操作系统OS的分类

淩亂°似流年 2024-03-26 19:53 74阅读 0赞

按照操作系统的作用可以将其分为以下几类，下面分别做简单的介绍：

## 一、多道批处理操作系统（batch processing operating system） ##

*  用户离线（脱机offline）使用电脑，追求绝对的效率（脱机原因：使用该系统时，用户无法对其程序的运行状况实施交互性控制），特别适合于时间比较长的程序。

*  作业（job）：程序+数据+作业说明书

*  结果：程序运行结果+记账信息

*  工作原理：

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批作业的处理步骤如下：用户将作业（程序、数据、说明书）交给机房工作人员，操作人员在适当的时候将其放到某台输入机上，并启动其工作通道，负责将作业传输到磁盘输入井中以后，在适当的时刻经通道传输进入内存处理，此时作业已进程为单位在内存中运行，运行结束后，其结果经通道传输进入磁盘输出井中，最后再由通道负责将结果在输出机上以用户可见的形式显示出来

输入井和输出井分别是磁盘或者磁鼓上的两区域

**输入井的作用：**用于保存已经输入但尚未处理的作业，即缓冲（suffering），批量输入

**输出井的作用：**用于保护处理完毕但未输出的结果，即缓冲批量输出

**缓冲的原因：**处理数据与到达的速度不一致

*  主机中合理搭配：

（1）提高资源利用率

（2）提高吞吐量（throughput）

*  特点：

（1）多道：系统中同时容纳多个任务

（2）成批：作业分批进入系统（成批一定会牺牲交互性）

**多道和成批是提高效率最有效的手段。**

### 二、分时操作系统（time—sharing operating system） ###

*  用户在线（联机online）使用电脑，倾向于交互性

*  常用交互界面有：交互式命令语言、GUI、PUI

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分时操作系统

*  原理：

将CPU的工作时间划分为若干片段的一时间段（time slice）—>以时间片为单位轮流为各个交互终端服务（性能足够）

*  **特点：**

多路性：一个主机与多个终端相连

交互性：以对话的方式为用户服务

独占性：每个终端用户仿佛拥有一台虚拟机

*  典型系统：

1957年，贝尔实验室开发BYSYS早期分时操作系统

Multics（MIT1965），CP-40/CMS，CTSS（IBM1964）

UMX，Linux，z/OS，Open Solaris

Windows，iOS，Android

## 三、实时操作系统（real—time OS） ##

*  所谓实时，是指系统能够对外部请求做出及时的响应

*  实时控制包括：工业控制，宇航控制，医疗控制，铁路运输控制等

*  实时信息处理包括：航班订票，联机情报检索，金融交易等

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实时控制

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VxWorks,C/OS-III,RT-Linux,QNX,Nucleus

瘦内核=>微内核=>超微内核

*  实时系统的特点：及时性，可靠性。

**实时系统唯一的判断标准：只要该系统响应时间足够快，就是实时系统。（只要其响应速度够快，时间够短，就可以当做实时系统）**

一个系统的可靠性搞不搞，并不在于其系统是不是实时系统，所以可靠性高不是实时系统的本身的特征，是由需求决定的。

实时系统追求绝对的交互性能

分时系统追求交互，也保持着一定的效率

多道批系统追求绝对的效率

*  **提高系统可靠性最笨也最有效的方法：冗余设计**

把一部分能力和功能存储起来，遇到不确定性的紧急时间，可用于处理，又称为余度设计，再去关键作用的地方预留一套相同的功能设计

常用手段：备份（增加能力），共享（增加可能性）

缺点：

系统臃肿，不简洁

额外增加成本（含后期维护）

相互独立的事物之间会相互影响（尤其是依靠人的冗余系统，使得可靠性大幅度降低伦理值）

## 四、通用操作系统（multi—purpose OS） ##

*  多功能，多用途操作系统

*  同时具有分时，实时，批处理功能（万能系统，不存在）

*  目标：提高处理能力，扩展应用领域

*  常见模式：

分时（前台）+批处理（后台）

实时（前台）+批处理（后台）

## 五、单用户操作系统（single—user OS） ##

*  同一时刻仅有一个用户的系统

*  应用领域：台式机，笔记本，手机，平板电脑……

*  特点：单用户，多进程，多线程

## 六、网络操作系统（network OS） ##

*  建立在宿主操作系统之下，提供网络通讯、网络资源共享、网络服务的软件包

*  目标：

相互通讯

共享资源（信息、设备）

提供网络服务：database server，ftp server，Email server，telnet server，etc（no transparent view）

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## 七、分布式操作系统（distributed OS） ##

分布式操作系统分为两种

*  **紧耦合（tightly coupled）**——紧密联系在一起

建立在多处理器（多CPU）操作系统之上，有共内存

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*  **分散耦合（loosely coupled）**（几乎等同于网络操作系统）

是网络操作系统的更高层次（多host形式） 无公共内存，无公共时钟。

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*  分布式操作系统的特征：统一的操作系统，资源的进一步共享（内存、CPU），可靠性，透明性

*  目标：进一步共享资源，使负载均衡，计算加速

*  途径：迁移migration（作业迁移，任务迁移）

## 八、多处理器操作系统（multiprocessor OS） ##

*  具有公共内存的多CPU系统，必须有效管理和使用多个CPU的操作系统

*  对称多处理器（MSPS）,是多处理操作系统的主要形式，没有主从关系的管理器系统

*  特点：多个主体机，进程与CPU多对多

## 九、嵌入式操作系统（embedded OS） ##

*  嵌入在掌上数码设备、通讯设备、车载系统、信息家电等非计算机类设备上的操作系统

*  特点：微内核结构，许多操作系统功能以应用程序（文件系统，驱动设备）模式运行

核心小，可剪裁，可扩展

应用范围广，可移植性高，可靠性高

效率低

## 十、多媒体操作系统 ##

*  具有一般操作系统的功能，同时具有多媒体底层扩充模块，支持多媒体信息的采集、编辑、播放和传输

*  特点：

调度算法：满足实时性的调度算法

最早截止优先EDF

单调速率调度RMS

文件：支持多媒体文件

*  分类：

具有编辑和播放双重功能的开发系统

具备交互播放功能为主的教育/培训系统

用于家庭娱乐和学习的家用多媒体系统

## 十一、智能卡操作系统（smart—card OS） ##

*  带CPU芯片，ROM

*  面向Java的智能卡：Java解释程序

*  smart car OS：支持多个applet并发执行;必要的资源管理

## 十二、其他操作系统 ##

*  集群操作系统（cluster OS），建立在局域网基础上，有多台计算机互连组成的并发或分布式系统

*  云计算操作系统（cloud computing OS），又称为云操作系统，是以云计算和云存储的操作系统

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