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1、3.操作系统的分类,批处理操作系统（多道批处理）分时系统实时操作系统个人计算机操作系统网络操作系统分布式操作系统嵌入式操作系统,批处理操作系统,工作方式：用户将作业交给系统操作员系统操作员将许多用户的作业组成一批作业之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流启动操作系统系统自动、依次执行每个作业最后由操作员将作业结果交给用户,卡片,早期批处理系统,IBM1401,IBM7094,IBM1401,输入磁带,磁带机,卡片阅读机,输出磁带,打印机,$END,$RUN,Data for program,$LOAD,Fortran program,$FORTRAN,$JOB,10,429
2、754 Cherry Chen,典型的FMS JOB 结构,批处理操作系统特点,多道：多道指某个作业占用CPU，若由于某种原因暂时不用CPU 则系统让第二个作业占用CPU,成批处理：用户自己不能干预自己作业的运行，一旦发现作业错误不能及时改正，并延长开发软件时间，所以适用于成熟的程序。,Spooling系统（技术）1961年，英国曼彻斯特大学，Atalas机Simultaneous Peripheral Operation On-Line同时的外围设备联机操作-假脱机技术利用磁盘作缓冲，将输入、计算、输出分别组织成独立的任务流，使I/O和计算真正并行,Spooling系统工作原理-作业进入到磁
3、盘上的输入井-按某种调度策略选择几种搭配得当的作业，并调入内存-作业运行的结果输出到磁盘上的输出井-再由磁盘上的输出井将结果送到打印机,批处理操作系统优缺点-优点：作业流程自动化 效率高，吞吐率高 吞吐量：单位时间内处理作业的个数-缺点：无交互手段，调试程序困难,分时操作系统,工作方式:一台主机连接了若干个终端每个终端有一个用户在使用交互式的向系统提出命令请求系统接受每个用户的命令采用时间片轮转方式处理服务请求并通过交互方式在终端上向用户显示结果用户根据上步结果发出下道命令,主机,终端,分时操作系统,时间片：操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片操作系统以时间片为单位,轮流为每个终
4、端用户服务每次服务一个时间片(其特点是利用人的错觉，使人感觉不到),分时操作系统特点,多路性交互性“独占”性及时性,同时有多个用户使用一台计算机宏观上：是多个人同时使用一个CPU微观上：多个人在不同时刻轮流使用CPU,用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步),用户感觉不到计算机为其他人服务（OS提供虚机器，各个用户的虚机器互不干扰）,系统对用户提出的请求及时响应,分时操作系统,实现（条件）：终端设备 轮转算法 会话语言 一般资源独占，“滚进滚出”方法,分时操作系统,追求目标：及时响应(根据指标是响应时间)响应时间：从终端发出命令到系统给予回答所经历的时间,分时操作系统,影响响
5、应时间的因素：-机器处理能力-请求服务的时间长短-系统中连接的终端数目-服务请求的分布-调度算法（时间片的选取）,通用操作系统,分时系统与批处理系统结合原则：分时优先，批处理在后“前台”：需频繁交互的作业“后台”：时间性要求不强的作业,实时操作系统,分类：第一类：实时过程控制 工业控制，军事控制，.第二类：实时通信（信息）处理 电讯（自动交换），银行，飞机订票 股市行情,实时操作系统,主要追求目标：对外部请求在严格时间范围内作出反应高可靠性安全性完整性实时系统必须和先进的技术装备相结合,个人计算机操作系统(单用户多任务),计算机在某一时间内为单用户服务,其追求目标是界面友好，使用方便，丰富的应
6、用软件,网络操作系统,基于计算机网络 在各种计算机操作系统上 按网络体系结构协议标准开发的软件包括网络管理，通信，安全，资源共享和各种网络应用目标：是相互通信及资源共享,网络操作系统,通常操作系统的功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理等网络通信功能：通过网络协议进行高效、可靠的数据传输网络资源管理：协调各用户使用网络服务：文件和设备共享，信息发布网络管理：安全管理、故障管理、性能管理等互操作：直接控制对方比交换数据更为困难,分布式操作系统,分布式系统：处理和控制的分散（相对于集中式系统）分布式系统是以计算机网络为基础的，它的基本特征是处理上的分布，即功能和任务的分布分布式操作系统的
7、所有系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配并自动调度各处理机的工作负载,分布式操作系统,特征:1.是一个统一的操作系统2.资源进一步共享3.透明性:资源共享，分布。用户并不知道，对用来讲是透明的4.自治性:处于分布式系统的多个主机处于平等地位，无主从关系5.处理能力增强、速度更快、可靠性增强,网络和分布式的区别,(1)分布具有各个计算机间相互通讯，无主从关系；网络有主从关系(2)分布式系统资源为所有用户共享；而网络有限制地共享(3)分布式系统中若干个计算机可相互协作共同完成一项任务,嵌入式操作系统,什么是嵌入式系统？在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统
8、它们是一个大设备、装置或系统中的一部分，这个大设备、装置或系统可以不是“计算机”通常工作在反应式或对处理时间有较严格要求环境中由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此称为嵌入式系统,嵌入式操作系统的应用,操作系统的另一种分类Tanenbaum,主机操作系统服务器操作系统多处理机操作系统个人计算机操作系统实时操作系统嵌入式操作系统智能卡操作系统,多处理机操作系统,为什么？提高计算机系统性能和可靠性提高性能的两条途径：-提高各个组成部分的速度-增大处理的并行程度,多处理机操作系统的特点,增加系统的吞吐量 N个处理器加速比达不到N倍（额外的调度开销，算法的并行化）提高系统可靠性 故障时系统降级运行,多处理机操作系统的类型,紧密耦合 各处理机之间通过快速总线或开关阵列相连，共享内存，整体系统由一个统一的OS管理（一个OS核心）松散耦合 各处理机带有各自的存储器、I/O设备和操作系统，通过通道或通信线路相连。每个处理机上独立运行OS,多处理机操作系统的类型,非对称式多处理（又称主从模式）主处理器：只有一个，运行OS。管理整个系统的资源，为从处理器分配任务；从处理器：可有多个，执行应用程序或I/O处理。特点：不同性质任务的负载不均，可靠性不够高，不易移植（通常要求硬件也是非对称）。对称式多处理 OS交替在各个处理器上执行。任务负载较为平均，性能调节容易,
