操作系统 - 属性
以下是操作系统的不同属性。 本教程将一一详细解释这些属性:
- 批处理
- 多任务处理
- 多程序设计
- 交互性
- 实时系统
- 分布式环境
- 后台处理
批处理
批处理是一种技术，其中操作系统在处理开始之前将程序和数据一起收集在一起。 操作系统执行以下与批处理相关的活动−
操作系统定义了一个作业，该作业具有预定义的命令、程序和数据序列作为一个单元。
操作系统会在内存中保存一些作业，并在没有任何手动信息的情况下执行它们。
作业按提交顺序处理，即先到先得。
当作业完成执行时，其内存被释放，作业的输出被复制到输出后台处理以供以后打印或处理。
优势
批处理将操作员的大部分工作交给了计算机。
在前一个作业完成后立即开始新作业，提高性能，无需任何人工干预。
缺点
- 难以调试程序。
- 作业可能进入无限循环。
- 由于缺乏保护方案，一个批处理作业可能会影响待处理的作业。
多任务处理
多任务是指 CPU 通过在它们之间切换来同时执行多个作业。 切换发生得如此频繁，以至于用户可以在每个程序运行时与它进行交互。 操作系统执行以下与多任务相关的活动 −
用户直接向操作系统或程序下达指令，并立即收到响应。
操作系统处理多任务的方式可以同时处理多个操作/执行多个程序。
多任务操作系统也称为分时系统。
这些操作系统的开发旨在以合理的成本提供计算机系统的交互使用。
分时操作系统使用 CPU 调度和多道程序的概念为每个用户提供一小部分分时 CPU。
每个用户的内存中至少有一个单独的程序。
加载到内存并正在执行的程序通常称为进程。
当一个进程执行时，它通常只执行很短的时间，然后就完成或需要执行 I/O。
由于交互式 I/O 通常以较慢的速度运行，因此可能需要很长时间才能完成。 在此期间，一个 CPU 可以被另一个进程使用。
操作系统允许用户同时共享计算机。 由于分时系统中的每个动作或命令往往都很短，因此每个用户只需要很少的 CPU 时间。
当系统快速将 CPU 从一个用户/程序切换到下一个用户/程序时，每个用户都会给人一种他/她拥有自己的 CPU 的印象，而实际上一个 CPU 是在许多用户之间共享的。< /p>
多道程序
当两个或多个程序同时驻留在内存中时，共享处理器称为多道程序。 多道程序假设一个共享处理器。 多道程序通过组织作业来提高 CPU 利用率，以便 CPU 始终有一个要执行。
下图显示了多道程序系统的内存布局。
操作系统会执行以下与多道程序相关的活动。
操作系统一次在内存中保存多个作业。
这组作业是作业池中保留的作业的子集。
操作系统选择并开始执行内存中的一项作业。
多道程序操作系统使用内存管理程序监视所有活动程序和系统资源的状态，以确保 CPU 永远不会空闲，除非没有要处理的作业。
优势
- 高效率的 CPU 利用率。
- 用户感觉许多程序几乎同时分配了 CPU。
缺点
- 需要 CPU 调度。
- 为了在内存中容纳许多作业，需要进行内存管理。
交互性
交互性是指用户与计算机系统交互的能力。 操作系统执行以下与交互性相关的活动−
- 为用户提供与系统交互的界面。
- 管理输入设备以获取用户的输入。 例如，键盘。
- 管理输出设备以向用户显示输出。 例如，监视器。
操作系统的响应时间需要很短，因为用户提交并等待结果。
实时系统
实时系统通常是专用的嵌入式系统。 操作系统会执行以下与实时系统活动相关的活动。
- 在此类系统中，操作系统通常会读取传感器数据并对其做出反应。
- 操作系统必须保证在固定时间段内响应事件以确保正确的性能。
分布式环境
分布式环境是指计算机系统中的多个独立 CPU 或处理器。 操作系统执行以下与分布式环境相关的活动 −
操作系统在多个物理处理器之间分配计算逻辑。
处理器不共享内存或时钟。 相反，每个处理器都有自己的本地内存。
操作系统管理处理器之间的通信。 它们通过各种通信线路相互通信。
后台处理
Spooling 是同时在线外围操作的首字母缩写词。 后台处理是指将各种 I/O 作业的数据放在缓冲区中。 此缓冲区是内存或硬盘中的一个特殊区域，可供 I/O 设备访问。
操作系统执行以下与分布式环境相关的活动 −
处理 I/O 设备数据后台处理，因为设备具有不同的数据访问速率。
维护后台处理缓冲区，它提供了一个等待站，数据可以在较慢的设备赶上时休息。
由于后台处理过程保持并行计算，因为计算机可以以并行方式执行 I/O。 计算机可以在执行计算任务时从磁带读取数据、将数据写入磁盘并写入磁带打印机。
优势
- 后台处理操作使用磁盘作为非常大的缓冲区。
- 后台处理能够将一项作业的 I/O 操作与另一项作业的处理器操作重叠。
