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操作系统的发展与分类
- 一、手工操作阶段
- 二、批处理阶段 —— 单道批处理系统
- 三、批处理阶段 —— 多道批处理系统
- 四、分时操作系统
- 五、实时操作系统
- 六、其他操作系统
一、手工操作阶段
过程: 用户把程序写在纸带上(其实就是在纸带上打孔),然后输入到计算机中,计算机随后会处理这个程序,把输出结果又放在纸带中(其实还是打孔),展示给用户看。
由于用户在纸带上编写程序的速度很慢,纸带输入输出的速度也很慢,而计算机的处理速度快,所以系统资源的利用率极低。
**主要缺点:**用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低
二、批处理阶段 —— 单道批处理系统
引入脱机输入/输出技术
(用磁带完成),并使用监督程序
(操作系统的雏形)负责控制作业的输入、输出。
由于磁带录入到处理器中的速度比纸带快得多,所以单道批处理系统一定程序上缓和了人机速度矛盾,资源利用率有所提升。
主要优点: 缓解了一定程度的人机速度矛盾,资源利用率有所提升。
主要缺点: 内存中仅能有一道程序运行
,只有该程序运行结束之后才能调入下一道程序。CPU有大量的时间是在空闲等待I/O完成
。资源利用率依然很低。
三、批处理阶段 —— 多道批处理系统
🏕 每次往内存中输入多道程序,操作系统正式诞生,并引入了中断技术,由操作系统负责管理这些程序的运行。各个程序并发执行。
主要优点: 多道程序并发
执行,共享计算机资源。资源利用率大幅提升
,CPU和其他资源保持“忙碌”状态,系统吞吐量增大。
主要缺点: 用户响应时间长,没有人机交互功能
(用户提交自己的作业之后就只能等待计算机处理完成,中间不能控制自己的作业执行)
🌰 假设计算机需要处理三个作业:
作业一:输入1秒,计算1秒,输出1秒
作业二:输入1秒,计算1秒,输出1秒
作业三:输入1秒,计算1秒,输出1秒
采用单道批处理技术
采用多道批处理技术
四、分时操作系统
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务
,各个用户可通过终端与计算机进行交互。
主要优点: 用户请求可以被即时响应,解决了人机交互问题
。允许多个用户同时使用一台计算机,并且用户对计算机的操作相互独立,感受不到别人的存在。
主要缺点: 不能优先处理一些紧急任务
。操作系统对各个用户/作业都是完全公平的,循环地为每个用户/作业服务一个时间片,不区分任务的紧急性。
五、实时操作系统
在实时操作系统的控制下,计算机系统接收到外部信号后及时进行处理,并且要在严格的时限内处理完事件
。实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性。
主要优点: 能够优先响应一些紧急任务,某些紧急任务不需时间片排队。
六、其他操作系统
网络操作系统、分布式操作系统、个人计算机操作系统