计算机操作系统——分时系统和实时系统

分时系统和实时系统

一、分时系统

1.推动分时系统形成的主要动力，是用户对人—机交互的需求。
2.概念：在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。

人—机交互
共享主机

3.要解决的关键问题：如何使用户能与自己的作业进行交互。
在多批道处理系统中，用户无法与自己的作业进行交互，主要因为作业都是先驻留在外存上，即使以后被调入内存，也要经过较长时间的等待后方能运行，用户无法与自己的作业进行交互。
要实现人—机交互，即允许有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，系统化也能全部及时接受并处理。

及时接收
及时处理

4.要做到及时接收多个用户键入的命令或数据，需要在系统中配置一个多路卡。
多路卡的作用：实现分时多路复用，即主机以很快的速度周期性地扫描哥哥终端，在每个终端处停留很短时间，用于接收从终端发来的数据。
为了能使从终端上输入的数据被依次逐条地进行处理，还需要为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（数据）。
5.彻底改变原来批处理系统的运行方式：
1>作业直接进入内存：作业在磁盘上不能运行；
2>采用轮转运行方式：为避免一个作业长期独占处理机，系统规定每个作业每次只能运行一个时间片，然后暂停该作业的运行，并立即调度下一个作业运行；
一个时间片，就是一段很短的时间；如果在不长的时间内能够使所用的作业都执行一个时间片的时间，便可以是每个用户都能及时地与自己的作业进行交互，从而使用户的请求得到及时响应。

二、实时系统

1.概念：系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。
2.实时系统的常见类型：工业（武器）控制系统、信息查询系统、多媒体系统、嵌入式系统。
3.实时任务的类型：
1>周期性实时任务：外部设备周期性地发出激励信号给计算机，要求它按指定周期循环执行，以便周期性地控制某外部设备；
非周期性实时任务：并无明显的周期，但都必须联系着一个截止时间（最后期限），又可分为开始截止时间和完成截止时间；
2>硬实时系统：系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的后果，多用于工业（武器）控制系统；
软实时系统：偶尔错过了任务的截止时间，对系统的影响不大，多用于信息查询系统和多媒体系统。

三、分时系统与实时系统特征的比较

1.多路性：分时系统和实时系统中的信息查询系统表现在系统按分时原则为多个终端用户服务；实时系统则是指系统周期性地对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。
2.独立性：两者都是指在每个终端用户在与系统交互时，彼此不互相干扰。
3.及时性：两者都是指用户的请求能在很短时间内获得响应。分时系统这一时间间隔则根据人们所能接受的等待时间而确定，通常为1~3s；而实时系统则是以控制对象所要求的截止时间来确定，一般为秒级到毫秒级；例如，信息查询系统依据人所能接受的等待时间来确定，而多媒体系统则要求播放出来的音乐和电视能令人满意。
4.交互性：分时系统的交互性指用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话：用户可以请求系统提供数据处理、资源共享等多方面的服务；而实时系统中，人与系统的交互性受限。
5.可靠性：两者都要求系统可靠；实时系统要求更高，多采取多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性。