操作系统分类（学习笔记）

  按照用户界面的使用环境和功能特性不同，一般可以把操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。还有其他操作系统，如个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统。

 

1、批处理操作系统（早期的操作系统）

   1）基本工作方式

      用户将作业交个系统操作员，系统操作员在收到作业后，并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的用户作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。

     2、特点

      特点：成批处理

      目标：系统资源利用率高，作业吞吐率高。（作业吞吐率：单位时间内计算机系统处理作业的个数）

      缺点：用户不能直接与计算机进行交互，不适合调试程序。

   3）、系统的调用过程

      当系统调用发生时，处理器通过一种特殊的机制，通常是中断或者异常处理，把控制流程转移到监控程序内的一些特定的位置。同时处理器模式转变成特权模式。

      由监控程序执行被请求的功能代码。这个功能代码代表着一段标准程序段的执行，用以完成所请求的功能。

      处理结束后，监控程序恢复系统调用之前的现场；把运行模式从特权模式恢复成为用户模式；最后将控制权转移回来原来的用户程序。

 

2、分时操作系统

  1)、工作方式

     在分时系统中，一台计算机主机连接了若干个终端，每个终端可由一个用户使用。用户通过终端交互式的向系统提出命令请求，系统接受用户的命令之后，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据系统送回的处理结果发出下一道交互命令。

   2)、设计思想

      分时操作系统将ＣＰＵ的时间划分成若干个小片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。　　

　3）、特点与目标

     特点：

       多路性：指有多个用户在不同时刻轮流使用一个处理器

       交互性：指每个用户根据系统响应的结果提出下一个请求

       独占性：指每个用户感觉不到计算机为其他人服务

       及时性：系统能够对用户提出的请求及时给予响应

     目标：及时响应用户输入的交互命令。

     一般通用的操作系统结合了分时系统与批处理系统两种系统的特点。对于分时和批处理的处理原则是：分时优先，批处理在后。在通用操作系统中，一般把系统的分时和批处理运行状态称为前台和后台。在前台响应需频繁交互的作业，如大量终端的处理要求；在后台则处理对时间性要求不强的作业。

 

3、实时操作系统

    实时操作系统是指使计算机能在规定的时间内，及时响应外部事件的请求，同时完成对改事件的处理，并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。

    目标：在严格时间范围内，对外部请求作出反应，系统具有高度可靠性。

    实时操作系统分为硬实时系统（比如火箭和导弹控制）和软实时系统（比如银行），需要有以下的几个方面的能力：

       1）、实时时钟管理

       2）、过载防护

       3）、高可靠性

4、个人计算机操作系统（单用户多任务的操作系统）

 

5、网络操作系统

    为计算机网络配置的操作系统成为网络操作系统。网络操作系统把计算机网络中的各个计算机有机的连接起来。其目标是通过通信及资源共享。

 

6、分布式操作系统

    将大量计算机通过网络连接在一起，可以获得极高的运算能力以及广泛的数据共享。分布式操作系统是网络操作系统的更高级形式，分布式操作系统除了保持网络操作系统的各种功能外，还具备以下特征：

      1）、分布操作系统是一个统一的操作系统。系统中所有主机使用的是用一个操作系统

      2）、实现资源的深度共享。

      3）、透明性

      4）、自治性

    分布式系统把系统中的所有计算机构成一个完整的、功能更加强大的计算机系统。

    分布式操作系统的优点：

      1）、分布式，可以以较低成本获得较高的运算性能。（云计算？）

      2）、可靠性，挂掉一个不影响全局（比如核电站的，话说最近大家都在谈“核”色变）

    集群：集群是分布式系统的一种，一个集群通常由一群处理器密集构成，集群操作系统专门服务于这样的集群。在集群操作系统的指挥下，可以用低成本的微型计算机和以太网设备等产品，构造出性能相当于超级计算机运算性能的集群（介不是云计算么）  

 

   网络操作系统和分布式操作系统的区别：

       网络操作系统可以构架于不同的操作系统之上，也就是说它可以在不同的本机操作系统上通过网络协议实现网络资源的统一配置。在网络操作系统中并不要求对网络资源的透明的访问，即需要显示的指明资源的位置与类型，对本地资源和异地资源访问区别对待（可以理解为在一个实验室局域网内关联的不同计算机组成的网络操作系统？）。

       分布式操作系统强调单一操作系统对整个分布式系统的管理、调度。在这种操作系统中，网络的概念在应用层被淡化了，所有资源，无论是本地的还是异地的，都用同一的方式管理与访问，用户不必关心资源所在的真正物理位置，或者是如何存储的。