操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

操作系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀引言操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行，管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合，是計(jì)算機(jī)必不可少的一部分。操作系統(tǒng)的發(fā)展與硬件急社會(huì)需求息息相關(guān)。從最早的批次模式到分時(shí)機(jī)制，多處理器時(shí)代來(lái)臨時(shí)，操作系統(tǒng)也隨之添加多處理器協(xié)調(diào)功能，甚至是分布式系統(tǒng)的協(xié)調(diào)功能。在個(gè)人電腦上，個(gè)人電腦之操作系統(tǒng)因襲大型電腦的成長(zhǎng)之路，在硬件越來(lái)越復(fù)雜、強(qiáng)大時(shí)，也逐步實(shí)踐以往只有大型電腦才有的功能。操作系統(tǒng)的歷史是一部解決電腦系統(tǒng)需求與問(wèn)題的歷史。操作系統(tǒng)的分類(lèi)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)1974年,英特爾公司生產(chǎn)出第一代cpu芯片英特爾8086，并配套開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的磁盤(pán)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)CP/M(ControlProgram/Monitor)。CP/M是個(gè)人計(jì)算機(jī)上的第一個(gè)操作系統(tǒng)。后來(lái)，微軟以此系統(tǒng)為基礎(chǔ)，為IBM開(kāi)發(fā)出操作系統(tǒng)PC-DOS,在其他公司的計(jì)算機(jī)上該系統(tǒng)則稱(chēng)為MS-DOSo20世紀(jì)80年代中期，Apple首先推出基于圖標(biāo)的可視化操作系統(tǒng)Macintosho受此啟發(fā)，微軟公司也開(kāi)發(fā)了圖形界面的操作系統(tǒng)MicrosoftWindows1.0操作系統(tǒng)。早期的Windows是只基于Dos系統(tǒng)的一個(gè)圖形應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)20世紀(jì)70年代末到80年代初，個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)給操作系統(tǒng)帶來(lái)新的要求。為方便控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人們提出“分布式操作系統(tǒng)”的理想境界。在為之奮斗的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)隨之派生。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入到對(duì)象體系中的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代嵌入式操作系統(tǒng)就用于對(duì)電子機(jī)械電話交換的控制，當(dāng)時(shí)被稱(chēng)為“存儲(chǔ)式程序控制系統(tǒng)”。1971年11月，Intel公司成功地把算術(shù)運(yùn)算器和控制器電路集成在一起，推出了一系列微處理器，以這些微處理器作為核心所構(gòu)成的系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用于儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、家電等領(lǐng)域。微處理器的廣泛應(yīng)用形成了一個(gè)廣闊的嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)。人們接觸最多的當(dāng)屬PalmOS、Windowsmobile>Linux和Android、，黑莓等手機(jī)操作系統(tǒng)。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的幾點(diǎn)猜測(cè)移動(dòng)通信設(shè)備、系統(tǒng)通用化與嵌入式操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)催生網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，隨著移動(dòng)終端以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們必將需要一種可以方便控制計(jì)算機(jī)及移動(dòng)終端的系統(tǒng)。人們一定希望能像操作計(jì)算機(jī)一樣在手機(jī)等移動(dòng)終端上處理各種工作。這一點(diǎn)可以從蘋(píng)果iPhone的熱銷(xiāo)看出來(lái)。另一方面，雖然在手機(jī)領(lǐng)域，嵌入式操作系統(tǒng)以有些通用操作系統(tǒng)的影子。然而在其他領(lǐng)域，如家電及機(jī)器人領(lǐng)域，就是完全獨(dú)立的了。然而已有不少將家庭中的所有電器集中用一臺(tái)計(jì)算機(jī)管理的設(shè)想?！