操作系统的发展与分类
- 工作方式
- 程序员通过穿孔纸带编写程序（有孔=1，无孔=0），手工装入纸带机运行
- 主要缺点
- • 独占性：用户独占全机资源
- • 资源利用率低：手工操作(90秒)与CPU速度(毫秒级)不匹配
- • 经济性差：昂贵设备长时间闲置
- 技术改进
- • 脱机I/O技术：使用磁带（比纸带机快10倍以上）
- • 监督程序：自动控制作业输入/输出流程
- 工作流程
- 磁带顺序读入作业→CPU计算→结果输出到磁带（串行执行）
- 进步性
- 缓解人机速度矛盾，CPU利用率提升
- 局限性
- 内存中仅能驻留一道程序，I/O时CPU仍空闲
- 核心创新
- 支持多道程序并发执行（操作系统正式出现）
- 工作原理
- • CPU计算作业1时，输入设备加载作业2
- • 作业1输出时，CPU可计算作业2
- 优势
- • 资源利用率最大化（CPU、I/O设备并行）
- • 吞吐量提升
- 缺点
- 缺乏人机交互功能
- 核心机制
- 以时间片（如50ms）为单位轮流服务用户
- 关键特性
- • 及时响应：最长等待时间≤N×时间片
- • 独占感：用户感知不到其他用户
- 局限性
- 无法优先处理紧急任务（绝对公平）
- 核心特性
- • 及时性：严格时限内响应（如毫秒级）
- • 可靠性：必须保证结果正确
- 分类
- • 硬实时：绝对严格时限（如导弹控制）
- • 软实时：允许偶尔超时（如12306票务）
- 优势
- 支持任务优先级调度，可中断常规任务
- 网络操作系统
- 实现资源共享和通信（如Windows NT）
- 分布式操作系统
- 多计算机并行协同（如谷歌计算集群）
- 个人计算机操作系统
- 优化用户体验（如Windows XP、MacOS）
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