不得不从BSD UNIX转向UNIX System V，以

避免法律问题。这使得当今大多数商业UNIX版本都是基于UNIX System V的。

从UNIX的发展历程，可以注意到UNIX与其他商业操作系统的不同之处主要在于其开放性。 在

系统开始设计时就考虑了各种不同使用者的需要，因而UNIX被设计为具备很大可扩展性的系统。由

于它的源代码被分发给大学，从而在教育界和学术界影响很 大，进而影响到商业领域中。大学生和研

究者为了科研目的或个人兴趣在UNIX上进行各种开发，并且不计较金钱利益，将这些源代码公开，

互相共享，这些行为 极大丰富了UNIX本身。很多计算机领域的科学家和技术人员遵循这些方式，开

发了数以千计的自由软件，包括FreeBSD在内。正因为如此，当今的 Internet才如此丰富多彩，与

其他商业网络不同，才能成为真正的全球网络。开放是UNIX的灵魂，也是Internet的灵魂。

由于UNIX的开放性，使得存在多个不同的UNIX版本。由于不同的UNIX使用稍有差别的 文件、

目录结构，提供略有不同的系统调用，因此对系统管理以及为UNIX开发可移植的应用程序带来了一

定的困难。例如System V和BSD的很多系统调用就存在不同。在UNIX历史发展中也存在将UNIX

完全统一的努力，例如POSIX 规范就是各个UNIX厂商经过协商，达成的UNIX操作系统应该遵循

的一套基本系统调用的规定。然而由于存在多个UNIX系统，各个厂商的意见很不统一， 因此POSIX

规范制定得很宽松，甚至Windows Nt中也存在一个POSIX子系统。

提到Windows操作系统，则不得不提到图形界面GUI，而最早的初的图形用户界面是由Xerx Pal

Alt研究中心70年代初期研发出来的，而Mac OS 是第一个商用的GUI界面系统。虽然现在的Unix

和Linux系统也有窗口，但那是后来的事了。

Windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统， 它使个人计算

机开始进入了所谓的图形用户界面时代。Windows 1.x版是一个具有多窗口及多任务功能的版本，但

由于当时的硬件平台为PC/XT，速度很慢，所以Windows 1.x版本并未十分流行。后来，经过微软

的不断发展，windows操作系统不断完善，到windows xp 时达到顶峰，而后来的vista则是一大败

笔，幸亏win7的及时出现才不算太难堪。

对于windows操作系统，我不想太多地叙述，因为大部分人都在使用它。到现在，windows几

乎成为了操作系统的代名词。

Unix虽然优秀，但因为它的昂贵和后期的操作系统不再提供源代码，让人对它多有不满；而

windows虽然大众化，操作简单，但它的低安全性和闭源性及微软的霸道，让许多专业计算机人员对

之愤愤不平。 这就导致了Minix的诞生，尽管它并不算是优秀的操作系统，但它提供源代码，它是

Unix的克隆。因为Minix坚持不扩展，后来大二学生Linus Torvalds开发了linux系统。

Linux操作系统是目前全球最大的一个自由软件，它是一个可与商业UNIX和微软Windows系

列相媲美的操作系统，具有包括完备的网络应用在内的各种功能。

Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发，其源程序在Internet上公布以后，引起了全球计算机

爱好者的开发热情，许多人下载该源程序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、最有发展前景的操作系统。 经过十余年的发展，Linux已经发

展得相当完善，并且在科研、教育、政府、商业以及个人方面拥有了相当多的用户。Linux的风靡全

球是因为它具有许多优点，它继承了Unix的众多优点，更重要的是它是开源的，遵循GPL协议。

Linux是一款免费的操作系统，人们可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源 代

码，这是其他的商用操作系统所无法比拟的。正是由于这一特点，吸引了来自全世界的无数程序员参

与Linux的修改、编写工作，Linux因此吸收了无数 程序员的精华，迅速发展完善。

完全兼容POSIX标准，这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows

程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在

Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。

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

都非常好的软件，肯定会得到越来越广泛的应用。

通常人们认为Linux是一个操作系统，这实际上是一个概念上的错误。Linux仅仅是一个操作系

统内核，仅仅提供一些基本的系统调用。我们使用的诸 如Red Hat Linux、Turbo Linux等实际上是

Linux内核＋各种应用软件，是GNU/Linux的某一种发布版本。

FreeBSD也是一个免费的类UNIX操作系统，它由BSDUNIX发展而来，由加州伯克利学校

(Berkeley)编写，第一个版本于1993年正式推出。

FreeBSD是真正的32位操作系统，系统核心中不包含任何16位代码，这使得它成为个人计算机

操作系统中最稳定、可靠的系统。FreeBSD工作站可以正常稳定地持续工作好几年，而不会有问题。

FreeBSD不仅被用来作为个人使用的工作站，还被一些ISP用来作为网络服务器，为广大 用户

提供网络服务。比如Yahoo主要的服务器都是使用FreeBSD，国内的网易也大范围使用FreeBSD。

一方面是由于FreeBSD的廉价，更重 要的是因为它具有强大的网络功能和网络工作所必须的良好稳

定性。互联网的前身ARPA网就是利用BSDUNIX实现的，所以，FreeBSD在网络方面显 得十分成

熟。

对于操作系统的认识完全不止这些，还有如AIX、OS/2、BeOS和netware等网络操作系统及包

括手机操作系统在内的众多嵌入式操作系统。

对于嵌入式操作系统，我认为是Linux和Java的天下。Linux的高效率和java的跨平台使得缺

乏它们的手机最终没有市场。

对于国内操作系统，我实在不敢恭维，最早的提到ccdos，而近来则只有破redflag（名字倒与

redflag有几分相像）。在08年微软黑屏事件的影响下，国内涌现出生产国产操作系统的热潮。据说

收购红旗后的中标准备推出“银河麒麟”，名字倒是很大，不知质量如何，据网上说它只是基于bsd

改造后的。不管怎样，我觉得我们国家若想光靠自己力量生产操作系统并想在世界范围内有影响力那

是不可能的。结果可能比红旗更惨。

我觉得若能基于现成的系统，如debian、suse等，再加上自己的元素，如对中文更友好的支持

等，那我相信能取得成功，有一个相当好的例子是2004年开始推出的Ubuntu是基于debian的，

但它现在成为了一款非常有竞争力的linux系统。雨林木风就是基于ubuntu的，现也变得对国内用

户有点影响，不过听说它要在下一款里靠自己架构，勇气是蛮好的，不知效果如何。

对我国内操作系统的发展去向，我认为一是可以开发linux系统；二是转入开发嵌入式系统，手

机操作系统是一个广阔的前景，因为手机功能越来越强大，而且价位更便宜，使用手机的人远远超过

电脑用户，它的便携是包括笔记本在内的电脑无法替代的。

最近又涌出新名词“云计算”，据预测以后可能没有操作系统，只有一个浏览器。这确实有相当

大的可能性，因为那样就可以大大减低电脑成本。我认为它在手机上实现的可能性会相当大，因为那

样的话，一来降低了成本，同时又增加了应用，而且便携，人们交流将更方便。

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