操作系统 类型

操作系统是一组良好组织的程序，用于管理计算机硬件。它是一种系统软件，负责计算机系统的平稳运行。

批处理操作系统

在1970年代，批处理技术非常流行。在这种技术中，类似类型的作业被批量打包在一起并按时执行。人们习惯于使用一台被称为大型机的单台计算机。

在批处理操作系统中，可以授权多个人访问；他们将各自的作业提交到系统中进行执行。

系统根据先来先服务的原则将所有作业放入队列，然后逐个执行这些作业。当所有作业执行完成时，用户可以收集各自的输出结果。

该操作系统的主要目的是在作业完成后立即将控制权从一个作业转移到另一个作业。它包含了一组称为常驻监控程序的小型程序，这些程序始终驻留在主存的一部分中。剩余的部分用于为作业提供服务。

批处理操作系统的优点

• 使用常驻监视程序可以提高计算机的效率，因为它消除了两个作业之间的CPU时间。

批处理操作系统的缺点

1. 饥饿

批处理处理过程容易出现饥饿现象。

例如:

有五个作业J1，J2，J3，J4和J5在批处理中存在。如果执行时间J1非常长，那么其他四个作业将永远不会被执行，或者它们将不得不等待很长时间。因此，其他进程会被饿死。

2. 不交互

批处理不适用于依赖用户输入的作业。如果一个作业需要从控制台输入两个数字，那么在批处理场景下它永远无法获得输入，因为用户在执行时不在场。

多道程序设计操作系统

多道程序设计是批处理的扩展，其中CPU始终保持忙碌。每个进程都需要两种类型的系统时间：CPU时间和IO时间。

在多道程序设计环境中，当一个进程进行IO操作时，CPU可以开始执行其他进程。因此，多道程序设计提高了系统的效率。

多道程序设计操作系统的优点

• 在整个系统中，由于CPU始终有一个程序可以执行，因此它增加了系统的效率。
• 响应时间也可以缩短。

多道程序设计操作系统的缺点

• 多道程序设计系统提供了一个有效利用各种系统资源的环境，但它们无法提供用户与计算机系统的任何交互。

多处理器操作系统

在多处理器中，实现了并行计算。系统中有多个处理器，可以同时执行多个进程。这将提高系统的吞吐量。

在多处理器系统中，实现了并行计算。系统中的多个处理器可以同时执行多个进程，这将提高系统的吞吐量。

多处理操作系统的优点：

• 提高可靠性： 由于多处理系统，处理任务可以分布在多个处理器之间。这增加了可靠性，因为如果一个处理器故障，任务可以交给另一个处理器完成。
• 提高吞吐量： 随着多个处理器的增加，在更短的时间内可以完成更多的工作。

多处理操作系统的缺点：

• 多处理操作系统更复杂、精湛，因为它同时处理多个中央处理器。

多任务操作系统

多任务操作系统是多道程序系统的逻辑扩展，可以同时运行多个程序。它允许用户同时执行多个计算机任务。

多任务操作系统的优点

• 这种操作系统更适合同时支持多个用户。
• 多任务操作系统具有良好定义的内存管理。

多任务操作系统的缺点

• 在多任务环境中，多个处理器同时忙于完成任何任务，因此CPU会产生更多的热量。

网络操作系统

一个包括软件和相关协议的操作系统，可以方便高效地通过网络与其他计算机进行通信，被称为网络操作系统。

网络操作系统的优势

• 在这种类型的操作系统中，由于客户端和服务器之间的分工，网络流量减少。
• 这种类型的系统的建立和维护成本较低。

网络操作系统的缺点

• 在这种类型的操作系统中，系统中任何一个节点的故障都会影响整个系统。
• 安全性和性能是重要问题。因此，需要经过培训的网络管理员来进行网络管理。

实时操作系统

在实时系统中，每个作业都有一个确定的截止期限，在该期限内应该完成作业，否则会造成巨大的损失，即使产生结果也是完全无用的。

实时系统的应用存在于军事应用中，如果你想要投放一枚导弹，那么导弹应该以一定的精确度被投放。

实时操作系统的优势

• 在实时操作系统下，易于布局、开发和执行实时应用程序。
• 在实时操作系统中，设备和系统的最大利用率。

实时操作系统的缺点

• 开发实时操作系统非常昂贵。
• 实时操作系统非常复杂，可能消耗关键的CPU周期。

分时操作系统

在分时操作系统中，计算机资源以与时间相关的方式分配给多个程序同时运行。因此，它有助于为大量用户直接访问主机计算机。它是多道程序设计的逻辑扩展。在分时操作系统中，CPU根据预定的时间表在不同用户给定的多个程序之间切换。

一个分时操作系统可以同时为多个用户提供服务，因此需要复杂的CPU调度方案和输入/输出管理。

分时操作系统非常困难和昂贵。

分时操作系统的优点

• 分时操作系统提供了有效的资源利用和共享。
• 该系统减少了CPU闲置和响应时间。

分时操作系统的缺点

• 与其他方法相比，数据传输速率非常高。
• 由于许多用户同时访问系统，需要维护存储在内存和数据中的用户程序的安全性和完整性。

分布式操作系统

分布式操作系统不安装在单台机器上，而是被分成各个部分，并且这些部分被加载到不同的机器上。每台机器上都安装有分布式操作系统的一部分，以实现它们之间的通信。分布式操作系统比网络操作系统更加复杂、庞大和复杂，因为它们还必须处理不同的网络协议。

分布式操作系统的优势

• 分布式操作系统提供资源共享。
• 这种类型的系统具有容错性。

分布式操作系统的缺点

• 协议开销可能会主导计算成本。