手工操作阶段
用户独占全机、人机速度矛盾导致资源利用率极低。
批处理阶段——单通道批处理(操作系统雏形)
引入脱机输入/输出技术,并由监督程序负责控制作业的输入、输出。
- 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。
- 缺点:内存中只能有一道程序运行,只有该程序运行结束后才能调入下一道程序。CPU有大量的时间空闲等待I/O完成。资源利用率依旧低。
批处理阶段——多通道批处理(操作系统正式诞生)
多次往内存中读入多道程序,操作系统正式诞生,用于支持多道程序并发进行。
- 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和其他资源更能保持“忙碌”状态,系统吞吐量增大。
- 缺点:用户响应时间长,没有人机交互功能(用户提交自已的作业之后就只能等待计算机处理完成,中间不能控制自已的作业执行。eg:无法调试程序/无法在程序运行过程中输入一些参数)
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。
- 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。
- 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。
实时操作系统
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。
- 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。
- 硬实时系统:必须遵循时间规定。
- 软实时系统:接受偶尔违反时间规定。
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