操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机硬件与软件资源，为用户提供服务，保障系统的稳定和高效运行。操作系统的发展历程可以分为多个阶段，每个阶段都伴随着计算机硬件的进步和用户需求的变化。
1. 人工操作阶段（1946-50年代中期）：在这一时期，操作系统尚未形成，用户需要直接用机器语言或汇编语言编写程序，并通过纸带或卡片进行输入输出。由于缺乏自动化工具，资源利用率低，系统效率低下，而且容易出错。这个阶段的局限性催生了后续的管理系统。
2. 管理程序阶段：50年代末至60年代中期，为了解决人工干预的问题，出现了监督程序，即早期的批处理系统，分为联机和脱机批处理。这些管理程序能够自动切换作业，减少了人工操作，但仍然是单道作业执行，资源利用率仍然不高。
3. 多道程序设计与操作系统形成：为了进一步提高资源利用率和系统吞吐量，多道批处理系统应运而生。多道程序设计允许同时在内存中存在多个程序，根据特定的调度算法轮流执行。从宏观角度看，这些程序并行执行，但从微观角度看，它们实际上是串行执行的。这种设计显著提升了处理器的使用效率，但也牺牲了单个任务的响应时间。
多道程序设计的效果可以通过实例来说明。例如，当有两道计算题同时运行时，虽然总的计算时间比单道系统更长，但由于处理器能够在不同任务之间切换，总体上处理的字符数量增多，提高了系统的整体效率。然而，这也会导致每个任务的完成时间延长，因为它们需要等待其他任务的I/O操作。
操作系统的发展也随着计算机体系结构的变化而变化，从单处理系统到多处理系统，再到分布式系统和计算机网络。这些变化促使操作系统需要更好地支持并发、分布式计算和网络通信，以满足日益复杂的计算需求和用户需求。
操作系统的发展和形成是一个不断进化的进程，由最初的人工操作阶段逐步演变为高度自动化和智能化的系统。这一过程不仅反映了计算机硬件技术的进步，也体现了对提高资源利用率、提升系统效率以及优化用户体验的持续追求。随着科技的不断发展，操作系统将继续适应新的挑战，如云计算、物联网和人工智能，以提供更加高效、智能的服务。
