資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：特征自動性無人工干預順序性按進入內存的先后順序執行單道性內存中只保存一道作業單道批處理系統的系統資源利用率太低，為了解決這個問題，出現了多道批處理系統。操作系統兩個最基本的特種并發和共享。
操作系統的發展過程
無操作系統的計算機系統
單道批處理系統（50年代，系統資源利用率低）
多道批處理系統（60年代）
分時系統（70年代）
實時系統（80年代）
單道批處理系統過程：一批作業以脫機方式輸入到磁帶上，在監督程序的控制下連續處理。
特征
(1)自動性 無人工干預
(2)順序性 按進入內存的先后順序執行
(3)單道性 內存中只保存一道作業
單道批處理系統的系統資源利用率太低，為了解決這個問題，出現了多道批處理系統。
多道批處理系統多道：內存中同時存放多個相互獨立的程序
多道技術是共享的基礎
多道批處理特征多道性 內存中有多道程序，可以并發執行
無序性 完成時間與進入內存先后無關
調度性 作業從提交（提交指的是送到系統的外存）到完成經兩次調度
(1)作業調度 內存->外存(選多個)，選多個作業，分配處理機
(2)進程調度 分配處理機（選一個，處理機其實就是CPU）
計算機中最重要的兩個資源就是CPU和內存
多道批處理的優缺點資源的利用率高（資源主要指的是內存，CPU，外存，文件等）
系統吞吐量大
吞吐量：單位時間內完成的總工作量
原因：
(1)資源忙
(2)完成或運行不下去時才切換
平均周轉時間長
無交互能力
平均周轉時間長
作業周轉時間：
從業從進入系統（進入外存就叫進入系統了）開始到完成并退出系統經歷的時間。通常幾小時，甚至幾天。
無交互能力
修改和調試極不方便
作業進行的過程中不能進行調試，人為干預。
分時操作系統定義：
一臺主機上連接了多個終端，同時允許多個用戶通過自己的終端，以交互方式使用計算機，共享主機中的資源。
生產動力
(1)人機交互 （邊運行，邊調試）
(2)共享主機（設備昂貴)
(3)便于用戶上機(在終端上輸入，控制)
分時系統特征多路性 即同時性，宏觀上同時，微觀上輪流
獨立性 每個用戶感覺自己獨占主機
及時性 較短時間內響應（2-3秒）
交互性
實時系統實時性 及時響應外部事件請求
應用需求 ：
（1）實時控制：
工業生產、武器控制、飛機的自動駕駛
（2）實時信息處理
訂票系統
操作系統的基本特征并發性（最重要特征，其他三個特征均基于并發性）
共享性
虛擬性
異步性
并發性并行性 多個事件在同一時刻發生
并發性 多個事件在同一時間間隔內發生
單處理機系統：宏觀并發，微觀串行
多處理機系統：可能有并行
兩種資源共享方式（1）互斥共享方式 對臨界資源（一次只運行一個進程訪問）的訪問，如：
打印機等硬件；棧，變量，表格等軟件。
（2）同時訪問方式 多個進程同時訪問的資源，如：磁盤，重入碼寫的文件。
操作系統兩個最基本的特種：并發和共享。
虛擬：通過某種技術把一個物理實體變為若干個邏輯上的對應物。
如，虛擬存儲器，虛擬內存等。目前虛擬技術都是通過分時來實現的。
異步性：進程以不可預知的速度向前推進。
操作系統的五大功能資源管理
（1）處理機管理（硬件）
（2）存儲器管理（硬件）
（3）設備管理（硬件）
（4）文件管理（軟件）
（5）用戶接口
1）命令接口（聯機用戶接口，脫機用戶接口）
2）程序接口
3）圖形接口
聯機用戶接口適用：幾乎所有計算機的操作系統中
組成：命令+終端處理程序+命令解釋程序
過程：
用戶在鍵盤上輸入命令；
終端處理程序接收命令并顯示在屏幕上
命令解釋程序解釋并執行該命令
聯機命令舉例：
UNIX:login;longout
DOS:copy;format
命令解釋程序：操作系統的最高層，如：
MS-DOS:COMMAND.COM(一種命令解釋程序)
UNIX:shell.
脫機用戶接口適用：批處理系統。又稱批處理用戶接口
組成：JCL+作業說明書+命令解釋程序
JCL：作業控制語言（job control language）
過程：用戶把對作業的控制用JCL寫在作業說明書上，命令解釋程序按照作業說明書解釋并執行
程序接口目的：為用戶程序訪問系統資源而設置
組成：一組系統調用
系統調用：一個系統調用是一個能完成特定功能的子程序。
操作系統的結構設計操作系統的發展階段
第一代：無結構OS
第二代：模塊化OS結構
第三代：分層式OS結構
第四代：為內核OS結構（20世紀90年代）
前三代為傳統OS結構
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