单道批-多道批-分时-实时

计算机操作系统

操作系统是一组能有效组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，方便用户使用的集合

OS相当于在用户与计算机硬件之间搭一座桥

有效方便可扩充开放

脱机输入/输出的方式解决了人机矛盾，所谓人机矛盾就是人输入的速度很慢而CPU的计算速度很快，CPU不能占着运算的时间去等人输入，有这个时间能计算好多东西干好多事所以就先输入存到磁盘上，等到用的时候高速调用就行了

单道批处理系统

先把一批作业以脱机方式输入到磁带上，让这些作业能一个接一个地连续处理

内存中始终只保持一道作业

缺点：资源得不到充分利用

多道批处理系统

微观上相互穿插地运行

我们来看一张图（注：本博客部分图片窃于老师ppt）

课本上讲到多道程序系统和多处理系统，它们两个有什么区别？

多道程序系统指多个程序同时在内存中交替运行，而多处理系统指的是多个处理器

（小声问：什么是处理器？就是CPU，~溜）

多处理操作系统的出现是为了提高计算机的系统系统性和可靠性

多道批处理系统，用户提交的作业先放到外存上，组成一个叫做后备队列的队列

在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，在管理程序的控制下相互穿插地运行，共享CPU和外设等资源

这技术有啥好处？

提高了CPU，内存和I/O设备的利用率，增加系统的吞吐量

有啥缺点？

平均周转时间长，无交互能力

我们来通过两张图来看看单道批和多道批区别

我们来看一个简单的题

有3个作业A、B、C， A是计算作业、 B是检索磁带上数据的作业， C是打印作业。3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。假设可在15分钟内并行完成这3个作业。

单道批中已经完成的作业需要等待其他作业完成为止，所以分母大（总的时间花费多），资源利用率就低

多道批中，由于个作业都是并发运行的，所以分母小（总时间花费少），资源利用率就高

例：在有一台CPU和两台输入/输出设备（磁盘机和磁带机）的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A和B。这2个程序对CPU和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为：

程序A：磁带（30S）、CPU（10S）、磁盘（30S）、CPU（10S）、磁带（20S）
程序B：磁盘（20S）、CPU（30S）、磁带（40S）

假定：CPU、磁盘和磁带都能并行工作
试问：在单道和多道两种方式下， 1、程序A和B从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？
2、CPU、磁盘和磁带的利用率是多少？

在多道批环境下

可见多道批各资源的利用率都要比单道批的高

好了，单道批多道批的知识点就看这么多吧

下面我们来看分时系统

分时系统存在的理由，满足用户对人机交互的需求

分时系统是指一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

外存和内存的区别？

内存和外存（存储器）的区别在于存储时间、容量、时长、权限各方面的差异，详细对比如下：
1、存储时间方面：内存有时间优势，速度快；外存存储时间慢；
2、存储容量方面：内存容量小，一般的内存4G~8G，但外存容量大，可以通过外接存储器扩容；
3、存储时长方面：内存断电后不保留,外存能长期保留。
4、访问权限方面：CPU只能直接访问内存.外存的东西要先到内存,CPU才能处理.

及时接收，利用多路卡，根据输入速度等因素同时接收多个终端的数据并暂存在缓冲区

及时处理，作业直接进入内存（作业在磁盘上不能运行，所以作业直接进内存）

，采用轮转运行方式（避免一个作业长期占用内存，引入时间片的概念）

多路性：多个用户可以同时操作和使用计算机（这个时候我想到了老师讲的关于影楼的段子）

独立性：各终端用户感觉自己独占了计算机（想到老师讲的关于一个男人与多个女朋友的故事）

及时性：用户请求能在较短时间内相应
交互性：人机交互

好了，分时操作系同也就写这么多吧，该写实时操作系统（Real Time System）了

实时操作系统是指系统能及时相应外部事件的请求，
在规定时间内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行

关于分时和实时操作系统的区别我们来看一张表

	实时OS	分时OS
多路性	对多路现场进行采样与控制	为多个终端用户服务
独立性	独立采集信息与控制对象	各用户独立操作，互不干扰
及时性	以被控对象的可接受时间为准	以人可接受时间为准
交互性	仅与特定服务程序交互	与人类用户进行全方位交互
可靠性	高度可靠性	在人类可容忍的误差范围内可靠

（注：图片来源于ppt，~溜）

操作系统的基本特征：

并发，共享虚拟异步

说到并发，我们想到一个与它相近的词——并行，并发和并行有什么区别呢？

并发性与并行性

并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生

并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生
多道程序环境下并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，
单道处理机系统中每一时刻仅能有一道程序执行，微观上是分时地交替执行

线程与进程

线程是程序执行的最小单元

进程是在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单元，
由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体

异步性是指不确定性，指进程的执行顺序和执行时间的不确定性
如果没有好的同步机制，可能会导致程序执行结果的不确定，不可再现，即相同输入相同环境下多次运行的结果不同

处理机管理：

内存分配

内存保护

地址映射

内存扩充

设备管理

缓冲管理

设备管理

设备处理

文件管理

文件存储空间管理

目录管理

文件的读写管理和保护