分时系统1_属于分时系统的是

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

分时系统：是个多道系统

在给每一个任务执行的时候是按一定的时间进行的，时间到了直接切换下一个作业

类似于交互系统

任务多了会有切换时间，类似于中断进而要减少中断时间

终断多了的，系统开销大

多道批处理系统与分时系统的比较：

多道批处理系统：主要目标为处理器（CPU）的利用率提高

分时系统主要目标：响应时间尽量短

多道批处理系统：需要有作业控制语言来提供相应命令

分时系统：用户通过终端来提交相应的命令

现代OS的基本类型：

按硬件平台系统结构分类：

单机OS：计算一台机器上，管理这一台机器的资源，例如（CPU、存储、外部设备等）

并行OS ：硬件平台必须是并行的，

网络OS：每台机器都有IP地址，进入网络都能够知道哪些机器进入此网站

分布式OS：

单机OS的基本类型：

按功能特征分类：

批处理系统：强调其吞吐量要大

分时系统：是通过交互来服务于各个用户，强调响应时间很快

实时系统（实时信息处理系统、实时控制系统）：例如无人驾驶汽车

三类系统涵盖了计算机里面的所有系统

现代OS的两个基本特征：

任务共行：

宏观：任务共行是指系统中有多个任务同时运行

微观：任务共行是指单处理机系统中的任务并发或多处理机系统中的任务并行

并发：即多个任务在单个处理机上交替运行，串行的使用CPU，在操作系统的软件上切换的更流畅

并行：即多个任务在多个处理机上同时运行

硬件平台分两类：单机系统（并发）、多处理机系统（并行）

资源共享：

宏观：资源共享是指多个任务可以同时使用系统中的软硬件资源

微观：资源共享是指多个任务可以交替互斥地使用系统中的某个资源

任务管理模型：

任务：计算机系统在某个资源集合上所做的一次相对独立的计算过程

现代OS中，任务用线程和进程这两个基本概念共同表示

传统OS中，任务仅仅用进程这一基本概念表示

现代OS中，任务管理模型用线程状态转换图表示

传统OS中，任务管理模型用进程状态转换图表示

任务：是一个计算过程，并不是一个程序，但依赖于一个程序

资源管理模式：

资源：由程序和数据组成的软件资源以及包含CPU、存储器、I/O设备等在内的硬件资源

通常情况下：系统用竞争模式管理软件资源；为此，系统将为共享同一软件资源的多个任务提供互斥机制

对于硬件资源，系统常常用分配模式加以管理

模式可以描述为：

申请——分配——使用——释放——回收

OS的体系结构：

需求分析——系统设计（软件体系结构设计——软件部件设计）——编码实现——产品测试

一种常见的OS总体结构风格

OS基础平台子系统结构风格

双模式基础平台子系统结构风格

一种常见的OS总体结构风格：

大多数现代OS总体结构包括两类子系统：一是用户接口子系统，二是基础平台子系统

其中，用户接口子系统提供计算机用户需求的用户命令，基础平台子系统提供应用软件需求的系统调用

用户接口子系统与基础平台子系统之间的相互关系具有单向性。具体说，用户接口子系统在实现各种用户命令时能够引用系统在实现各种系统调用时不会引用用户接口子系统所提供的各种用户命令。

