操作系統(tǒng)的分類

1、1.3操作系統(tǒng)分類操作系統(tǒng)分類一般可以把操作系統(tǒng)分為三種基本類型，即批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)。隨著計算機體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，又出現(xiàn)了許多類型的操作系統(tǒng)，它們是個人操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)。1.3.1批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)1.基本工作方式批處理操作系統(tǒng)的基本工作方式是：用戶將作業(yè)交給系統(tǒng)操作員，系統(tǒng)操作員在收到作業(yè)后，并不立即將作業(yè)輸入計算機，而是在收到一定數(shù)量的用戶作業(yè)之后，組成一批作業(yè)，再把這批作

2、業(yè)輸入到計算機中。2.特點與分類批處理操作系統(tǒng)的特點是成批處理。批處理操作系統(tǒng)追求的目標是系統(tǒng)資源利用率高，作業(yè)吞吐率高。依據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和出現(xiàn)時間的先后，可以把批處理操作系統(tǒng)分類為簡單批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。3.設(shè)計思想簡單批處理系統(tǒng)是在操作系統(tǒng)發(fā)展的早期出現(xiàn)的，因此它有時被稱為早期批處理系統(tǒng)，也稱為監(jiān)控程序。其設(shè)計思想是：在監(jiān)控程序啟動之前，操作員有選擇地把若干作業(yè)合并成一批作業(yè)，將這批作業(yè)安裝有輸入設(shè)備上。然后啟動監(jiān)控程序，

3、監(jiān)控程序?qū)⒆詣涌刂七@批作業(yè)的執(zhí)行。4.作業(yè)控制說明書作業(yè)控制說明書是由作業(yè)控制語言編寫的一段程序，它通常存放在被處理作業(yè)的前面。在運行過程中，監(jiān)控程序讀入并解釋作業(yè)前面的這段作業(yè)控制說明書中的語句，以控制各個作業(yè)步的執(zhí)行。作業(yè)運行后，監(jiān)控程序逐條解釋每一行語句。5.一般指令和特權(quán)指令特權(quán)指令包括輸入輸出指令、停機指令等待，只有監(jiān)控程序才能執(zhí)行特權(quán)指令。用戶程序只能執(zhí)行一般指令。一旦用戶程序需要執(zhí)行特權(quán)指令，處理器會通過特殊的機制將控制權(quán)

4、移交給監(jiān)控程序。6.系統(tǒng)調(diào)用的過程下面我們考察系統(tǒng)調(diào)用的處理過程。首先，當系統(tǒng)調(diào)用發(fā)生時，處理器通過一種特殊的機制，通常是中斷或者異常處理，把控制流程轉(zhuǎn)移到監(jiān)控程序內(nèi)的一些特定的位置。同時，處理器模式轉(zhuǎn)變?yōu)樘貦?quán)模式。其次，由監(jiān)控程序執(zhí)行被請求的功能代碼。這個功能代碼代表著對一段標準程序段的執(zhí)行，用以完成所請求的功能。第三，處理結(jié)束后，監(jiān)控程序恢復(fù)系統(tǒng)調(diào)用之前的現(xiàn)場；把運行模式從特權(quán)模式恢復(fù)成為用戶方式；最后將控制權(quán)轉(zhuǎn)移回原來的用戶程序。

5、7.SPOOLing技術(shù)但是，真正引發(fā)并發(fā)機制的是多道批處理系統(tǒng)。在多道批處理系統(tǒng)中，關(guān)鍵技術(shù)就是多道程序運行、假脫機(SPOOLing)技術(shù)等等。假脫機(SPOOLing:SimultaneousPeripheralOperatingOnline)技術(shù)的全稱是“同時的外部設(shè)備聯(lián)機操作”。這種技術(shù)的基本思想是用磁盤設(shè)備作為主機的直接輸入輸出設(shè)備，主機直接從磁盤上選取作業(yè)運行，作業(yè)的執(zhí)行結(jié)果也存在磁盤上；相應(yīng)地，通道則負責將用戶作業(yè)從卡片

