操作系统概述

操作系统(Operating System，简称OS)，是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。

操作系统基本分为三类：批处理系统、分时操作系统、实时操作系统。

50年代，人们用晶体管代替电子管，制造出了第二代计算机。当时计算机是很昂贵的设备，为了充分发挥计算机的效能，让它不停工作，就出现了批处理系统。把任务都输入磁带，让计算机读入一条任务，就开始执行，完成后，再依次读入下一条任务，直到全部处理完。这就是第一代操作系统--批处理系统。这种系统基本没有用户交互。这种系统一般只有商业、军事、工业行业在用。

Ken Thompson与Dennis Ritchie

大约在1970年，Ken Thompson为了给自己编的游戏Space Travel找个运行环境，测试了多个系统，感觉都不爽。干脆就自己开发了一个，这就是初版的Unix。1970后，贝尔实验室内部就开始流行用这个。后来，Thompson的同事Dennis Ritchie，觉得编程语言不好用，就搞出个C语言。1973年，Unix就用C重写了，大大提高了开发效率。就是这个Unix，奠定了现在分时操作系统基础。此后的系统，多少都参照了Unix的特征。

后来，美国国防部，把TCP/IP、Unix、C语言打包，由AT&T发布给各大学，用于非商业用途。

基于这条路线，出现了Sun Solaris、IBM AIX、HP-UX等商业版本，还有FreeBSD这种免费版本。

Unix系统一般用于专用的机器，而且人机交互不友好，普通人很少见到。

至于后代子孙，著名的苹果操作系统（包括桌面与手机），就是基于FreeBSD发展来。

Linus Torvalds

1991年，在大学读书的Linus Torvalds，感觉教学使用的Minix很烂，就自己开发了1万行代码的系统核心，并且开源出来。

从此世上有了一个开源的玩具Linux，通过30年发展，基于Linux核心的系统门派林立。比如现在的手机Android系统就是基于Linux，还有桌面Ubuntu、RedHat。。。

Bill Gates

1980年，微软购买了QDOS操作系统，修改后，命名为MS-DOS，随IBM的pc机器一起销售。最早IBM并没看好这个市场，没想到个人机器发展迅猛。MS-DOS以及其后的Windows9x系统，成为了个人机操作系统的霸主。

后来，IBM与微软合作开发OS/2系统，因为分歧，双方各自独立发展。微软的OS/2，称为Windows NT，针对商业客户。2001年，windows XP面世，NT技术正式用于一般消费市场。直到今天的windows10，使用的内核也是基于NT。

上面说的操作系统，基本都被称作分时操作系统。

就是将CPU时间分成一段段，称为时间片（Time Slice，一般取100ms以下），哪个任务获得了时间片，就获得了在此段时间使用cpu的权利，由于计算机cpu时间片段很短，对于人类的日常应用，感觉上计算机在同时做几件事。

Netmarketshare 发布的2020年5月份操作系统市场份额报告

分时系统，人们最熟悉，也称为通用市场，2020年5月的市场占有率来看，windows系统占有绝对优势。

实时操作系统（RTOS），主要用于嵌入式设备，专业或工业用途为主。比如一枚导弹，使用的肯定不会是windows系统，死机了重启，都需要十几秒，导弹都不知道飞哪去了！！！

主要特点如下：

1）高精度计时系统

计时精度是影响实时性的一个重要因素。经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务，或精确的计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度，也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。

2）多级中断机制

一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件，但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即作出反应，有的则可以延后处理。因此，需要建立多级中断嵌套处理机制，以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。

3）实时调度机制

实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断，同时也要及时调度运行实时任务。

实时操作系统比较著名的有：uc/OS、FreeRTOS、vxWorks，国产的RT-Thread使用的也不少。