OS基础平台子系统结构风格：

分层结构风格：

分层结构风格的结构特征：

使用分层结构风格的基础平台子系统结构包含若干层；其中每一层实现一组基本概念以及与其相关的基本属性

层与层之间的相互关系：

所有各层的实现不依赖其以上各层所提供的概念及其属性，只依赖其直接下层所提供的概念及属性（只看得见直接下层）

每一层均对其上各层隐藏其下各层的存在

分级结构风格：

使用分级结构风格的基础平台子系统结构包含若干级；其中每一级实现一组基本概念以及与其相关的基本属性

级与级之间的相互关系：

所有各级的实现不依赖其以上各级所提供的概念以属性，只依赖其以下各级所提供的概念及属性（看得见所有下级）

分块结构风格：

使用分块结构风格的基础平台子系统结构包含若干模块；其中每一块实现一组基本概念以及与其相关的基本属性

块于块之间的相互关系：

所有各块的实现均可以任意引用其他各块所提供的概念及属性

分层、分级、分块结构风格的关系：

分层结构风格是一种特殊的分级结构风格；

分级结构风格是一种特殊的分块结构风格

分层、分块结构风格的比较：

分层结构风格：

有利于实现基础平台子系统的可维护性、可拓展性、可移植性、部件可重用性等非功能性需求；

不利于提高基础平台子系统的时间和空间效率；

构造一个纯粹的分层结构将非常困难

分块结构风格：

构造一个分块结构是一种切合实际的做法

有利于生成高效、紧凑的基础平台子系统可执行代码

不利于实现基础平台子系统的灵活性

相对于分层结构风格以及分块结构风格，分级结构风格的长处和不足介于两者之间

模式结构风格：

多模式结构风格、单模式结构风格

基本概念：

模式就是程序在运行过程中使用的、由硬件体系结构提供的CPU特权模式

多模式结构风格的结构特征：

使用多模式结构风格的基础平台子系统结构包含多个模式模块；这些模式模块或者是一个应用软件或者是基础平台子系统的一部分

在使用多模式结构风格的基础平台子系统结构中，不同的模式模块在不同的CPU特权模式下运行

单模式结构风格的结构特征：

使用单模式结构风格的基础平台子系统结构仅仅包含一个模式模块；该模式模块由应用软件和基础平台子系统共同组成

在使用单模式结构风格的基础平台子系统结构中，应用软件和基础平台子系统在同一CPU特权模式下运行

多模式结构风格与单模式结构风格的比较：

多模式结构风格：

有利于实现基础平台子系统的可靠性、安全性等非功能性需求；

会降低基础平台子系统的性能；（多种模式需要切换）

在较高级别CPU特权模式下调试程序是一件困难的事情

单模式结构风格：

不会增加基础平台子系统的开发难度；

不会影响基础平台子系统的性能；

不利于实现基础平台子系统的可靠性、安全性等非功能性需求

双模式基础平台子系统的结构风格：

若一个基础平台子系统使用了双模式结构风格，则称该基础平台子系统为双模式基础平台子系统

双模式基础平台子系统其总体结构包含两个模式模块；他们分别在两种不同的CPU特权模式下运行

习惯上，人们把双模式基础平台子系统的这两个模式模块分别称为核外子系统和核心子系统，把核外子系统使用的特权模式称为用户模式，把核心子系统使用的CPU特权模式称为内核模式

用户程序可以调用系统提供的服务，但系统不会调用用户所写的应用程序

用户模式是一种更低特权的模式

用户模式下运行的用户程序之间可以相互调用的，也可以相互访问数据的

系统模式也称为控制模式，内核模式，都是更高特权的模式

应用模式一般运行在较低模式下

软中断：判断用户进入系统是要做什么，是否是合法的

微核结构：

微核结构设计思想：

剔除核心子系统中的多余成分，并把他们移到核外子系统中实现，核心子系统只实现一些必要的简单的概念及其属性，从而保持核心子系统简洁高效

希望你的操作系统是一个很小的核

只包含非常必要的功能

其他传统的服务就变到核外子系统

程序的执行顺序：

程序顺序执行时的特征：顺序性、非封闭性、可再现性

顺序性：

顺序语句、条件分支、循环语句

封闭性：一个程序或者一个进程在里面，占用了整个系统的资源

只与输入有关，每次执行都是在封闭的环境里面执行

可再现性：

程序进行并发执行：

程序并发执行时的特征：间断性、非封闭性、不可再现性

事务的处理

进程也称为任务：

指一个程序的执行过程

进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程

进程是可以被跟踪的，用它的执行指令的系列来跟踪他

进程的特点：

动态性：创建了才有的，一会在执行，一会没有执行的

并发性：多进程是在交替执行的

独立性：相互之间是独立的

异步性：他不是要同时执行的

进程的结构：

进程必须依赖的是：程序、数据、PCB（控制程序的执行）

进程的状态：

进程的并发执行、进程的两状态、进程的五状态、进程的状态转换图

分派的程序：把处理器分配给一个进程

调度的程序：要调度进程

调度程序属于系统进程

进程的两状态：

某个进程的状态要么就是在执行，要么就是没有执行

并非所有进程只要不执行就处于就绪，有的需要等待I/O完成

不执行又可分为就绪和阻塞的两种状态

进程的状态分为：

执行、就绪、阻塞、新状态、退出

执行、就绪、阻塞状态为最重要、最核心的状态

执行状态：占用处理机（单处理机环境中，某一时刻仅一个进程占用处理机）

就绪状态：也就是被调度的状态

阻塞状态：等待某事件发生才执行，如等待I/O完成等，不是被锁住的

新状态：进程已经创建，但未被OS接纳为可执行进程

退出状态：因停止或取消，被OS从执行状态释放

进入执行状态前一定要进入就绪状态，

比如进行执行状态过程遇到阻塞状态，在阻塞状态里面等待，可执行之后，再进入就绪状态再等待，然后再进行执行状态

创建——新状态：新创建进程首先处于新状态

新状态——就绪状态：OS接纳新状态进程为就绪进程

就绪状态——执行状态：OS只能从就绪进程中选一个进程执行

执行状态——退出状态：执行状态的进程执行完毕，或者被取消，则转换为退出状态

执行状态——就绪状态：分时系统中，时间片用完，或优先级高的进程到来，将终止优先级低的进程的执行

执行状态——阻塞状态：执行进程需要等待某事件发生，通常因进程需要的系统调用不能立即完成，而阻塞

阻塞状态——就绪状态：当阻塞进程等待的事件发生，就转换为就绪状态

就绪状态——退出状态：某些系统允许父进程在任何情况下终止其子进程。若一个父进程终止，其子孙进程都必须终止

兑换技术、交换技术：

将内存中暂时不能运行的进程，或暂时不用的数据和程序，交换到外存，以腾出足够的内存空间，把已经具备运行条件的进程，或进程所需要的数据和程序，交换到内存中

进程由程序、数据、PCB构成

程序是进程依赖的基础

程序要运行得有数据

进程需要有PCB来进行描述

阻塞状态不能占用CPU

进程的挂起状态：

被挂起进程的特征：

不能立即执行

可能是等待某事件发生。是则阻塞条件独立于挂起条件，即使阻塞事件发生，该进程也不能执行

使之挂起的进程为：自身、其父进程、OS

只有挂起他的进程才能使之由挂起状态转换为其他状态

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