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计算机一级基础知识:操作系统的功能和分类
操作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。下面是小编整理的关于操作系统的功能和分类,希望大家认真阅读!
一、单/多用户操作系统
单用户操作系统一次只能支持一个用户进程的运行,相对于多用户操作系统它可以支持多个用户同时登陆,允许运行多个用户的进程,比如WIN XP它本身就是个多用户操作系统,不管是在本地还是远程都允许多个用户同时在登陆状态。它向用户提供联机交互式的工作环境,比如MS-DOS它就是一个典型的单用户操作系统。
特点:单用户、不要求高利用率、良好的交互性
二、批处理系统
批处理系统可以分为简单批处理系统和多道批处理系统。多道批处理系统是多道程序设计技术与批处理系统的结合,基本思想是每次把一批经过合理搭配的作业通过输入设备提交给操作系统,并暂时存入外存,等待运行。当系统需要调入新的作业时,根据当时的运行情况和用户要求,按某种调试原则,从外存中挑选一个或几个作业装入内存运行。用户用控制命令描述对作业每一步运行的具体安排,并将这些控制连同程序和数据一起作为一个作业交给操作系统,因此,在系统运行过程中不允许用户与其作业交互作用,即用户不能直接干预自己作业的运行,直到作业运行完毕。
多道批处理系统一般用于较大的计算机系统,要求较高的利用率和吞吐量,例如,OS/360 MTV是一个典型的多道批处理操作系统。
批处理操作系统:将作业组织成批并一次将该作业的所有描述信息和作业内容输入计算机,计算机按照作业进入的先后顺序依次自动执行,在一个批次范围内,用户不得对程序的运行进行任何干预。它是一个脱机处理系统,中间没有用户的介入,适用于专门承接运算业务的计算中心,可帮助用户完成大型工程运算等工作。
单道程序:指在主存储器中只存放一批程序或一个程序,当CPU运行该程序发生某种条件等待时,CPU暂停当前程序的运行,在等待的条件被满足以前,CPU将一直处于闲置状态。
多道程序:指在主存中同时存放若干道用户作业,允许这些作业交替地在系统中运行,当CPU运行某个程序发生条件等待时,可以转向执行另外的程序,使另一个作业在系统中运行。
特点:不允许用户介入、没有交互性、单道批处理系统的利用率要低于多道批处理系统的利用率
三、分时系统
分时系统是在多道批处理系统的基础上发展起来的,在分时系统中,用户通过计算机交互会话来联机控制作业运行,一个分时系统可以带几十甚至上百个终端,每个用户都可以在自己的终端上操作或控制作业的完成,从宏观上看,多用户同时工作,共享系统资源;从微观上看,各进程按时间片轮流运行,提高了系统资源利用率。
CTSS是最早的分时操作系统,UNIX是目前被广泛使用的一个分时操作系统.
特点:多用户、交互性好
四、实时系统
实时系统指计算机对特定输入做出快速反应,以控制发出实时信号的对象,即计算机及时响应外部事件的请求,在规定的短时间内完成该事件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调到致地运行。例如,导弹飞行控制、工业过程控制和各种订票业务等场合,要求计算机系统对用户的请求立即做出响应,实时系统是专门适合这类环境的操作系统。它分为实时过程控制系统和实时信息处理系统。
特点:实时性好
五、通用操作系统
通用操作系统一般是以上三种操作系统的结合。例如,批处理系统与分时系统相结合,当系统有分时用户时,系统及时地作出响应;当系统暂时没有分时用户或分时用户较少时,或以处理不太紧急的批作业,以便提高系统的资源利用率。这种系统中,把分时作业称为前台作业,批处理作业称为后台作业。类似地,批处理系统与实时系统相结合,有实时任务请求时,进行实时处理,没能实时任务请求时运行批处理,这时把实时系统称为,把批处理称为后台。
六、网络操作系统
