批处理系统、分时处理系统、实时处理系统简介

2024-05-24 13:58

本文主要是介绍批处理系统、分时处理系统、实时处理系统简介,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、批处理阶段(操作系统开始出现)

为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,出现了批处理系统。它按发展历程又分为单道批处理系统、多道批处理系统(多道程序设计技术出现以后)。
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。该系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速率不匹配的矛盾中形成的。单道批处理系统的主要特征如下:
自动性。在顺利的情况下,在磁带上的一批作业能自动地逐个依次运行,而无需人工干预。 '
顺序性。磁带上的各道作业是顺序地进入内存,各道作业的完成顺序与它们进入内存的顺序,在正常情况下应完全相同,亦即先调入内存的作业先完成。
单道性。内存中仅有一道程序运行,即监督程序每次从磁带上只调入一道程序进入内存运行,当该程序完成或发生异常情况时,才换入其后继程序进入内存运行。

此时面临的问题是:每次主机内存中仅存放一道作业,每当它运行期间(注意这里是“运行时”,并不是“完成后”)发出输入/输出请求后,高速的CPU便处于等待低速的I/O完成状态。为了进一步提高资源的利用率和系统的吞吐量,引入了多道程序技术。
2) 多道批处理系统

多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存并运行。即同时把多个程序放入内存,并允许它们交替在CPU中运行,它们共享系统中的各种硬、软件资源。当一道程序因I/O请求而暂停运行时,CPU便立即转去运行另一道程序。它没有用某些机制提高某一技术方面的瓶颈问题,而是让系统的各个组成部分都尽量去“忙”,花费很少时间去切换任务,达到了系统各部件之间的并行工作,使其整体在单位时间内的效率翻倍。

多道程序设计的特点有:
多道:计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
宏观上并行:同时进入系统的多道程序都处于运行过程中,即它们先后开始了各自的运行,但都未运行完毕。
微观上串行:内存中的多道程序轮流占有CPU,交替执行。

多道程序设计技术的实现需要解决下列问题:
如何分配处理器。
多道程序的内存分配问题。
I/O设备如何分配。
如何组织和存放大量的程序和数据,以便于用户使用和保证其安全性与一致性。

在批处理系统中釆用多道程序设计技术,就形成了多道批处理操作系统。该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度程序自动地选择作业运行。

优点是资源利用率高,多道程序共享计算机资源,从而使各种资源得到充分利用;系统吞吐量大,CPU和其他资源保持“忙碌”状态。缺点是用户响应的时间较长。不提供人机交互能力,用户既不能了解自己程序的运行情况,也不能控制计算机。


二、分时操作系统


在操作系统中釆用分时技术就形成了分时系统。所谓分时技术就是把处理器的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算,则该作业暂时停止运行,把处理器让给其他作业使用,等待下一轮再继续运行。由于计算机速度很快,作业运行轮转得很快,给每个用户的感觉好像是自己独占一台计算机。

分时操作系统是多个用户通过终端同时共享一台主机,这些终端连接在主机上,用户可以同时与主机进行交互操作而互不干扰。所以,实现分时系统最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互,即当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,再将结果返回用户。分时系统也是支持多道程序设计的系统,但它不同于多道批处理系统。

多道批处理是实现作业自动控制而无需人工干预的系统,而分时系统是实现人机交互的系统,这使得分时系统具有与批处理系统不同的特征,其主要特征如下:
同时性。同时性也称多路性,指允许多个终端用户同时使用一台计算机,即一台计算机与若干台终端相连接,终端上的这些用户可以同时或基本同时使用计算机。
交互性。用户能够方便地与系统进行人-机对话,即用户通过终端釆用人4^1对话的方式直接控制程序运行,与同程序进行交互。
独立性。系统中多个用户可以彼此独立地进行操作,互不干扰,单个用户感觉不到别人也在使用这台计算机,好像只有自己单独使用这台计算机一样。
及时性。用户请求能在很短时间内获得响应。分时系统釆用时间片轮转方式使一台计算机同时为多个终端服务,使用户能够对系统的及时响应感到满意。

虽然分时操作系统比较好地解决了人机交互问题,但是在一些应用场合,需要系统能对外部的信息在规定的时间(比时间片的时间还短)内作出处理(比如飞机订票系统或导弹制导系统)。因此,实时系统应运而生。


