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20世纪50年代中期#xff0c;第一个简单的批处理系统 60年代中期#xff0c;多道程序批处理系统#xff0c;随后出现分时系统 上世纪80年代开始至21世纪初#xff0c;微型机、多处理机、计算机网络大发展年代→微机OS、多处理机OS和网络OS的形成和大发展…1.2 OS的发展过程
20世纪50年代中期第一个简单的批处理系统 60年代中期多道程序批处理系统随后出现分时系统 上世纪80年代开始至21世纪初微型机、多处理机、计算机网络大发展年代→微机OS、多处理机OS和网络OS的形成和大发展年代。
1.2.1 无OS的计算机系统
这一时期有两种操作方式
人工操作方式 脱机输入/输出Off-Line I/O方式
20世纪50年代末
人工操作方式
程序员将事先已穿孔对应于程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片输入机
再启动输入机将程序和数据输入计算机
然后启动计算机运行。
当程序运行完毕并取走计算结果后才让下一个用户上机。
缺点用户独占全机CPU等待人工操作
脱机输入/输出方式 优点1减少了CPU的空闲时间
2提高了I/O速度
1.2.2 单道批处理系统
1. 单道批处理系统的处理过程 把一批作业以脱机方式输入到磁带上 在监督程序Monitor控制下使这批作业一个接一个地连续处理。
参看下页的图1-3
它是OS的前身而非现在人们理解的OS。 2. 单道批处理系统的特征
自动性
在磁带上的作业能自动地逐个地依次运行而无需人工干预。
顺序性
磁带上的各道作业是顺序地进入内存各道作业的完成顺序与它们进入内存的顺序相同即先调入内存的作业先完成。
3单道性
在内存中仅有一道程序运行即监督程序每次从磁带上只调入一道程序进入内存当该程序完成或发生异常情况时才换入其后继程序进入内存运行
1.2.3 多道批处理系统
多道程序设计的基本概念 用户提交的作业事先存放在外存上形成“后备队列” 作业调度程序按一定算法从后备队列中选择若干作业调入内存使它们共享CPU和系统中的各种资源。
好处1提高CPU利用率
2提高内存和I/O设备利用率
3增加系统吞吐量
多道批处理系统的特征
多道性多道程序在内存中并发执行。提高了资源利用率和系统吞吐量。
无序性
先进入内存的作业可能后完成后进入内存的作业可能先完成
调度性
作业从提交到完成需经过两种调度作业调度和进程调度
多道批处理系统的优缺点 多道批处理系统需要解决的问题
1处理机管理问题(处理机分配、提高利用率)
2内存管理问题(分配、保护等)
3I/O设备管理问题(方便用户、提高利用率)
4文件管理问题(方便用户、数据安全一致)
5作业管理问题(计算型、I/O型不同处理)
1.2.4 分时系统
分时系统——是指在一台主机上连接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方式使用计算机共享主机中的资源。 1. 分时系统的产生
是为了满足用户的以下需求而产生的
1人-机交互
2共享主机
3便于用户上机
2分时系统实现中的关键问题
1及时接收
2及时处理
要做到上述两条必须彻底改变批处理系统的运行方式即
用户作业不能先进入磁盘然后再调入内存不允许一个作业长期占用处理机直至它运行结束或出现I/O请求后方才调度其它作业运行应该规定每个作业只运行一个很短的时间称为时间片 3分时系统的特征 1.2.5 实时系统 实时系统Real-Time System ——是指系统能及时响应外部事件的请求在规定时间内完成该事件的处理并控制所有实时任务协调一致地运行。
1应用需求
1实时控制
实时数据采集处理执行机构自动控制
2实时信息处理
飞机或火车的订票系统、情报检索系统等
2实时任务
在实时系统中必然存在着若干个实时任务这些实时任务通常与某个某些外部设备相关能反映或控制相应的外部设备因而带有某种程度的紧迫性
分类按执行是否周期性划分
周期性实时任务
按指定周期循环执行以便周期性地控制某外部设备
非周期性实时任务
外部设备发出的激励信号无明显周期性但都必须联系着一个截止时间。
①开始截止时间——任务在某时间以前必须开始执行
②完成截止时间——任务在某时间以前必须完成
分类实时任务按对截止时间要求划分
硬实时任务
系统必须满足任务对截止时间的要求否则可能出现难于预测的结果
软实时任务
它也联系着一个截止时间但并不严格若偶尔错过了任务的截止时间对系统产生的影响也不会太大
3实时系统与分时系统特征的比较 1.2.6 微机操作系统的发展
1单用户单任务操作系统
CP/M 上世纪70年代(8位机)MS-DOS 上世纪80年代(16位机/32位机)
2单用户多任务操作系统
Windows 95
Windows 98
Windows XP
Windows NT
多用户多任务操作系统
UNIX OS(ATT的Bell实验室)
Solaris OS(SUN公司)
Linux OS(UNIX重要变种芬兰学生集体开发)
操作系统的定义
操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源合理地对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。
