1.2 操作系统的发展与分类

一、手工操作阶段(此阶段无操作系统)
1.特点:用户在计算机上算题的所有工作都要人工干预,如程序的装入、运行、结果的输出等。
2.缺点:用户独占全机,不会出现资源已被其他用户占用而等待的现象,但资源利用率低;CPU等待手
工操作,CPU的利用不充分。
3.解决办法:用高速的机器代替相对较慢的手工操作来对作业进行控制。

二、批处理阶段(操作系统开始出现)
	为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,出现了批处理系统。它按发展历程
又分为单道批处理系统和多道批处理系统。
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。单道批处理系
统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的。主要特征如下:
(1)自动性:在顺利的情况下,磁带上的一批作业能自动地逐个运行而无须人工干预。
(2)顺序性:磁带上的各道作业顺序地进入内存,各道作业的完成顺序与它们进入内存的顺序在正常
情况下应完全相同。
(3)单道性: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运行,当
该程序完成或发生异常状态时,才换入其后继程序进入内存运行。

	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.多道批处理系统:多到程序设计技术允许多个程序进入内存并允许它们在CPU中交替运行,这些程
序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。
特点:
(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,即它们先后开始自己的运行,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。

多道程序设计技术的实现需要解决的问题:
(1)如何分配处理器
(2)多道程序的内存分配问题
(3)I/O设备如何分配
(4)如何组织大量的程序和数据,以方便用户使用并保证其安全性与一致性
优点:资源利用率高,系统吞吐量大
缺点:用户响应时间较长,不提供人机交互能力

3.分时操作系统:指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。

分时技术:指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。

	实现分时系统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,再将该结果返回用户。

特点:
(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
(2)交互性:用户能够方便地与系统进行人机对话
(3)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
(4)及时性:用户请求能在很短的时间内获得响应

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要排队时,诞生了实时操作系
统。这里的时间限制可以分为两种情况:若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,则称硬实时系统;若能接受偶尔违反时间规定且不会造成任何永久性的损害,则称软实时系
统。
特点:及时性和可靠性

5.网络操作系统和分布式计算机系统
(1)网络操作系统把计算机网络中的各台计算机有机地结合起来,提供一种统一、经济而有效的使
用各台计算机的方法,实现各台计算机之间数据的相互传送。主要特点是网络中各种资源的共享及
各台计算机之间的通信。

(2)分布式计算机系统是由多台计算机组成并满足下列条件的系统:系统中任意两台计算机通过通
信方式交换信息;系统中的每台计算机都具有同等的地位,即没有主机也没有从机;每台计算机上的
资源为所有用户共享;系统中的任意两台计算机都可以构成以一个子系统,并且还能重构;任何工作
都可以分布在几台计算机上,由它们并行工作、协同完成。主要特点是分步性和并行性。
	
	分布式操作系统与网络操作系统的本质不同是:分布式操作系统中的若干计算机相互协同完成
同一任务