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一、手工阶段

• 这个阶段，用户在计算机上算题的所有工作都要人工干预，程序的装入、运行、结果的输出都需要人工操作。
• 此阶段的突出缺点：a、用户独占全机，资源利用率低；b、CPU 经常出于等待手工操作，CPU 利用率低。

二、批处理阶段

• 操作系统诞生于此阶段。
• 按发展历程分为单道批处理系统和多道批处理系统。

1、单道批处理系统

• 系统对作业的处理是成批进行的，但内存中始终保持一道作业。该系统的特点如下：
• 1）自动性：指在顺利情况下，一批作业能够自动逐一完成，无需人工干预。
• 2）顺序性：作业的完成顺序与进入内存的顺序是完全相同的，类似于栈的先进先出。
• 3）单道性：内存中一段时间间隔内只有一道程序在执行。
• 主要面临问题：
• 当作业期间用到 I/O 设备时，CPU 要等待 I/O 完成才能继续作业，CPU 利用率仍旧不高。

2、多道批处理系统

• 多道程序技术，允许多个程序在同一个时间间隔内进入内存并允许它们在 CPU 中交替执行，并共享计算机中的资源。多道批处理系统中，当某一个程序因 I/O 请求停止允许时， CPU 就可以立即去执行其他程序。
• 多道程序设计的特点是多道、宏观上并行、微观上串行。
• 1）多道：计算机内存中同时具有多道互相独立的程序。
• 2）宏观上并行：同时进入系统的多道程序都处于运行过程中，即先后开始各自的运行，但都未运行完毕。
• 3）微观上串行：内存中的多道程序轮流占有 CPU，交替执行。
• 多道程序设计技术主要解决问题：
• a、处理器怎么分配？b、内存如何分配？c、I/O 设备如何分配？程序和数据如何组织和存放，以方便用户使用并保证安全性和一致性？
• 使用多道程序设计技术的批处理系统称之为多道批处理系统，该系统将用户的作业成批的放入内存中，然后由作业调度程序自动选择作业运行。
• 优点：资源利用率高；系统吞吐量大，CPU 和其他资源基本处于“忙碌”。
• 缺点：用户响应时间长；不提供人机交互能力，既不能了解程序的运行状况，也不能控制计算机。

三、运行时相关技术阶段

• 随着时代发展，与运行时相关的技术的成熟，出现了两种针对运行时进行设计的系统：分时操作系统和实时操作系统。

1、分时操作系统

• 分时操作系统是指运用分时技术的操作系统，所谓分时技术就是将处理器的运行时间分成一段段很短的时间片段，按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。
• 具体就是，处理器将某个时间片分配给某个作业，在这个时间片里处理器为这个作业处理各种操作，当这个时间片结束了，若作业完成则直接处理下一个作业，若没能完成该作业，则该作业先暂停，先去处理其他作业，等待下一轮继续处理。
• 由于时间片都是 ns 甚至 us 为单位，用户感觉起来就像没有中断一样。
• 分时操作系统，可以让多个用户通过终端同时共享一台主机，并同时与主机进行交互而互不干扰，支持多道程序设计的系统，与多道批处理系统不同的地方在于分时操作系统可以实现人机交互。
• 分时操作系统有如下特征：

1）同时性：也叫多路性，指允许多个终端用户同时使用一台计算机。	2）交互性：指用户能够方便地与系统进行人机对话，控制程序运行。	3）独立性：指系统中地多个用户彼此独立，互不干扰，彼此感觉不到对方地存在。	4）及时性：指用户的操作请求可以在很短时间内完成。

• 分时操作系统的缺点就是作业必须进行时间片排队，在时间片内不能完成，只能等下一轮。

2、实时操作系统

• 为了弥补分时技术和分时操作系统的不足，即为了能够处理一些紧急又不想进行时间片排队的任务，出现了实时操作系统，让这些任务限制在某个时间段中集中处理并完成，时间限制分为两种情况：

1）硬实时

• 某个动作必须在规定时间内完成，如飞行器的飞行自动控制系统。

2）软实时

• 能够接受偶尔违反时间规定且不会引起任何永久性的损害，如飞机订票系统。

• 实时操作系统的主要特点就是及时性和可靠性。

四、现阶段

• 现阶段比较普遍的就是网络操作系统、分布式计算机系统和个人计算机操作系统。

1、网络操作系统

• 指利用网络通信技术和网络编程等技术，将一个局域网内的各台计算机有机结合起来，提供一种统一、经济而有效的使用各台计算机的方法，实现各台计算机之间数据的交互。
• 特点就是局域网内的各种资源共享。

2、分布式计算机系统

• 指有多台计算组成并满足条件：

a、系统中任意两台计算机通过通信方式交换信息；	b、系统中每台计算机地位相等，没有主机也没有从机；	c、每台计算机上的资源为用户所共享；	d、系统中任意两台计算机都可以构成一个子系统，且能重构；	e、任何工作都可以分布在几台计算机上并行工作、协同完成。

• 分布式计算机系统的特点就是分布性和并行性。

3、个人计算机操作系统

• 这是目前使用最广泛的系统，常见的有 Windows、Linux 的各种发行版以及 MacOS。
  

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