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操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程

• 無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
• 單道批處理系統(tǒng)（50年代，系統(tǒng)資源利用率低）
• 多道批處理系統(tǒng)（60年代）
• 分時(shí)系統(tǒng)（70年代）
• 實(shí)時(shí)系統(tǒng)（80年代）

單道批處理系統(tǒng)

• 過(guò)程：一批作業(yè)以脫機(jī)方式輸入到磁帶上，在監(jiān)督程序的控制下連續(xù)處理。
• 特征

(1)自動(dòng)性 無(wú)人工干預(yù)

(2)順序性 按進(jìn)入內(nèi)存的先后順序執(zhí)行

(3)單道性 內(nèi)存中只保存一道作業(yè)

單道批處理系統(tǒng)的系統(tǒng)資源利用率太低，為了解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)了多道批處理系統(tǒng)。

多道批處理系統(tǒng)

• 多道：內(nèi)存中同時(shí)存放多個(gè)相互獨(dú)立的程序
• 多道技術(shù)是共享的基礎(chǔ)

多道批處理特征

• 多道性 內(nèi)存中有多道程序，可以并發(fā)執(zhí)行
• 無(wú)序性 完成時(shí)間與進(jìn)入內(nèi)存先后無(wú)關(guān)
• 調(diào)度性 作業(yè)從提交（提交指的是送到系統(tǒng)的外存）到完成經(jīng)兩次調(diào)度

(1)作業(yè)調(diào)度 內(nèi)存->外存(選多個(gè))，選多個(gè)作業(yè)，分配處理機(jī)

(2)進(jìn)程調(diào)度 分配處理機(jī)（選一個(gè)，處理機(jī)其實(shí)就是CPU）

計(jì)算機(jī)中最重要的兩個(gè)資源就是CPU和內(nèi)存

多道批處理的優(yōu)缺點(diǎn)

• 資源的利用率高（資源主要指的是內(nèi)存，CPU，外存，文件等）
• 系統(tǒng)吞吐量大

吞吐量：單位時(shí)間內(nèi)完成的總工作量

原因：

(1)資源忙

(2)完成或運(yùn)行不下去時(shí)才切換

• 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)
• 無(wú)交互能力
• 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)

作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間：

從業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)（進(jìn)入外存就叫進(jìn)入系統(tǒng)了）開始到完成并退出系統(tǒng)經(jīng)歷的時(shí)間。通常幾小時(shí)，甚至幾天。

• 無(wú)交互能力

修改和調(diào)試極不方便

作業(yè)進(jìn)行的過(guò)程中不能進(jìn)行調(diào)試，人為干預(yù)。

分時(shí)操作系統(tǒng)

定義：

一臺(tái)主機(jī)上連接了多個(gè)終端，同時(shí)允許多個(gè)用戶通過(guò)自己的終端，以交互方式使用計(jì)算機(jī)，共享主機(jī)中的資源。

• 生產(chǎn)動(dòng)力

(1)人機(jī)交互 （邊運(yùn)行，邊調(diào)試）

(2)共享主機(jī)（設(shè)備昂貴)

(3)便于用戶上機(jī)(在終端上輸入，控制)

分時(shí)系統(tǒng)特征

• 多路性 即同時(shí)性，宏觀上同時(shí)，微觀上輪流
• 獨(dú)立性 每個(gè)用戶感覺(jué)自己獨(dú)占主機(jī)
• 及時(shí)性 較短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)（2-3秒）
• 交互性

實(shí)時(shí)系統(tǒng)

• 實(shí)時(shí)性 及時(shí)響應(yīng)外部事件請(qǐng)求
• 應(yīng)用需求 ：

（1）實(shí)時(shí)控制：

工業(yè)生產(chǎn)、武器控制、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛

（2）實(shí)時(shí)信息處理

訂票系統(tǒng)

操作系統(tǒng)的基本特征

• 并發(fā)性（最重要特征，其他三個(gè)特征均基于并發(fā)性）
• 共享性
• 虛擬性
• 異步性

并發(fā)性

• 并行性 多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生
• 并發(fā)性 多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生

單處理機(jī)系統(tǒng)：宏觀并發(fā)，微觀串行

多處理機(jī)系統(tǒng)：可能有并行

兩種資源共享方式

• （1）互斥共享方式 對(duì)臨界資源（一次只運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)）的訪問(wèn)，如：

打印機(jī)等硬件；棧，變量，表格等軟件。

• （2）同時(shí)訪問(wèn)方式 多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的資源，如：磁盤，重入碼寫的文件。

操作系統(tǒng)兩個(gè)最基本的特種：并發(fā)和共享。

• 虛擬：通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。

如，虛擬存儲(chǔ)器，虛擬內(nèi)存等。目前虛擬技術(shù)都是通過(guò)分時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

• 異步性：進(jìn)程以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。

操作系統(tǒng)的五大功能

• 資源管理

（1）處理機(jī)管理（硬件）

（2）存儲(chǔ)器管理（硬件）

（3）設(shè)備管理（硬件）

（4）文件管理（軟件）

• （5）用戶接口

1）命令接口（聯(lián)機(jī)用戶接口，脫機(jī)用戶接口）

2）程序接口

3）圖形接口

聯(lián)機(jī)用戶接口

• 適用：幾乎所有計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中
• 組成：命令+終端處理程序+命令解釋程序
• 過(guò)程：

用戶在鍵盤上輸入命令；

終端處理程序接收命令并顯示在屏幕上

命令解釋程序解釋并執(zhí)行該命令

聯(lián)機(jī)命令舉例：

• UNIX:login;longout
• DOS:copy;format

命令解釋程序：操作系統(tǒng)的最高層，如：

MS-DOS:COMMAND.COM(一種命令解釋程序)

UNIX:shell.

脫機(jī)用戶接口

• 適用：批處理系統(tǒng)。又稱批處理用戶接口
• 組成：JCL+作業(yè)說(shuō)明書+命令解釋程序
• JCL：作業(yè)控制語(yǔ)言（job control language）
• 過(guò)程：用戶把對(duì)作業(yè)的控制用JCL寫在作業(yè)說(shuō)明書上，命令解釋程序按照作業(yè)說(shuō)明書解釋并執(zhí)行

程序接口

• 目的：為用戶程序訪問(wèn)系統(tǒng)資源而設(shè)置
• 組成：一組系統(tǒng)調(diào)用
• 系統(tǒng)調(diào)用：一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用是一個(gè)能完成特定功能的子程序。

操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

• 操作系統(tǒng)的發(fā)展階段

第一代：無(wú)結(jié)構(gòu)OS

第二代：模塊化OS結(jié)構(gòu)

第三代：分層式OS結(jié)構(gòu)

第四代：為內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)（20世紀(jì)90年代）

前三代為傳統(tǒng)OS結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/u/1771419/blog/3007391

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的1.操作系统概述的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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