2.2 操作系统发展史

嵌入式操作系统的发展经历了串行处理系统、简单批处理系统、多道程序设计批处理系统、分时系统和现代操作系统5个阶段，如图2-1所示。

2.2.1 串行处理系统

在电子计算机发展初期，还没有操作系统的概念，人们只能通过一个显示灯、跳线和某些输入/输出设备同计算机打交道。当需要执行某个计算机程序时，人们通过输入设备将程序输入到计算机中，然后等待运行结果。如果中间出现错误，程序员就得检查计算机寄存器、内存，甚至是一些元器件以找出原因所在；如果顺利完成，结果就从打印机上打印出来。人们称这种工作方式为串行处理方式。随着计算机技术的发展，一些较为成型的软件开始出现，比如说，调试器、I/O驱动等。

2.2.2 简单批处理系统

由于早期的计算机系统十分昂贵，人们希望通过某种方式来提高计算机的利用率，于是批处理的概念就被引入了。

在早期的批处理系统中，功能相对比较简单，其核心思想就是借助某个称为监视器的软件，用户不需要直接和计算机硬件打交道，而只需要将自己所要完成的计算任务提交给计算机操作员即可。在操作员那里，所有计算任务按照一定的顺序被成批输入到计算机中。当某个计算任务结束之后，监视器会自动开始执行下一个计算任务。

2.2.3 多道程序设计批处理系统

即便是采用了批处理技术，也不能对计算机资源进行有效利用。其中一个很头疼的问题就是I/O设备的操作速度往往比处理器慢很多，当某个批处理任务需要访问I/O设备的时候，处理器往往处于空闲状态。基于这方面的考虑，多道程序设计思想被引入了批处理系统中。通常，多道程序设计也可被称为多任务，即多道程序设计批处理系统也可称为多任务批处理系统。多道程序设计思想的引入允许某个计算任务在等待I/O操作的时候，计算机可以转而执行其他计算任务，从而提高处理器的利用率。

2.2.4 分时系统

在多任务批处理系统中，计算机资源的利用率得到了很大提高，但问题是如果用户希望能够干预计算机任务的执行该怎么办？这时需要通过引入一种交互模式来实现这一功能，因而引入了分时的概念。在分时系统中，处理器时间按照一定的分配策略在多个用户中间共享。在实际的单处理器系统中，多个任务交替获取处理器控制权，交替执行，从而提供了更好的交互性能。

2.2.5 现代操作系统

现代操作系统技术是在综合了以上4种典型的操作系统技术的基础上提出的操作系统实现方式，它满足了现代计算机系统管理和使用的要求，其主要特征是多任务、分时，而且很多系统都开始陆续加入多用户功能。现代操作系统一般包括以下内容。

● 进程及进程管理。

● 内存及虚拟管理。

● 信息保护和安全。

● 调度和资源管理。

● 模块化和系统化设计。