6、機上動態(tài)寫入磁盤，而這一操作與主機并行。SPOOLing技術(shù)如圖16。實時操作系統(tǒng)主要有兩類：第一類是硬實時系統(tǒng)。硬實時系統(tǒng)對關(guān)鍵外部事件的響應(yīng)和處理時間有著極嚴格的要求，系統(tǒng)必須滿足這種嚴格的時間要求，否則會產(chǎn)生嚴重的不良后果。第二類是軟實時系統(tǒng)。軟實時系統(tǒng)對事件的響應(yīng)和處理時間有一定的時間范圍要求。不能滿足相關(guān)的要求會影響系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，但是通常不會引發(fā)災(zāi)難性的后果。實時系統(tǒng)為了能夠?qū)崿F(xiàn)硬實時或軟實時的要求，除了具有多道程序系統(tǒng)的基

7、本能力外，還需要有以下幾方面的能力。(1)實時時鐘管理實時系統(tǒng)的主要設(shè)計目標是對實時任務(wù)能夠進行實時處理。實時任務(wù)根據(jù)時間要求可以分為兩類：第一類是定時任務(wù)，它依據(jù)用戶的定時啟動并按照嚴格的時間間隔重復(fù)運行；第二類是延時任務(wù)，它非周期地運行，允許被延后執(zhí)行，但是往往有一個嚴格的時間界限。(2)過載防護實時系統(tǒng)在出現(xiàn)過載現(xiàn)象時，要有能力在大量突發(fā)的實時任務(wù)中，迅速分析判斷并找出最重要的實時任務(wù)，然后通過拋棄或者延后次要任務(wù)以保證最重要任務(wù)

8、成功的執(zhí)行。(3)高可靠性高可靠性是實時系統(tǒng)的設(shè)計目標之一。實時操作系統(tǒng)的任何故障，都有可能對整個應(yīng)用系統(tǒng)帶來極大的危害。所以實時操作系統(tǒng)需要有很強的健壯性和堅固性。1.3.4個人計算機操作系統(tǒng)個人計算機操作系統(tǒng)個人計算機操作系統(tǒng)(PersonalComputerOperatingSystem)是一種單用戶的操作系統(tǒng)。個人計算機操作系統(tǒng)主要供個人使用，功能強，價格便宜，在幾乎任何地方都可安裝使用。它能滿足一般人操作、學習、游戲等方面的需

9、求。個人計算機操作系統(tǒng)的主要特點是：計算機在某一時間內(nèi)為單個用戶服務(wù)；采用圖形界面人機交互的工作方式，界面友好；使用方便，用戶無需具備專門知識，也能熟練地操縱系統(tǒng)。1.3.5網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為計算機網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(wkOperatingSystem)是基于計算機網(wǎng)絡(luò)的、在各種計算機操作系統(tǒng)之上按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標準設(shè)計開發(fā)的軟件，它包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)把

10、計算機網(wǎng)絡(luò)中的各個計算機有機地連接起來，其目標是相互通信及資源共享。1.3.6分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)將大量的計算機通過網(wǎng)絡(luò)連結(jié)在一起，可以獲得極高的運算能力及廣泛的數(shù)據(jù)共享。這樣一種系統(tǒng)稱作為分布式系統(tǒng)(DistrbutedSystem)。為分布式系統(tǒng)配置的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)(DistrbutedOperatingSystem)。分布式操作系統(tǒng)具備如下特征：(1)分布式操作系統(tǒng)是一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)中的所有主機使用的

11、是同一個操作系統(tǒng)。(2)實現(xiàn)資源的深度共享。(3)透明性。在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中，用戶能夠清晰地感覺到本地主機和非本地主機之間的區(qū)別。(4)自治性。即處于分布式系統(tǒng)中的各個主機都處于平等的地位，各個主機之間沒有主從關(guān)系。一個主機的失效一般不會影響整個分布式系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)的優(yōu)點在于它的分布式，分布式系統(tǒng)可以以較低的成本獲得較高的運算性能。分布式系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是它的可靠性。機群是分布式系統(tǒng)的一種，一個機群通常由一群處理器密集構(gòu)成，機群操作系統(tǒng)