操作系统理论是在计算机的应用中诞生并成长的，它的发展与计算机硬件的发展是密不可分的。下表是从硬件角度看操作系统的发展轨迹。
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年 |
硬 |
操作系统特点 |
背 |
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机械计算机时代（17世纪～20世纪初） |
①
② |
纯手工操作 |
从计算尺到差分机再到分析机发展了数百年 |
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第一代计算机（1946年～20世纪50年代末） |
①
② |
无操作系统 （程序以机器码编写，载体从插件板到卡片与纸带） |
1906年发明电子管； 1946年第一台电子管计算机ENIAC研制成功 |
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第二代计算机（20世纪50年代末～60年代中期） |
①
②
③
④ |
①
②
③ |
1947年发明晶体管 |
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第三代计算机（20世纪60年代中期~70年 |
①
②
③
④ |
①
② |
1958年发明集成电路；1971年Intel公司发明微处理器 |
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第四代计算机（20世纪70年代中期至今） |
①
②
③
④ |
①
②
③
④ |
1981年IBM-PC机诞生；1993年Internet开始商业化运作 |
从上表可以看出：
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在硬件的性价比较低的时候，操作系统设计追求硬件的使用率，从批处理系统发展到分时系统。
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随着硬件性价比越来越高，操作系统的设计开始追求系统的可靠性和稳定性，出现了多处理器系统和分布式系统。
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计算机普及后，操作系统的设计开始追求用户界面的友好。
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第一代和第二代计算机系统应用范围很小，操作系统的发展非常缓慢，直到第三代计算机系统出现后，才得以高速发展。
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从第三代到第四代计算机，操作系统的功能模块划分没有变化，说明计算机硬件结构已经稳定，操作系统的发展逐渐摆脱随硬件一起发展的状况，形成自己的理论体系。
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进入第四代计算机系统后，分布式系统和多处理器系统虽然极大地扩充了操作系统理论，但其系统结构并没有变化，只是各功能模块得以进一步完善。
总的来讲，随着操作系统理论的不断发展，操作系统设计中与硬件相关的部分所占比重越来越小，渐渐走出软件依附于硬件的局面，至今操作系统设计已经支撑起一个庞大的软件产业。