操作系统分类

按照用户界面的使用环境和功能特征，可以把操作系统分为3个基本类型
批处理系统、分时系统、实时系统
随着计算机体系结构的发展，出现了更多的分类，个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统

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批处理操作系统

基本工作方式：用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后，并不立即将作业输入计算机，而是收到一定数量的用户作业之后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
特点：成批处理
目标：系统资源利用率高，作业吞吐率高（单位时间内计算机系统处理作业的个数）
优点：作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大
缺点：用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序

分类：简单批处理系统 和 多道批处理系统
1.简单批处理系统的监控程序犹如一个系统操作员，负责批处理作业对的输入输出，自动根据作业控制说明书以串行方式运行各个作业，并且提供最基本的系统功能，但不具备并发能力。
2.多道程序设计的基本思想是在内存中同时保持多个作业（就是有并发能力），主机可以以交替的方式同时处理多个作业。

多道的优势：通过合理的调度，让多个作业交替地同时使用不同的资源，就可以大大提高各种外设的利用率。

（算是补充）
单道处理的监控程序依赖作业控制说明书，作业控制说明书是由作业控制语言编写的一段程序，通常存放在被处理作业的前面。

一般指令和特权指令
为了防止用户的错误而导致整个系统发生不可预料，CPU引入了运行模式（用户模式和特权模式），为用户服务的用户模式称为目态，为系统专用的特权模式称为管态。
相对应的，机器指令被划分为一般指令和特权指令，特权指令包括输入输出指令、停机指令等，只有监控指令才能执行特权指令。用户程序只能执行一般指令。
用户程序需要执行特权指令时，需要通过系统调用。

多道批处理的关键技术：SPOOLing技术（又称假脱机技术）
SPOOLing技术的基本思想是用磁盘设备作为主机的直接输入/输出设备，主机直接从磁盘上选取作业运行，作业的执行结果也存在磁盘上；相应的通道则负责将用户作业从卡片机上动态写入磁盘，而这一操作与主机并行。

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分时系统

分时系统是指，在一台主机上连接了多台终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互式使用计算机，共享主机中的资源。
分时系统主要为了弥补批处理方式不能向用户提供交互式快速服务的缺点而发展起来的。
设计思想：将CPU的时间划分成若干个小片段，称为时间片，操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。

分时操作系统具有多路性、交互性、独占性、及时性的特点。
多路性：指多个用户同时使用一台计算机（宏观并行、微观交替）。
交互性：指用户根据系统响应的结果提出下一个请求。用户直接干预操作每一步的进行。
独占性：指每个用户感觉不到计算机为其他人服务，就好像整个系统为他一个人所独占一样。
及时性：指系统能够对用户提出的请求及时响应，用来衡量系统几十响应的指标是响应时间，响应时间越短越好。

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实时操作系统RTOS

实时操作系统是指使计算机能在规定的时间内及时响应外部事件的请求，同时完成对该事件的处理，并能够控制所有实施设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。
主要目标：在严格的时间范围内，对外部请求做出反应，系统具有高可靠性。
分两类：硬实时系统和软实时系统
硬实时操作系统：要求极高，后果灾难，如导弹控制。
软实时操作系统：允许一定事件范围，非致命灾难，但影响服务质量，如视频处理。

实时系统具有多道程序系统的基本功能，还需要如下几个方面能力;
实时时钟管理
根据时间要求：定时任务、延时任务
根据任务功能：主动式任务、从动式任务（事件触发）
过载防护
迅速分析判断并找出最重要的实时任务，优先执行
高可靠性
软件系统和硬件系统都要很强的强壮性和坚固性

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嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是运行在嵌入式芯片环境中，对整个芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。
优点：高可靠性、实时性、占用资源少、智能化能源管理、易于连接、低成本
应用：工业监控、智能化生活、通心系统、导航系统

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个人计算机操作系统

主要特点：计算机在某一时间内为单个用户服务；采用图形界面人工交互的方式，界面友好；使用方便，用户无需具备专业知识。

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网络操作系统

网络操作系统把计算机网络中的各个计算机有效的连接起来，其目标是相互通信及资源共享。
两种不同的模式：集中式（主计算机处理、其它终端作为I/O）；分布式（皆有处理，资源共享，处理能力也能共享）

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分布式操作系统

分布式操作系统是网络操作系统的更高级形式，将大量的计算机通过网络联结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，特征：
统一操作系统，所有主机使用同一OS
实现资源深度共享，迁移任务容易
透明性，分布式中主机个数、位置等信息对用户透明，在用户眼中是个整体
自治性，分布式中各个主机平等、无主从关系，一台主机失效不影响整体

可见，分布式系统把系统中的所有计算机构成一个完整的、功能更加强大的计算机系统。大型任务分解，多个主机协作完成，可以充分利用各种资源，从而使计算机系统处理能力增强，速度更快，可靠性更高。
优点：分布式（比较低的成本获得较高的运算性能）、可靠性（不怕单一故障）
例子：集群是分布式系统的一种

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