操作系统的发展过程
未配置OS的计算机系统à批处理系统à分时处理系统à实时系统
1.2.1未配置OS的计算机系统
1、人工操作阶段
(1)特点:
无任何软件、没有源程序的概念
用物理地址编程、绝对装入
(2)缺点:
用户独占全机
CPU等待人工操作
严重浪费系统资源
(3)矛盾:
1)人机矛盾
2)处理机和I/O设备之间速率之间不匹配的矛盾。
2、脱机输入输出阶段
该方式是指在外围机的控制下实现程序和数据的自动输入输出的方式。
(1)优点:
减少CPU的空闲时间
提高了I/O速度
(2)缺点:
用户作业不能连续出来
3、单道批处理系统(OS的雏形)
(1)单道批处理系统的处理过程
1)批处理技术:指在管理程序的控制下,对一批作业自动进行处理而不需要人工干预的一种技术。该技术旨在提高系统的吞吐量和资源利用率。
2)该系统在监督程序的控制下,将一批以脱机方式输入到磁盘上进行作业。
(2)优点:
自动性、顺序性、单道性
(3)缺点:
1)内存仅有一道作业
2)系统资源不能被很好地利用
4、多道批处理系统
(1)基本概念:
1)多道程序设计技术:指在内存中同时存放若干作业,由CPU切换的方式,使他们同时运行在一种程序设计技术。
2)多道批处理系统:采用多道程序设计技术的操作系统被称为多道批处理系统。
(3)特点:
多道性、无序性、调度性
(4)优点:
资源利用率高、系统吞吐量大
(5)缺点:
平均周转时间长、无交互能力
注:(1)系统吞吐量:指系统在单位时间内所完成的工作总量
(2)周转时间:指作业从进入系统开始,直至其完成并退出系统为止所经历的时间。
-----------------------------------------------------------分时系统
5、分时系统
(1)基本概念:
1)分时系统:指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互的方式使用主机,共享主机中的资源。
2)响应时间:指用户通过键盘提交一个请求开始,直至显示屏显示出处理结果为止的一段时间。
注:使用分时系统用户最关心的是响应时间
(2)分时系统实现中的关键问题
1)及时接收(多路卡、缓冲区)
2)及时处理(直接存入内存、分配时间片)
(3)分时系统的特征
多路性、及时性、交互性、独占性
1)多路性:同时有多个用户使用一台计算机。
宏观上:多个人同时用一个CPU
微观上:多个人在交替使用CPU
2)及时性:系统对用户提出的请求及时响应。
3)交互性:用户根据响应结果进一步
4)独占性:用户感觉不到计算机为其他人提供服务(OS作为虚拟器使各个用户的工作互不干扰)
-----------------------------------------------------------实时性
6、实时系统
(1)概念:
1)实时系统:指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致的运行。
2)实时系统的特点:
1
)系统能对外部请求在严格时间内作出响应。
2)系统的可靠性较高
(2)实时系统的类型:
实时控制系统、实时信息处理系统
注:(1)实时控制系统:通常是指以计算机为中心的生产过程控制系统,又称计算机控制系统。
(2)实时信息处理系统:指以计算机为中心的实时信息查询系统和实时事务处理系统。
(3)实时系统的类型:
1)按任务执行时是否呈现周期性划分
①周期性实时任务
②非周期性实时任务
2)根据截止时间的要求划分:
①硬实时任务
②软实时任务
注:
(1)硬实时任务:必须满足任务对截止时间的要求
(2)软实时任务:也有截止时间,但可不严格遵守
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操作系统的进一步发展
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7、操作系统的进一步发展
两个方向的发展:一个是随着计算机系统结构的发展,形成多处理机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统;一个是把操作系统应用于微机,形成微机操作系统。
(1) [endif]多处理机操作系统概念:
1) [endif]概念:
多处理机操作系统:广义上说,使用多台计算机协同完成所要求的任务的计算机系统都是多处理机系统。传统的狭义多处理机系统是指利用系统内的多个CPU并行执行用户多个程序,以提高系统的吞吐量或用来进行冗余操作以提高系统的可靠性。
2)多处理机操作系统引入的原因:
A、CPU的时钟频率问题
B、增加系统吞吐量
C、节省投资
D、提高系统可靠性
3)多处理机操作系统的类型
主从式操作系统、独立监督式操作系统、浮动监督式操作系统
4)多处理机操作系统的特点:
并行性、分布性、机间的通信和同步性、可重构性
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[if !supportLists](2) [endif]分布式操作系统
[if !supportLists]1) [endif]概念:
分布式系统中若干个计算机可相互协作共同完成一项任务;资源为所有用户共享;各个计算机间相互通信;无主从关系;网络有主从关系。
[if !supportLists](3) [endif]微机操作系统
[if !supportLists]1) [endif]概念:
是指将操作系统应用于微机的操作系统
2) [endif]分类:
[if !supportLists]① [endif]单用户单任务操作系统
[if !supportLists]② [endif]单用户多任务操作系统
[if !supportLists]③ [endif]多用户多任务操作系统