手撕408|操作系统的发展及分类(2)

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操作系统的发展这一节属于比较偏记忆的知识点。如果梳理不清楚的话，容易在选择题失分，那么OS自诞生之起经历了哪些过程呢？请看冷月的讲解。

简单来说，OS的发展如下：手工操作阶段->批处理阶段->分时操作系统->实时操作系统->网络、分布式操作系统->个人操作系统。

手工操作阶段（无操作系统）

其实在手工操作阶段时，计算机并没有操作系统。那时计算机是专门科研人员所使用的工具，普通人根本接触不到计算机（如下图所示）。

当时数据和程序是存储在穿孔卡片上的，二进制的代码其实是通过卡片的打孔来实现的（卡片上密密麻麻打了一些有规律的孔）。如下图所示：

最后，导致的结果是CPU与手工的速度相差实在太大，人机矛盾非常严重。每个用户独占全机，资源利用率低。

批处理阶段（OS开始出现）    

单道批处理系统

    科研人员为了解决人机矛盾的问题，发明出了单道批处理系统。不在使用手工来穿孔卡片，而是使用单独的一种机器来代替人工，这样大大减少了CPU和外设的速度差。

    而单道批处理系统在内存中只能存放一道作业，cpu也只能执行一道作业，执行完毕后切换下一道作业。

    其特点有：自动性（作业自动导入，自动执行）、顺序性（磁带上的作业按照顺序依次执行）、单道性（内存中只能存放一道作业）

    缺点：内存只能存在一道作业，当IO发生时，CPU发生等待，资源利用率低。

多道批处理系统

随着技术的不断发展，为了解决效率低的问题，科研人员发明出了多道批处理系统。而多道程序设计也因此成为了当下最主流的设计。内存中可存放多个程序，并且可以在CPU上交替执行。

其特点有：多道（内存中可以存放多程序）、宏观上并行（每个程序在宏观上是一起执行的）、微观上串行（因为单CPU同时只能执行一个进程，每个进程在微观上是依次执行的）。

优点：引入了多道程序设计，内存中可以存放多道作业，当一道程序在等待其他资源被阻塞时，CPU转去执行其他程序。

缺点：因为批处理操作系统一切工作都是机器自动完成，缺少了人机交互性。

分时操作系统

为了解决人机相互的问题。诞生了分时操作系统。主要是将CPU的运行时长分成一个个很短的时间片，轮流分给各作业使用。

其特点有：同时性（每个终端用户可以同时操作计算机）、人机交互性强（每个时间片很小，人在发出命令后很快就能得到回应）、独立性、及时性。

实时操作系统

如果有需求是不需要时间片排队，而在一个时间限制里必须要执行完毕。这就诞生了实时操作系统。

分类：硬实时实时操作系统（必须马上在规定的时间完成，否则会发生错误，如股票交易）、软实时实时操作系统（能够接受偶尔违反时间且不会受到致命伤害，如银行转账）

其特点有：及时性、可靠性

网络操作系统

把计算机网络中的各台计算机组织起来，实现数据的相互传送

分布式操作系统

由多台对等的计算机有机组成，可以互相协同的完成同一任务

个人操作系统

如windows、linuxd的发行版，现在得到了广泛的使用。

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