皵?shù)字家庭”就以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，各種家電通過(guò)不同的互連方式進(jìn)行通信及數(shù)據(jù)交換，以期實(shí)現(xiàn)家用電器之間的“互聯(lián)互通”。這就對(duì)操作系統(tǒng)提出新的要求：能夠管理完全不同的幾類(lèi)設(shè)備。也許在不久以后，人們可以向訪問(wèn)路由器一樣訪問(wèn)家用電器。安全問(wèn)題與操作系統(tǒng)多樣化隨著操作系統(tǒng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)用用領(lǐng)域的擴(kuò)展，安全問(wèn)題顯得越來(lái)越重要。和層出不窮的病毒和木馬的斗爭(zhēng)一直沒(méi)有停止過(guò)。而最近聞名的超級(jí)工廠病毒，則使安全問(wèn)題不在僅僅局限于普通的通用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。安全問(wèn)題將推動(dòng)操作系統(tǒng)個(gè)性化發(fā)展操作系統(tǒng)的幾大特征1.開(kāi)源化隨著微軟公司與諾維爾（Novel1）公司在Linux上的結(jié)盟以及升陽(yáng)啟動(dòng)OpenSolaris項(xiàng)目，開(kāi)源軟件模式及其實(shí)現(xiàn)的價(jià)值越來(lái)越得到社會(huì)的認(rèn)可。開(kāi)源改變了未來(lái)操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式，使得聚集大家的力量打破組織邊界、持續(xù)創(chuàng)造出更高質(zhì)量、更安全和更易用的操作系統(tǒng)成為可能。另外，更重要的是它改變了操作系統(tǒng)的使用方式——從“使用許可”為主的商業(yè)模式變成以支持和咨詢等面向服務(wù)為主的商業(yè)模式，在全球向服務(wù)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的過(guò)程中扮演著日益重要的角色。從本質(zhì)上講，開(kāi)源操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式和許可機(jī)制更加適合于面向服務(wù)的商業(yè)模型，其利潤(rùn)核心并不是純軟件開(kāi)發(fā)或者是任何形式的軟件產(chǎn)品，而是軟件服務(wù)。因此，未來(lái)以開(kāi)源Linux等為代表的操作系統(tǒng)，包括FreeBSD22、NetBSD23、OpenBSD24和OpenSolaris25等，將不斷占領(lǐng)更大的市場(chǎng)空間。目前，全球市場(chǎng)上人氣很旺的蘋(píng)果公司的iPhone手機(jī)產(chǎn)品就是利用開(kāi)源操作系統(tǒng)的典型代表。2.專(zhuān)用化隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展以及普適計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域需要滿足特殊需求的專(zhuān)用操作系統(tǒng)，比如嵌入式操作系統(tǒng)、多媒體操作系統(tǒng)、企業(yè)應(yīng)用操作系統(tǒng)等。這類(lèi)系統(tǒng)未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)越來(lái)越廣。小型化或微型化通用操作系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性過(guò)大。為了適應(yīng)特定的應(yīng)用領(lǐng)域，比如手機(jī)、手持游戲機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理（PDA26），甚至在特定的家用設(shè)備，如智能遙控器等，未來(lái)操作系統(tǒng)必然逐漸向規(guī)模和功能小型化發(fā)展。此外，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，在一些微型設(shè)備中需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一些微型操作系統(tǒng)，已經(jīng)開(kāi)始研究的納米操作系統(tǒng)就是其中一種。便攜化隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，目前的操作系統(tǒng)已經(jīng)可以像文件一樣隨身攜帶，并在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。但對(duì)于現(xiàn)在的虛擬機(jī)規(guī)模過(guò)大等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活中的一部份，操作系統(tǒng)也越來(lái)越依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)資源的共享與通信。盡管目前提出了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)，但這類(lèi)操作系統(tǒng)在技術(shù)上還不成熟，因此要想達(dá)到目標(biāo)，要在相關(guān)領(lǐng)域做重點(diǎn)研究。6.