操作系统简述

概念:

并发共享是操作系统的两个最基本的特性,它们又是互为存在条件。一方面资源共享是以程序(进程)的并发性执行为条件的,若系统不允许程序并发执行,自然不存在资源共享问题。另一方面若系统不能对资源共享实施有效管理,则也必将影响到程序并发执行。

分类:

1、手工操作阶段,其实就是没有操作系统的阶段.
2、批处理阶段,操作系统开始出现,分为单道批处理系统和多道批处理系统。
2.1、单道批处理系统:系统对作业的处理是成批进行的,但内存中始终保持一道作业。为了进一步提高资源的利用率和系统的吞吐量,引入了多道程序技术。
2.2、多道批处理系统为了提高CPU利用率,充分发挥计算机并行性。允许多个程序同时进入内存并运行。即同时把多个程序放入内存,并允许它们交替在CPU中运行,它们共享系统中的各种硬、软件资源。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。它没有用某些机制提高某一技术方面的瓶颈问题,而是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,使其整体在单位时间内的效率翻倍。
(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。
缺点:用户响应的时间较长。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。
3、分时操作系统:在操作系统中釆用分时技术就形成了分时系统。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,作业运行轮转得很快,给每个用户的感觉好像是自己独占一台计算机。分时操作系统是多个用户通过终端同时共享一台主机,这些终端连接在主机上,用户可以同时与主机进行交互操作而互不干扰。所以,实现分时系统最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互,即当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,再将结果返回用户,所以也可以认为具有实时性。分时系统也是支持多道程序设计的系统,但它不同于多道批处理系统。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。
(1)同时性:也称多路性,指允许多个终端用户同时使用一台计算机,即一台计算机与若干台终端相连接,终端上的这些用户可以同时或基本同时使用计算机;
(2)交互性:用户能够方便地与系统进行人-机对话;独立性。系统中多个用户可以彼此独立地进行操作,互不干扰,单个用户感觉不到别人也在使用这台计算机,好像只有自己单独使用这台计算机一样;
(3)及时性:用户请求能在很短时间内获得响应。分时系统釆用时间片轮转方式使一台计算机同时为多个终端服务,使用户能够对系统的及时响应感到满意。
(4)独立性:用户和用户之间都是独立操作系统的,在同时操作时并不会发生冲突,破坏,混淆等现象.
缺点: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。
4、实时操作系统:为了能在某个时间限制内完成某些紧急任务而不需时间片排队,诞生了实时操作系统。这里的时间限制可以分为两种情况:如果某个动作必须绝对地在规定的时刻(或规定的时间范围)发生,则称为硬实时系统。例如,飞行器的飞行自动控制系统,这类系统必须提供绝对保证,让某个特定的动作在规定的时间内完成。如果能够接受偶尔违反时间规定,并且不会引起任何永久性的损害,则称为软实时系统,如飞机订票系统、银行管理系统。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接收的事件。
及时性、可靠性、多路性、交互性、 独立性

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