操作系统的发展

【操作系统】操作系统的发展       

    

一、批处理系统（Batch Processing）

将作业（Job）按照他们的性质进行分组（分批），然后再成组（成批）地交给处理机去处理，批处理系统包括单道批处理系统和多道批处理系统

二、单道批处理系统

操作员将作业分成批次，然后串行地交给处理机处理，一个作业单独进入内存并占有系统资源，直到当前作业运行结束后下一个作业才能进入内存，也就是说，在这种系统模式下，内存中一次只有一个作业被处理，当作业进行I/O操作时，CPU处于等待状态，因此，CPU利用率极低，系统资源利用不够充分

三、多道批处理系统

多道批处理系统 = 批处理系统 + 多道程序设计技术

在批处理系统的设计技术上，引入了多道程序设计技术后，就形成了多道批处理系统。大量的作业存放在外存设备中，在外存中组成了一个后备队列，CPU根据一定的作业调度规则从后备队列中取出一个或多个作业并放到内存中运行，当某个进程暂时无法继续执行（如发起I/O请求）时，CPU则立即转去执行下一个作业。

在批处理中，由于作业要排队，依次进行处理，因而作业的周转时间较长；同时多道批处理系统并没有友好的人-机界面，因此不利于作业的调试

一个多道批处理系统的演示文件：

http://jsjedu.hxu.edu.cn/dxjsjjc/kcnr/wlkj/05os/detail/flash/5-1-2-3.swf

四、分时系统

分时系统是多道程序设计的延伸。虽然CPU还是在作业之间进行切换，但是切换得非常快，分时系统的重要思想是引入了时间片技术，分时系统将系统资源（包括处理机时间）分成细小的碎片，然后根据作业调度规则将时间片分配给作业来支配，一旦作业获得了CPU为其分配的时间片，作业就立即得到处理，由于时间片分得很细，作业之间的切换变得非常之快，多个作业仿佛同时被处理，换句话说，多个终端仿佛感觉自己正在独占一台计算机。

运行状态：进程获得了必要的系统资源，并获得了CPU为其分配的时间片

就绪状态：进程获得了必要的系统资源，但是并没获得时间片，也就是说，当前的进程仍然在就绪队列中

等待状态（阻塞状态）：正在执行的进程由于某些原因（如I/O请求）而暂停执行，此时，进程将进入阻塞队列中，等待CPU将其唤醒；假设某个进程由于I/O请求而暂停执行，此时CPU将会发送一个I/O请求中断，进程进入阻塞队列，当获得请求的I/O设备后，CPU便将其唤醒，进程进入就绪队列中，等待CPU为其分配时间片，以再次执行

与多道批处理系统的区别：

1. 在多道批处理系统中，某些作业可能运行时间比较长（直到当前作业暂停时才去切换），导致系统资源利用不够充分，分时系统引入时间片技术，将系统资源（如处理机时间）划分成细小的碎片，根据作业调度规则分配给作业来支配

2. 分时系统在宏观上，是多个作业同时工作，同时共享系统资源；在微观上，多个作业同时工作是由于时间片细小，CPU切换作业非常快，而共享系统资源是由于多个作业轮流使用同一个时间片的结果