操作系统的功能作用分类

Posted 2020-07-03 程小智

操作系统的功能：

从资源管理的角度——五大基本功能

1.进程和线程的管理 ——进程线程的状态、控制、同步互斥、通信调度等

2.存储管理——分配/回收、地址转换、存储保护等

3.文件管理——文件目录、文件操作、磁盘空间、文件存取控制

4.设备管理——设备驱动、分配回收、缓冲技术等

5.用户接口——系统命令、编程接口

操作系统的三个作用：

1.资源的管理者

2.向用户提供各种服务

3.对硬件机器的扩展

操作系统的发展流程：

操作系统发展随着计算机硬件技术，应用需求发展，软件新技术的出现而发展的。

其目标是为了：1.充分利用硬件。2提供更好的服务。

传统操作系统的分类：

批处理操作系统；分时系统；实时操作系统；个人计算机操作系统；网络操作系统；分布式操作系统；嵌入式操作系统

批处理操作系统：

工作方式：

1.用户将作业交给系统操作员

2.系统操作员将许多用户的的作业组成一批作业，输入到计算机系统中，在系统形成一个自动转接的连续作业流

3.启动操作系统

4.系统自动、依次执行每个作业

5.由操作员将作业结果交给用户

追求目标：

提高资源利用率，增加作业处理吞吐量

批处理操作系统的作业包括：

1.用户程序；

2.数据

3.作业说明书（用作业控制语言编写）

成批：通常由若干个作业组成，用户提交作业后只能等待处理结果，不能干预自己作业的执行

批作业处理：

对一批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译连接用户作业以生成可执行程序；启动执行；执行并输出结果。

典型的FMS JOB结构：

存在的问题:

慢速的输入输出处理直接有主机来完成，输入输出时，cpu处于等待状态。

解决方案：

卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或者磁盘上。

单道批处理操作系统（Simple batch processing，uniprogrammong）

多道批处理操作系统（multiprogramming  system）

指的是在7094这台计算机上一次处理多少个作业，若是一次处理一个作业，处理完成后在处理另一个作业称为单道批处理操作系统。

实现批处理操作系统的技术：

SPOOLING系统是批处理操作系统实现常采用的系统。

SPOOLING系统技术：（软件技术）

思想：利用磁盘做缓冲，将输入、计算、输出分别组织成独立的任务流，使I/O和计算真正的并行

工作原理：

1.用户作业加载到磁盘上的输入井

2.按某种调度策略选择几个搭配得当的作业，调入内存

3.作业运行的结果输出到磁盘上的输出井

4.运行结果从磁盘上的输出井送到打印机

现代计算机系统的打印过程通常采用的是SPOOLing技术

分时操作系统（TIME-SHARING SYSTEM）：

时间片（time slice）

操作系统将CPU的时间分为若干个片段，称为时间片

1.操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务，每次服务一个时间片

2.其特点是利用人的错觉，使用户感觉不到计算机在服务他人

追求目标：

及时响应——依据是响应时间

响应时间：从终端发出命令到系统给予回答所经历的时间。

通用操作系统——分时操作系统和批处理系统结合

原则：

1.分时优先，批处理在后

2.“前台”：需用频繁交互的作业

3.“后台”：时间性要求不强的作业

实时操作系统：

是指使计算机能及时响应外部事件的请求，在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所用实时设备和实时任务协调一致的工作。

分类：

1.实时过程控制   工业控制、航空、军事控制

2.实时通信（信息）处理 电讯、银行、飞机订票、股市行情

追求目标：

1.对外部请求在严格时间内做出响应

2.高可靠性

特征： 关键参数是 时间

1.硬实时系统——某个动作绝对必须在规定时刻或者时间范围内完成

2.软实时系统——接受偶尔违反最终时限

个人计算机操作系统

计算机某一时间内为单用户服务

追求目标：

界面友好；使用方便；丰富的应用程序

网络操作系统

在各种计算机操作系统上，按网络体系结构协议标准开发的软件

功能：

网络管理，通信，安全，资源共享和各种网络应用。

追求目标：

相互通信和资源共享

分布式操作系统

分布式系统——或以计算机网络为基础，或以多处理机为基础，基本特征是处理分布在不同计算机上

分布式操作系统——是一个统一的操作系统，允许若干个计算机可相互协作共同完成一项任务。操作系统可将各种系统任务在分布式系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配、自动调度、均衡各处理机的工作负载。

处理能力强。速度更快，可靠性增强，具有透明性。

嵌入式操作系统

嵌入式系统:

1.在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统——汽车、手机、电视机、MP3

播放器等

2.它们是一个达设备、装置或系统中的一部分，这个大设备、装置或系统可以不是计算机

3.通常工作在反应式或对处理时间有较严格要求的环境中

嵌入式操作系统（Embedded Operating Systerm）：

运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。

操作系统的另一种分类（TANENBAUM）