非並行作業系統

非並行作業系統

並行作業系統是指運行在並行計算機的作業系統。非並行作業系統一般是指運行非並行計算機的作業系統。非並行作業系統的種類也有很多,主要原因是運行計算機不同和運行環境不同。常見非並行作業系統有單用戶單任務作業系統、批處理作業系統、分時系統、實時作業系統、網路作業系統和分散式作業系統等。

基本介紹

  • 中文名:非並行作業系統
  • 外文名:non parallel operating system
  • 學科:計算機
  • 定義:不在並行計算機運行的作業系統
  • 有關術語:作業系統
  • 領域:計算機系統
作業系統,單用戶單任務作業系統,批處理作業系統,分時系統,實時作業系統,網路作業系統,分散式作業系統,

作業系統

作業系統Operating System,簡稱OS)是管理和控制計算機硬體軟體資源的計算機程式,是直接運行在“裸機”上的最基本的系統軟體,任何其他軟體都必須在作業系統的支持下才能運行。
作業系統是用戶計算機接口,同時也是計算機硬體和其他軟體的接口。作業系統的功能包括管理計算機系統硬體、軟體及數據資源,控制程式運行,改善人機界面,為其它套用軟體提供支持,讓計算機系統所有資源最大限度地發揮作用,提供各種形式的用戶界面,使用戶有一個好的工作環境,為其它軟體的開發提供必要的服務和相應的接口等。實際上,用戶是不用接觸作業系統的,作業系統管理著計算機硬體資源,同時按照應用程式的資源請求,分配資源,如:劃分CPU時間,記憶體空間的開闢,調用印表機等。

單用戶單任務作業系統

單用戶單任務作業系統的含義是,只允許一個用戶上機,且只允許用戶程式作為一個任務運行。這是最簡單的微機作業系統,主要配置在 8 位和 16 位微機上。最有代表性的單用戶單任務微機作業系統是 CP/M 和 MS-DOS。

批處理作業系統

上世紀50年代中期發明了電晶體,人們開始用電晶體替代真空管來製作計算機,從而出現了第二代計算機。它不僅使計算機的體積大大減小,功耗顯著降低,同時可靠性也得到大幅度提高,使計算機已具有推廣套用的價值,但計算機系統仍非常昂貴。為了能充分地利用它,應儘量使該系統連續運行,減少空閒時間。為此,通常是把一批作業以脫機方式輸入到磁帶上,並在系統中配上監督程式(Monitor),在它的控制下使這批作業能一個接一個地連續處理。其自動處理過程是:首先,由監督程式將磁帶上的第一個作業裝入記憶體,並把運行控制權交給該作業。當該作業處理完成時,又把控制權交還給監督程式,再由監督程式把磁帶(盤)上的第二個作業調入記憶體。計算機系統就這樣自動地一個作業一個作業地進行處理,直至磁帶(盤)上的所有作業全部完成,這樣便形成了早期的批處理系統。
批處理是指用戶將一批作業提交給作業系統後就不再干預,由作業系統控制它們自動運行。這種採用批量處理作業技術的作業系統稱為批處理作業系統;批處理作業系統不具有互動性,它是為了提高CPU的利用率而提出的一種作業系統。

分時系統

分時作業系統(time-sharing system),“分時”的含義:分時是指多個用戶分享使用同一台計算機。多個程式分時共享硬體和軟體資源。分時作業系統是指在一台主機上連線多個帶有顯示器和鍵盤的終端,同時允許多個用戶通過主機的終端,以互動方式使用計算機,共享主機中的資源。分時作業系統是一個多用戶互動式作業系統。分時作業系統,主要分為三類:單道分時作業系統,多道分時作業系統,具有前台和後台的分時作業系統。分時作業系統將CPU的時間劃分成若干個片段,稱為時間片。作業系統以時間片為單位,輪流為每個終端用戶服務。

實時作業系統

實時作業系統(Real-time operating system, RTOS),又稱即時作業系統,它會按照排序運行、管理系統資源,並為開發應用程式提供一致的基礎。
實時作業系統與一般的作業系統相比,最大的特色就是其“實時性”[1],也就是說,如果有一個任務需要執行,實時作業系統會馬上(在較短時間內)執行該任務,不會有較長的延時。這種特性保證了各個任務的及時執行。
設計實時作業系統的首要目標不是高的吞吐量,而是保證任務在特定時間內完成,因此衡量一個實時作業系統堅固性的重要指標,是系統從接收一個任務,到完成該任務所需的時間,其時間的變化稱為抖動。可以依抖動將實時作業系統分為兩種:硬實時作業系統及軟實時作業系統,硬實時作業系統比軟實時作業系統有更少的抖動:
硬實時作業系統必須使任務在確定的時間內完成。
軟實時作業系統能讓絕大多數任務在確定時間內完成。
實時作業系統與一般的作業系統有著不同的調度算法。普通的作業系統的調度器對於執行緒優先權等方面的處理更加靈活;而實時作業系統追求最小的中斷延時和執行緒切換延時。
通常都會有最基礎的核心,以及外加上去的模組,像是檔案系統、網路協定堆疊和套用、設備驅動程式等模組。

網路作業系統

網路作業系統,是一種能代替作業系統的軟體程式,是網路的心臟和靈魂,是向網路計算機提供服務的特殊的作業系統。藉由網路達到互相傳遞數據與各種訊息,分為伺服器(Server)及客戶端(Client)。而伺服器的主要功能是管理伺服器和網路上的各種資源和網路設備的共用,加以統合併控管流量,避免有癱瘓的可能性,而客戶端就是有著能接收伺服器所傳遞的數據來運用的功能,好讓客戶端可以清楚的搜尋所需的資源

分散式作業系統

分散式作業系統(Distributed operating system),是一個軟體,它是許多獨立的,網路連線的,通訊的,並且物理上分離的計算節點的集合。每個節點包含全局總作業系統的一個特定的軟體子集。每個軟體子集是兩個不同的服務置備的複合物。第一個服務是一個普遍存在的最小的核心,或微核心,直接控制該節點的硬體。第二個服務是協調節點的獨立的和協同的活動系統管理組件的更高級別的集合。這些組件抽象微核心功能,和支持用戶應用程式。分散式作業系統是分散式軟體系統的重要組成部分,負責管理分散式處理系統資源、控制分散式程式運行等。

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