【计算机操作系统】（一）概念、特征、发展、分类

一、用户和计算机硬件之间的接口

1、命令接口 用户直接使用
联机命令接口&＃xff08;交互&＃xff09;&＃xff1a;用户说一句&＃xff0c;计算机执行一句
脱机命令接口&＃xff08;批处理&＃xff09;&＃xff1a;用户说一堆&＃xff0c;计算机执行一堆
2、 程序接口 &＃61;系统调用
用户通过程序间接使用
3、GUI 图形用户界面

二、操作系统的特征

1、并发
两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的&＃xff0c;微观上是交替发生的。
并行&＃xff1a;两个或多个事件在同一时刻同时发生
2、共享
即资源共享&＃xff0c;指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
&＃xff08;1&＃xff09;互斥共享 一个时间内只允许一个进程访问该资源
&＃xff08;2&＃xff09;同时共享 允许一个时间内多个进程“同时”访问该资源&＃xff08;同时是宏观上的&＃xff0c;微观上可能是交替访问&＃xff09;

并发和共享是互为存在条件的
如果失去并发性&＃xff0c;则系统中只有一个程序正在运行&＃xff0c;则共享性失去存在的意义
如果失去共享性&＃xff0c;则QQ和微信不能同时访问硬盘资源&＃xff0c;就无法实现同时发送文件&＃xff0c;也就无法并发

3、虚拟
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实际存在的&＃xff0c;而逻辑上对应物(后者)是用户感受到的。
4、异步
异步是指&＃xff0c;在多道程序环境下&＃xff0c;允许多个程序并发执行&＃xff0c;但由于资源限&＃xff0c;进程的执行不是一贯到底的&＃xff0c;而是走走停停&＃xff0c;以不可预知的速度向前推进&＃xff0c;这就是进程的异步性。

三、操作系统的发展和分类

1、手工操作阶段
主要缺点:用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低

2、单道批处理系统
主要优点&＃xff1a;缓解了一定程度的人机速度矛盾&＃xff0c;资源利用率有所提升。
主要缺点&＃xff1a;内存中仅能有一道程序运行&＃xff0c;只有该程序运行结束之后才能调入下一道程序。CPU有大量的时间是在空闲等待I/0完成。资源利用率依然很低。

3、多道批处理系统
主要优点:多道程序并发执行&＃xff0c;共享计算机资源。资源利用率大幅提升&＃xff0c;CPU和其他资源保持“忙碌”状态&＃xff0c;系统吞吐量增大。
主要缺点:用户响应时间长&＃xff0c;没有人机交互功能(用户提交自己的作业之后就只能等待计算机处理完成, 中间不能控制自己的作业执行)
4、分时操作系统
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务&＃xff0c;各个用户可通过终端与计算机进行交互。
主要优点:用户请求可以被即时响应&＃xff0c;解决了人机交互问题。允许多个用户同时使用一台计算机&＃xff0c;并且用户对计算机的操作相互独立&＃xff0c;感受不到别人的存在。
主要缺点:不能优先处理一些紧急任务。操作系统对各个用户/作业都是完全公平的&＃xff0c;循环地为每个用户/作业服务-一个时间片&＃xff0c;不区分任务的紧急性。

5、实时操作系统
主要优点:能够优先响应一些紧急任务&＃xff0c;某些紧急任务不需时间片排队。在实时操作系统的控制下&＃xff0c;计算机系统接收到外部信号后及时进行处理&＃xff0c;并且要在严格的时限内处理完事件。
实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性
&＃xff08;1&＃xff09;硬实时系统 必须在绝对严格的规定时间内完成处理。如:导弹控制系统、自动驾驶系统
&＃xff08;2&＃xff09;软实时系统 能接受偶尔违反时间规定。如&＃xff1a;火车票购买系统