1. 操作系统诞生背景
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1940，1950 年代的电脑，每次只能运行一个程序，程序员在打孔卡纸上写程序
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然后拿到一个计算机房间，交给操作员，计算机空闲下来的时候，操作员会把程序放入，然后运行，输出结果，停机
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运行一个程序通常需要几个小时，几天甚至几周
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以前计算机慢的时候，手动放程序的做法可以接受，但是随着计算机越来越快，放程序的时间比运行程序的时间更长
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我们需要一种方式，让计算机自动运作，于是「操作系统」诞生了。
2. 操作系统介绍
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简称 OS，其实也是程序
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有操作硬件的特殊权限，可以运行和管理其他程序
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一般是开机第一个启动的程序。其他所有程序都由操作系统启动
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开始于 1950 年代
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第一个操作系统，加强了程序加载方式（指批处理）。
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批处理（batch processing）:之前只能一次给一个程序，现在可以一次多个。当计算机运行完一个程序，会自动运行下一个程序，这样就不会浪费时间，找下一个程序的纸卡
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外部设备：和计算机连着的其他设备。（因此程序员有的时候需要了解设备的硬件细节，一般是阅读手册来写代码）。现在是「即插即用」，以前是「祈祷能用」
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为了程序员写软件更容易，操作系统充当软件和硬件之间的媒介：提供 API 来抽象硬件，叫「设备驱动程序」，程序员可以用标准化机制和输入输出硬件交互
3. 1950年代尾声
- 这个时候，电脑已经非常快，经常是处理器闲着，等着外部慢的机械设备，比如打印机和读卡器
4. 1950 年代后期，
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Atlas：世界上第一台超级计算机，由英国曼彻斯特大学开始研发
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1962 年，出现 Atlas Supervisor
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不仅可以自动加载程序
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还可以在单个 CPU 上同时运行几个程序（通过调度来实现这一点）
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最终达到：多个程序可以同时运行，在单个 CPU 上共享时间，这种能力被称为「多任务处理」multitasking
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给每个程序分配专属内容，
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解决程序切换的时候的数据丢失问题
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隔离后更好，可以实现「内存保护」，同时可以防止病毒程序
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虚拟内存
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程序可以假定内存总是从地址 0 开始
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内存地址「虚拟化」
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实际物理位置被操作系统隐藏和抽象了
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动态内存分配：
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使程序的内存大小可以灵活增减
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简化了一切，为操作系统同时运行多个程序提供了极大的灵活性
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分时操作系统
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每个用户只能用一小部分处理器、内存等
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最有影响力的是 Multics ：多任务信息与计算系统，
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于 1969 年发布
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是第一个从设计时就考虑到安全的操作系统
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复杂度超过当时的平均水准
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操作系统占 1MB 内存，这在当时很多，可能是内存的一半
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被 Unix 的设计者称为没有获得商业成功是因为「过度设计」，功能太多
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Unix
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操作系统分为两部分
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1 操作系统的核心功能
- 内核：内存管理、多任务、输入/输出处理
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2 一堆有用的工具
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由于其具有的简单性，可以在更便宜更多的硬件上运行
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1970-1980 年代最流行的操作系统之一
Windows
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风行开始于 90 年代
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磁盘操作系统（MS-DOS）只有 160KB，一张磁盘就可以容纳
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1981 年发布，成为早起家用电脑最受环境的操作系统
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虽然系统崩溃很讨厌但还可以接受，因为用户可以重启
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1985年，发布早期 Windows，也会出现蓝屏
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蓝屏代表程序崩溃的非常严重，把系统也带崩溃了
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新版的 Windows 有更好的保护，不会经常崩溃
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今日操作系统
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Mac OS, Windows, Linux, iOS, Android
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虽然一般只有一个用户，就是正在使用设备的你，但是操作系统依然有「多任务」、「虚拟内存」、「内存保护」，因此可以同时运行多个程序
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一边在浏览器看视频，一边使用修图软件，播放音乐等
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如果没有操作系统这几十年的发展，这些都不可能
2022.4.23
