1.3操作系统的发展和分类

# 操作系统的发展和分类

学习提示：重点理解各阶段的优点和缺点。各阶段的主要优点都是解决了上一阶段的主要缺点。

一、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

二、批处理阶段

1.单道批处理系统

​ 引入脱机输入/输出技术（用磁带完成），并监督程序（操作系统的雏形）负责控制作业的输入、输出

​ 主要优点:缓解了一定程度的人机速度矛盾，资源利用率有所提升。

​ 主要缺点:内存中仅能有一道程序运行，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/O完成。资源利用率依然很低。

2.多道批处理系统

​

​ 主要优点:多道程序并发执行，共享计算机资源。资源利用率大幅提升，CPU和其他资源保持“忙碌”状态，系统吞吐量增大。

​ 主要缺点:用户响应时间长，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)

​ 问题:为何多道批处理系统能使资源利用率大幅提升?

​ 假设计算机需要处理三个作业

​ 作业一:输入1秒，计算1秒，输出1秒

​ 作业二:输入1秒，计算1秒，输出1秒

​ 作业三:输入1秒，计算1秒，输出1秒

​ 若采用单道批处理技术

若采用多道批处理技术

三、分时操作系统

​ 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，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，解决了人机交互问题。允许多个用户同时使用一台计算机，并且用户对计算机的操作相互独立，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，循环地为每个用户/作业服务一个时间片，不区分任务的紧急性。

四、实时系统

​ 主要优点:能够优先响应一些紧急任务，某些紧急任务不需时间片排队。

​ 在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，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

​ 网络操作系统:是伴随着计算机网络的发展而诞生的，能把网络中各个计算机有机地结合起来，实现数据传送等功能，实现网络中各种资源的共享(如文件共享）和各台计算机之间的通信。(如: Windows NT就是一种典型的网络操作系统，网站服务器就可以使用)

​ 分布式操作系统:主要特点是分布性和并行性。系统中的各台计算机地位相同，任何工作都可以分布在这些计算机上，由它们并行、协同完成这个任务。

​ 个人计算机操作系统:如 Windows XP、MacOS，方便个人使用。