三、实时操作系统

为了能在某个时间限制内完成某些紧急任务而不需时间片排队,诞生了实时操作系统。这里的时间限制可以分为两种情况:如果某个动作必须绝对地在规定的时刻(或规定的时间范围)发生,则称为硬实时系统。例如,飞行器的飞行自动控制系统,这类系统必须提供绝对保证,让某个特定的动作在规定的时间内完成。如果能够接受偶尔违反时间规定,并且不会引起任何永久性的损害,则称为软实时系统,如飞机订票系统、银行管理系统。

在实时操作系统的控制下,计算机系统接收到外部信号后及时进行处理,并且要在严格的时限内处理完接收的事件。实时橾作系统的主要特点是及时性和可靠性。

这篇关于批处理系统、分时处理系统、实时处理系统简介的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/998608

相关文章

SpringBoot分段处理List集合多线程批量插入数据方式

《SpringBoot分段处理List集合多线程批量插入数据方式》文章介绍如何处理大数据量List批量插入数据库的优化方案:通过拆分List并分配独立线程处理,结合Spring线程池与异步方法提升效率... 目录项目场景解决方案1.实体类2.Mapper3.spring容器注入线程池bejsan对象4.创建

PHP轻松处理千万行数据的方法详解

《PHP轻松处理千万行数据的方法详解》说到处理大数据集,PHP通常不是第一个想到的语言,但如果你曾经需要处理数百万行数据而不让服务器崩溃或内存耗尽,你就会知道PHP用对了工具有多强大,下面小编就... 目录问题的本质php 中的数据流处理:为什么必不可少生成器:内存高效的迭代方式流量控制:避免系统过载一次性

Spring Security简介、使用与最佳实践

《SpringSecurity简介、使用与最佳实践》SpringSecurity是一个能够为基于Spring的企业应用系统提供声明式的安全访问控制解决方案的安全框架,本文给大家介绍SpringSec... 目录一、如何理解 Spring Security?—— 核心思想二、如何在 Java 项目中使用?——

Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案

《Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案》在日常办公中,我们经常需要将CSV格式的数据转换为Excel文件,本文将介绍一个基于Python的高性能解决方案,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一... 目录一、场景需求二、技术方案三、核心代码四、批量处理方案五、性能优化六、使用示例完整代码七、小结一、

Python中 try / except / else / finally 异常处理方法详解

《Python中try/except/else/finally异常处理方法详解》:本文主要介绍Python中try/except/else/finally异常处理方法的相关资料,涵... 目录1. 基本结构2. 各部分的作用tryexceptelsefinally3. 执行流程总结4. 常见用法(1)多个e

PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践

《PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践》限流和API节流对于确保Web应用程序的可靠性、安全性和可扩展性至关重要,本文将详细介绍PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践,下面就来和小编一起学习... 目录限流的重要性在 php 中实施限流的最佳实践使用集中式存储进行状态管理(如 Redis)采用滑动

MyBatis-plus处理存储json数据过程

《MyBatis-plus处理存储json数据过程》文章介绍MyBatis-Plus3.4.21处理对象与集合的差异:对象可用内置Handler配合autoResultMap,集合需自定义处理器继承F... 目录1、如果是对象2、如果需要转换的是List集合总结对象和集合分两种情况处理,目前我用的MP的版本

JWT + 拦截器实现无状态登录系统

《JWT+拦截器实现无状态登录系统》JWT(JSONWebToken)提供了一种无状态的解决方案:用户登录后,服务器返回一个Token,后续请求携带该Token即可完成身份验证,无需服务器存储会话... 目录✅ 引言 一、JWT 是什么? 二、技术选型 三、项目结构 四、核心代码实现4.1 添加依赖(pom

Java Stream 并行流简介、使用与注意事项小结

《JavaStream并行流简介、使用与注意事项小结》Java8并行流基于StreamAPI,利用多核CPU提升计算密集型任务效率,但需注意线程安全、顺序不确定及线程池管理,可通过自定义线程池与C... 目录1. 并行流简介​特点:​2. 并行流的简单使用​示例:并行流的基本使用​3. 配合自定义线程池​示

Python自动化处理PDF文档的操作完整指南

《Python自动化处理PDF文档的操作完整指南》在办公自动化中,PDF文档处理是一项常见需求,本文将介绍如何使用Python实现PDF文档的自动化处理,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录使用pymupdf读写PDF文件基本概念安装pymupdf提取文本内容提取图像添加水印使用pdfplum