計算機作業系統 計算機概論之作業系統

2021-10-12 08:22:54 字數 1933 閱讀 2006

作業系統(operating system,os)是管理計算機硬體與軟體資源的電腦程式,這組程式的關鍵在於管理計算機的所有活動及驅動系統中的所有硬體,如管理與配置記憶體、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入與輸出裝置、操作網路與管理檔案系統等基本事務。

早期計算機硬體介面並沒有如今這般統一,同時期也尚未出現如標準一類的規範文件,致使如果想要讓計算機執行指定的的程式功能,程式設計師需要查閱大量的硬體功能介面函式,並且要直接接觸硬體層面的機器語言才能編寫所需程式。由於不同硬體間軟硬體的相容性差等原因,即使硬體執行·的功能相同也需要程式設計師單獨定製軟體,進而造成程式相容復用性差,程式開發門檻高等不利結果,對個人計算機的普及也是個極大的障礙。

為了能夠統一呼叫底層硬體、降低開發門檻並提高計算機應用普及率、防止使用者因為直接使用硬體核心可能導致系統崩潰等原因,作業系統隨之誕生,故而作業系統並不是與計算機硬體一起誕生的,它是在人們使用計算機的過程中,為了滿足兩大需求:提高資源利用率、增強計算機系統效能,伴隨著計算機技術本身及其應用的日益發展,而逐步地形成和完善起來的。

程式設計師將事先對應程式和資料的已穿孔的紙帶(或卡片)裝入紙帶(或卡片)輸入機,然後啟動計算機執行,計算完畢,印表機輸出計算結果,只有當使用者取走結果和紙帶(或卡片)後,下乙個使用者才可以上機操作。

缺點:一台計算機同一時間段內只能由乙個使用者獨佔全部資源,資源利用率低。

主機與輸入機之間增加乙個儲存裝置——磁帶,使用者把一批作業以離線方式輸入到磁帶上,在執行於主機上的監督程式的控制下,實現作業間的順序執行和自動切換,從而提高計算機的利用率。

缺點:大部分時間浪費在作業的建立上,平均周轉時間長,沒有人機互動能力,仍然無法充分發揮主機的cpu效能。

允許多個程式同時進入記憶體並執行。即同時把多個程式放入記憶體,按照存入時間的先後形成「後備佇列」,通過系統的作業排程程式從「後備佇列」中選擇若干作業調入記憶體,,它們共享系統中的各種硬、軟體資源。當乙個程式因i/o請求而暫停執行時,cpu便立即轉去執行另乙個程式。

缺點:仍然沒有人機互動能力,給使用者使用計算機帶來不便,作業排程演算法的不完善造成計算機資源的爭奪和浪費。

由於cpu速度不斷提高和採用分時技術,把處理機的執行時間分成很短的時間片,按時間片輪流把處理機分配給各聯機作業使用,由於計算機速度很快,作業執行輪轉得很快,從而一台計算機可同時連線多個使用者終端,而每個使用者可在自己的終端上聯機使用計算機,滿足使用者對人機互動和共享主機的需求。

雖然多道批處理系統和分時系統能獲得較令人滿意的資源利用率和系統響應時間,但卻不能滿足實時控制與實時資訊處理兩個應用領域的需求。於是就產生了實時系統,即系統能夠及時響應隨機發生的外部事件,並在嚴格的時間範圍內完成對該事件的處理。

具有多種型別操作特徵的作業系統。可以同時兼有多道批處理、分時、實時處理的功能,或其中兩種以上的功能,代表系統有:unix,linux,window,android及mac等。

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