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【操作系统复习】操作系统的发展与分类

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。

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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。

在这里插入图片描述

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
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采用多道批处理技术
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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。
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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

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