Question

2 操作系统的发展过程

Answer 1

手工操作方式有程序员将事先已穿孔的纸带或卡片（对应程序和数据）装入纸带输入机，将程序和数据输入计算机，再启动计算机运行。当程序运行完毕后，取走计算结果，才能让下一位用户上机。手工操作阶段的主要缺点有：
1）用户独占全机
2）CPU空闲等待人工操作

批处理系统的出现主要是为了解决人机矛盾以及CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾。它又分为单道批处理和多道批处理。

系统对作业的处理是成批进行的，但内存中始终保持一道作业。该系统主要特征如下
1）自动性：无需人工干预
2）顺序性：磁带上的各道作业顺序进入内存，作业完成顺序与其进入内存的顺序，在正常情况下应完全相同
3）单道性：内存中只允许存在一道程序运行

多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存，并交替运行。内存中的程序共享系统中各中硬、软件资源。当一道程序因I/O请求而暂停运行时，CPU便立即转去运行另一道程序。其主要特点如下：
1）多道：计算机内存中同时允许多道相互独立的程序
2）宏观并行：同时进入系统内存的多道程序都处于运行过程中，宏观上在并行运行
3）微观串行：内存中多道程序流轮流占有CPU，交替执行

多道批处理系统的优点是资源的利用率高，系统吞吐量大，CPU和其他资源都处于忙碌状态。缺点是用户响应时间较长。不提供人机交互能力，用户既不了解自己程序的运行情况，也不能控制计算机。

采用分时技术的操作系统称为分时系统。所谓分时技术，就是把处理器的运行时间分为很短的时间片，时间片按照一定调度原则分配给各联机作业。由于计算机运行速度很快，作业运行轮转很快，系统能够及时响应用户请求，给用户“独占系统”的感觉。分时系统的特点如下：
1）同时性：允许多个终端用户同时运行同一台计算机
2）交互性：用户能够方便地与系统进行交互
3）独立性：系统的多个用户可以独立地进行操作，互不干扰，给用户“独占系统”的感觉
4）及时性：用户请求能够很快得到响应

虽然分时系统较好地解决了人机交互的问题，但是在某些应用场合，需要系统能够在规定时间内，响应外部的信息，实时操作系统应运而生。实时系统的主要特点是：
1）及时性
2）可靠性

实时系统分为硬实时系统，和软实时系统。硬实时系统要求，所有需要必须及时响应，比如飞行器的飞行自动控制。软实时系统允许偶尔出现时间违规的情况，并且不会引起任何永久性伤害，比如飞机订票系统，银行管理系统。

网络操作系统能够把计算机网络中的各台计算机有机地结合起来，对外提供一种统一、经济、有效的使用各台计算机的方法。其主要的特点是：
1）网络中各种资源的共享
2）各台计算机之间的通信

分布式计算机系统是由多台计算机组成的系统，用于前者的操作系统称为分布式计算机系统。该系统具有分布性和并行性的特点，其构成要求如下：
1）计算机通过通信方式交换信息，资源为所有用户共享
2）任何工作都可以分布在几台计算机上，由它们并行工作、协同完成
3） 计算机都具有同等的地位，即没有主机也没有从机
4）支持若干计算机构成子系统，和重构

分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于分布式操作系统中，若干台计算机相互协同完成同一任务。

个人计算机操作系统是目前使用最广泛的操作系统，广泛应用于文字处理、电子表格、 游戏等。常见的有Windows、Linux和Macintosh等。