操作系统的发展过程

推动操作系统发展的主要动力

⑴ 不断提高计算机资源利用率的需要。
⑵ 方便用户.
⑶ 器件的不断更新换代。
⑷ 计算机体系结构的不断发展

推动操作系统发展的主要动力

⑴ 不断提高计算机资源利用率的需要。
⑵ 方便用户。
⑶ 器件的不断更新换代。
⑷ 计算机体系结构的不断发展

㈠无操作系统的计算机系统

人工操作方式
从第一台计算机诞生(1945年) 到 50 年代中期的计算机，属于第一代 , 那时还未出现操作系统。

早期计算机的工作，基本上采用人工操作方式：由操作员将纸带（或卡片）装入纸带输入机（或卡片输入机），把程序和数据输入计算机，当程序运行完毕，由用户取走纸带和计算结果后，才让下一个用户上机操作。
人工操作方式具有以下特点：
⑴ 用户独占全机。
⑵ CPU等待人工操作。
⑶ 串行性
人工操作方式具有以下缺点：
⑴ 计算机的有效机时严重浪费
⑵ 效率低

脱机输入输出方式

在采用脱机输入输出方式时，由于程序和数据的输入输出都是在外围计算机控制下完成的，或者说它们是脱离主机进行的，故称之为脱机输入输出操作。这种脱机输入输出方式的主要优点如下:
减少了 CPU 的空闲时间。
提高 I/O 速度。

㈡单道批处理系统

批处理技术
批处理技术是指计算机系统对一批作业自动进行处理的一种技术。
在脱机输入输出方式中，事先已把一批作业存放在磁带上，这些作业在系统中配置的监督程序控制下，先把磁带上的第一个作业调入内存，并把控制权交给该作业，当该作业处理完后，再由监督程序把第二个作业输入内存按这种方式对磁带上的作业自动地、一个接一个地处理，直到把磁带上的所有作业全部处理完毕。这便形成了早期的批处理系统。由于系统对作业的处理是成批地进行，且在内存中始终只保持一道作业，故称为单道批处理系统。
两种批处理方式
联机批处理 ：慢速的输入输出处理直接由主机来完成。
特点 ：实现了作业的自动定序、自动过渡，缩短了建立作业和人工操作时间。
问题 ：CPU 与 I/O 串行操作，当输入输出时， CPU 处于等待状态。
脱机批处理 ： 脱机批处理是通过增加一台不与主机直接连接而专门用于与输入输出打交道的卫星机。利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。
特点 ： 增设卫星机，主机摆脱了 I/O操作，通过卫星机使外设与主机并行工作，提高主机的利用率。
问题：磁带需要手工拆装，系统的保护不够。

工作方式:
⑴ 一台主机连接了若干个终端 ;
⑵ 每个终端有一个用户在使用;
⑶ 交互式地向系统提出命令请求；
⑷ 系统接受每个用户的命令;
⑸ 采用时间片轮转方式处理服务请求;
⑹ 并通过交互方式在终端上向用户显示结果;
⑺ 用户根据上步结果发出下道命令。
分时系统实现中的关键问题
⑴及时接收
⑵及时处理
特征：
交互性：用户与系统进行人机对话。
多路性：多用户同时在各自终端上使用同一CPU。
独立性：用户可彼此独立操作，互不干扰，互不混淆。
及时性：用户在短时间内可得到系统的及时回答。
影响响应时间的因素：
⑴ 终端数目多少
⑵ 时间片的大小
⑶ 信息交换量
⑷ 信息交换速度
多用户分时操作系统是当今计算机操作系统中使用最普遍的一类操作系统

㈤实时操作系统

所谓”实时”,即”及时”,是指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。它必须保证实时性和高可靠性，对系统的效率则放在第二位。
分类：
**实时控制系统：**通常是指以计算机为中心的生产过程控制系统，又称计算机控制系统.
例如：铁冶炼和钢板轧制的自动控制、炼油、化工生产过程的自动控制等。
**实时信息处理系统：**计算机及时接收从远程终端发来的服务请求，根据用户提出的问题对信息进行检索和处理，并在很短时间内对用户做出正确回答。
例如：机票订购系统、情报检索系统等。
特点：
⑴ 及时性要求高
⑵ 系统可靠性高
⑶ 实时时钟管理
⑷ 过载保护
主要追求目标：
⑴ 对外部请求在严格时间范围内作出反应
⑵ 高可靠性
⑶ 安全性
⑷ 完整性
实时系统与分时系统的比较

嵌入式操作系统
在嵌入式系统中的OS，称为嵌入式操作系统.
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统，是运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、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.
典型嵌入式操作系统的特性
⑴ 完成某一项或有限项功能，不是通用型的
⑵ 在性能和实时性方面有严格的限制
⑶ 能源、成本和可靠性通常是影响设计的重要因素，占有资源少，易于连接
⑷ 系统功能可针对需求进行裁剪、调整和生成，以便满足最终产品的设计要求
嵌入式操作系统开发环境
⑴ 通常配有源码级可配置的系统模块设计
⑵ 丰富的同步原语
⑶ 可选择的调度算法
⑷ 可选择内存分配策略
⑸ 定时器与计数器
⑹ 多方式中断处理支持
⑺ 多种异常处理选择
⑻ 多种通信方式支持
⑼ 标准Ｃ语言库
⑽ 数学运算库和开放式应用程序接口
嵌入式操作系统的应用

来源：小段学长