单/多道批处理系统&分时/实时系统

一、单道批处理系统

系统对作业的处理是成批进行的,但内存中始终只运行一道作业

主要特征:

(1)自动性(磁带上的一批作业能自动运行,无需人工干预)

(2)顺序性(磁带上的各道作业按顺序地进入内存,先调入内存的作业先完成)

(3)单道性(内存中仅有一道程序运行)

存在的问题:

作业运行过程中如果发生I/O请求,高速的CPU便需要等待低速的I/O操作完成,导致CPU资源利用率和系统吞吐量降低

二、多道批处理系统

多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存并运行。当一道程序因I/O请求而暂停运行时,CPU便立即转去运行另一道程序。它让系统的各个组成部分都尽量去“忙”,花费很少时间去切换任务,达到了系统各部件之间的并行工作,从而使各种资源得到充分利用,增大系统吞吐量大。

主要特征:

(1)多道(计算机内存中同时存放多道相互独立的程序)

(2)宏观上并行(同时进入系统的多道程序都处于运行过程中,即它们先后开始了各自的运行,但都未运行完毕)

(3)微观上串行(内存中的多道程序轮流占有CPU,交替执行)

存在的问题:

作业周转时间较长,并且不提供人机交互能力,用户既不能了解自己程序的运行情况,也不能控制计算机。

三、分时系统

所谓分时技术就是把处理器的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算,则该作业暂时停止运行,把处理器让给其他作业使用,等待下一轮再继续运行。由于计算机速度很快,给每个用户的感觉好像是自己独占一台计算机。

多道批处理是实现作业自动控制而无需人工干预的系统,而分时系统是实现人机交互的系统

主要特征:

(1)并行性(允许多个终端用户同时使用一台计算机)

(2)交互性(用户能够方便地通过显示器等设备,直接同程序进行交互。)

(3)独占性(系统中多个用户可以彼此独立地进行操作,互不干扰)

存在的问题:

虽然分时操作系统比较好地解决了人机交互问题,但是在一些应用场合,需要系统能对外部的信息在规定的时间(比时间片的时间还短)内作出处理(比如飞机订票系统或导弹制导系统)。因此,实时系统应运而生。

四、实时系统

实时系统主要用于专用系统,有着非常严格的固定时间要求。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。

主要特征:

(1)及时响应性

(2)高可靠性

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