作業系統歷史

2、作業系統歷史

2.1、真空管與穿孔卡片（無作業系統）

過程：萬能程式設計師們將對應於程式和資料的已穿孔的紙帶（或卡片）裝入輸入機，然後啟動輸入機把程式和資料輸入計算機記憶體，接著通過控制台開關啟動程式針對資料執行；計算完畢，印表機輸出計算結果；使用者取走結果並卸下紙帶（或卡片）後，才讓下乙個使用者上機。

注意點：

1 程式設計師需要在牆上的計時錶上預約時間

2 同一時刻只有乙個程式在記憶體中被cpu呼叫執行（序列的）

優缺點：

優點：程式設計師在申請的時間段內獨享整個資源，即時的除錯自己的程式，如果有bug可以當場處理，

缺點：這對於計算機提供商來說是一種浪費（你買一台電腦4000塊，那一年中你用365比只用1天，肯定是省成本的，物盡其用）

2.2、電晶體和批處理系統

一代計算機的問題：

人機互動太多了（輸入--->計算--->輸出輸入--->計算--->輸出輸入--->計算--->輸出）

解決辦法：

把一堆人的輸入攢成一大波輸入，然後順序計算（這是有問題的，但是第二代計算沒有解決）再把計算結果攢成一大波輸出，這就是批處理系統

作業系統前身：

在收集了大約乙個小時的批量作業之後，這些卡片被讀入磁帶，然後磁帶被送到機房裡並裝到磁帶上。然後磁帶被送到機房裡並裝到磁帶機上。隨後，操作員裝入乙個特殊的程式（此乃現代作業系統的前身），它負責從磁帶上讀入第乙個

作業（job，乙個或一組程式）並執行，其輸出寫到第二個磁帶上，而且不列印。每個作業結束後，作業系統自動的從磁帶上讀入下乙個作業並且執行。當一整批的作業全部結束後，操作員去下輸入和輸出磁帶，講輸入磁帶換成下一批作

業，並且把輸出磁帶拿到一台1041機器上進行離線（不與主計算機聯機）列印

優缺點：

優點：批處理

缺點：圖的中間還有倆小人；仍然是順序計算

2.3、積體電路晶元和多道程式設計

針對二代計算機的兩個主要問題

開發出spooling技術：

卡片被拿到機房後能夠很快的將作業從卡片讀入磁碟，於是任何時刻當乙個作業結束時，作業系統就能將乙個作業從磁帶讀出，裝進空出的記憶體區域執行，這種技術叫做同時的外部裝置聯機操作：spooling該技術同時用於輸出。當採

用了這種技術後，就不在需要ibm1401機了，也不必將磁帶搬來搬去了（中間倆小人失業了），強化了作業系統的功能

開發出多道程式設計，用於解決順序執行的問題：

在7094機上（程式執行的機器），若當前作業因等待磁帶或等待其他io操作而暫停，cpu就處於休閒狀態直至io操作完成，對於cpu密集的科學計算，io操作少，浪費時間不明顯，對於商業資料處理，io等待能到達80%～90%，所以必

須解決cpu浪費的現象。

解決方案：

將記憶體分為幾個部分，每一部分存放不同的作業，如圖所示。當乙個作業等待io完成時，另乙個作業可以使用cpu，記憶體中放足夠的作業，則cpu的利用率能接近100%

此時的第三代計算機適合大型科學計算和繁忙的商務資料處理，但，本質上其仍是乙個批處理系統。

雖然解決了諸如以上問題，但多個作業必須在全部執行結束後，才能得到結果，從乙個作業的提交到運算結果取回往往長達數小時。

想象乙個場景：a君 b君 c君三個程式設計師同時在除錯程式，一旦a君寫錯乙個逗號，那麼可能需要半天的時間才能看到結果，因為b君c君的結果也同時運算出來了。時間必然要長。一言以蔽之：大家一起存作業，大家一起去資料（磁帶）

許多程式設計師懷念第一代獨享的計算機，可以即時除錯自己的程式。為了滿足程式設計師們很快可以得到響應，出現了分時作業系統

分時作業系統：

多個聯機終端+多道技術

20個客戶端同時載入到記憶體，有17在思考，3個在執行，cpu就採用多道的方式處理記憶體中的這3個程式，由於客戶提交的一般都是簡短的指令而且很少有耗時長的，索引計算機能夠為許多使用者提供快速的互動式服務，所有的使用者都以為自己獨享了計算機資源