2022 王道OS 操作系统的发展与分类

知识总览

OS的发展与分类

手工操作阶段

• 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

批处理阶段–单道批处理系统

操作系统的雏形

• 引入脱机输入/输出技术（用外围机+磁带完成），并由监督程序负责控制作业的输入、输出

• 通过外围机把程序提前存到磁带里

• 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

串行

批处理阶段–多道批处理系统

• 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 源更能保持“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。eg：无法调试程序/无法在程序运行过程中输入一些参数）

分时操作系统

• 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。

    感觉似乎是自己的

  • 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。

实时操作系统

• 实时操作系统

  • 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。
  • 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

• 实时操作系统的分类

  • 硬实时系统：必须在绝对严格的规定时间内完成处理
    • 例：导弹控制系统、自动驾驶系统
  • 软实时系统：能接受偶尔违反时间规定
    • 例：12306火车订票系统

其他几种OS

• 网络操作系统：是伴随着计算机网络的发展而诞生的，能把网络中各个计算机有机地结合起来，实现数据传送等功能，实现网络中各种资源的共享（如文件共享）和各台计算机之间的通信。（如：Windows NT 就是 一种典型的网络操作系统，网站服务器就可以使用）
• 分布式操作系统：主要特点是分布性和并行性。系统中的各台计算机地位相同，任何工作都可以分布在这些 计算机上，由它们并行、协同完成这个任务。
• 个人计算机操作系统：如 Windows XP、MacOS，方便个人使用。

知识回顾与重要考点