安全化或可信化迄今為止，基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到金融、電信、宇航、電子商務(wù)、電子政務(wù)和軍事等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。但是互聯(lián)網(wǎng)本身具有的開(kāi)放性和動(dòng)態(tài)性正日益導(dǎo)致各種安全問(wèn)題日益嚴(yán)重，其應(yīng)用的發(fā)展也越來(lái)越受到制約。因此，包括微軟和升陽(yáng)在內(nèi)的眾多廠商開(kāi)始重視并逐步建立起安全和可信的操作系統(tǒng)。然而，這種具有較高安全性和可信性的操作系統(tǒng)離用戶可接受程度還有一定距離，這也成為業(yè)界積極研究的課題。我國(guó)安全操作系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題1、長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)廣泛應(yīng)用的主流操作系統(tǒng)都是從國(guó)外引進(jìn)直接使用的產(chǎn)品。從國(guó)外引進(jìn)的操作系統(tǒng)，其安全性難以令人放心。2、 我國(guó)在安全操作系統(tǒng)方面已經(jīng)開(kāi)展了一些工作，但是缺乏理論基礎(chǔ)，也就是缺乏對(duì)安全模型和安全評(píng)估準(zhǔn)則的深入研究，使得安全操作系統(tǒng)方案缺乏整體性。3、 目前國(guó)內(nèi)基本上都是利用國(guó)外的技術(shù)甚至是部分源代碼，根據(jù)市場(chǎng)需要自己組合成的操作系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不具有我們的自主版權(quán)。4、 以Linux為代表的國(guó)際自由軟件的發(fā)展為我國(guó)發(fā)展具有自主版權(quán)的系統(tǒng)軟件提供了良好的機(jī)遇。但是Linux的內(nèi)核設(shè)計(jì)缺乏模塊化，從而導(dǎo)致基于Linux平臺(tái)研制安全操作系統(tǒng)的做法缺乏科學(xué)的安全模型支持。發(fā)展對(duì)策1、當(dāng)前面對(duì)分布式的開(kāi)放環(huán)境，出現(xiàn)了新的安全問(wèn)題，因此要結(jié)合當(dāng)前已經(jīng)顯示出來(lái)的和將來(lái)有可能產(chǎn)生的安全問(wèn)題和應(yīng)用需要，加強(qiáng)安全操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的研究，以提供符合安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的安全核心體系結(jié)構(gòu)，從而解決原有體系結(jié)構(gòu)無(wú)法解決的問(wèn)題。2、 其中包括安全模型的研究及其形式化描述與證明，評(píng)估準(zhǔn)則與方法的研究，為操作系統(tǒng)安全研究的進(jìn)一步工作提供有價(jià)值的參考。3、 而要真正設(shè)計(jì)出有中國(guó)特色的自主版權(quán)的系統(tǒng)，工程上應(yīng)該從系統(tǒng)內(nèi)核做起。我們可以以對(duì)專(zhuān)用安全操作系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)作為工程契入點(diǎn)，針對(duì)安全性要求高的應(yīng)用環(huán)境配置特定的安全策略，提供靈活、有效的安全機(jī)制，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、符合相應(yīng)安全目標(biāo)的專(zhuān)用安全核心系統(tǒng)，并盡可能少地影響系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率。4、 對(duì)于當(dāng)前無(wú)法從內(nèi)核進(jìn)行改造的系統(tǒng)，則可以進(jìn)行安全加固。例如對(duì)微軟的Windows這樣龐大的操作系統(tǒng)，有3500萬(wàn)行源代碼，而它的源碼不公開(kāi)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分析，不能排除其中存在著人為“陷井”。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，Windows95和Windows98都存在著將用戶信息發(fā)送到微軟網(wǎng)站的“后門(mén)”。在沒(méi)有源碼的情形下，很難再加強(qiáng)操作系統(tǒng)內(nèi)核的安全性，而我國(guó)用戶使用的操作系統(tǒng)95%以上是Windows，占據(jù)著國(guó)內(nèi)操作系統(tǒng)市場(chǎng)的大半壁江山，從保障我國(guó)網(wǎng)絡(luò)及信息安全的角度考慮，必須增強(qiáng)它的安全性，因此只能采用設(shè)計(jì)安全隔離層一一中間件的方式，增加安全模塊，以解燃眉之急。5、但是，在解決操作系統(tǒng)安全問(wèn)題的方法和策略中，填堵安全漏洞的這種“打補(bǔ)釘”作法只能是權(quán)宜之計(jì)，無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。要真正獲得具有較高安全可信度的系統(tǒng)，必須從系統(tǒng)核心的安全結(jié)構(gòu)體系著手，進(jìn)行全局的設(shè)計(jì)。結(jié)論