网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源,为网络用户提供各种服务的软件和有关规程(如协议)的集合。网络操作系统提供网络操作所需的最基本的核心功能,如网络文件系统、内存管理及进程任务调度等。网络服务程序运行在网络操作系统软件来实现,各计算机通过通信软件使网络硬件与其他计算机建立通信。通信软件还提供所支持的通信协议,以便通过网络发送请求或响应信息。
七、分布式操作系统
随着程序设计环境、人机接口和软件工程等方面的不断发展,出现了由高速局域网互连的若干计算机组成的分布式计算机系统,需要配置相应的操作系统,即分布式操作系统。分布式计算机系统与计算机网络相似,分布式计算机系统通过通信网络将独立功能的数据处理系统或计算机系统互连起来,可实现信息交换、资源共享和协作完成任务等。
分布式操作系统还处于研究阶段,目前还没有真正实用的系统。
拓展阅读
计算机操作系统知识盘点
《系统之组成》
1、计算机系统:它是一复杂的系统,一个完整计算机都是由硬件和软件两大部分组成
2、计算机硬件:指系统中所有能被看到的实际物理装置的总称。如机箱、键盘、鼠标、显示器、打印机等
3、计算机软件:指在计算机中运行的各程序、数据及相关文档
4、计算机硬件和计算机软件是相辅相成、相互依存的。硬件是整个计算机系统的物质基础,么有硬件系统就谈不上计算机;软件是灵魂,么有软件系统,计算机是无法正常工作的
《系统之地位和作用》
1、操作系统是系统软件的一种,且是系统软件的核心
2、计算机系统呈层次结构,包括硬件、操作系统、其他系统软件和应用软件。操作系统是介于硬件和其他系统软件之间的
3、操作系统为用户提供了友善的人机接口。人机接口也叫用户界面或人机界面,它是实现用户与计算机“对话”的软件和硬件的总称
4、操作系统能有效管理系统中的各种资源。它能合理控制和处理各种资源,合理组织系统的工作流程,尽可能提高系统资源利用率,最大限度满足用户需求
5、操作系统为应用程序的开发和运行提供了有效平台
《系统之定义》
操作系统是管理和控制计算机中各种资源、合理组织计算机工作流程、为用户使用计算机系统提供方便的软件
《系统之特征》
1、并发性,指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生,并行性强调的是“同时”,而并发性强调的是“交替”
2、共享性,指某个软件资源或硬件不为某个程序独占,而是供多个用户共同使用。另外,并发性与共享性,它们是互为存在的
3、虚拟性,指通过某种技术把一个物理上的实体变为若干个逻辑的对应物。物理实体是实际存在的,而逻辑上的对应物是用户的一种感觉
4、不确定性,可表现为程序执行结果不确定性和程序何时被执行及每道程序所需时间的不确定性
《系统之功能》
1、处理机管理功能
(1)进程控制:包括进程的创建、撤销及状态转换
(2)进程同步:指对主要并发执行的进程进行协调
(3)进程通信:主要完成进程间的信息交换
(4)进程调度:按一定算法进行处理机分配
2、存储器管理功能
(1)内存分配:按一定策略为每道程序分配内存空间,并在程序运行结束时及时回收内存
(2)内存保护:确保每道程序在自己内存空间中运行,互不干扰
(3)地址交换:实现逻辑地址到物理地址的映射
(4)内存扩充:借助于虚拟存储技术去获得增加内存的效果
3、设备管理功能
(1)设备分配:根据用户请求、系统现有资源的情况,以及设备分配策略,为用户分配所需的设备
(2)设备传输控制:实现物理的输入输出操作,包括对设备的启动、中断及结束处理等
4、文件管理功能
(1)创建新文件或文件夹:在外存中为新文件或文件夹分配空间,将文件或文件夹的说明信息添加到指定文件夹中
(2)保存文件:将内存中的程序、数据等信息以规定的文件名存储到指定外存的指定文件夹中
(3)读出文件:将指定外存的特定文件夹中的特定文件读出到内存
(4)删除文件:从指定外存的特定文件夹中将特定的文件删除,释放其原先占用的存储空间
5、用户接口
(1)命令接口:提供一组命令给用户直接或间接控制自己的作业
(2)程序接口:提供一组系统调用供用户程序或其他系统程序调用.
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