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  • 做成了个H5的操作系统课设,题目是多道批处理系统的两级调度
  • 用C语言编写的模拟实现的多道批处理系统的两级调度,可供选择的作业调度算法有:先来先服务算法、最小作业优先算法、短作业优先算法。可供选择的进程调度算法有:先来先服务、最短进程优先算法、高响应比者优先算法...
  • 广工操作系统课设:多道批处理系统两级调度的模拟,用c语言模拟多道批处理系统两级调度的模拟,有完整的代码及报告。
  • 多道批处理系统

    千次阅读 2020-09-02 15:12:23
    文章目录1 多道批处理系统 由于单道批处理会让速度超快的且价格超贵的CPU白白长时间的等待,拉低效率,这时候,多道批处理系统就出现了。 1 多道批处理系统 一个支持 Multiprogramming 的系统允许道程序同时准备...


    由于单道批处理会让速度超快的且价格超贵的CPU白白长时间的等待,拉低效率,这时候,多道批处理系统就出现了。

    1 多道批处理系统

    一个支持 Multiprogramming 的系统允许多道程序同时准备运行。也就是允许多个作业进入到内存空间。此时,就涉及到一个问题,由于不像单道那样霸道,直接占用整个内存空间,此时就需要为多个作业进行内存划分,这些由内存空间内部的进程调度来解决,但是绝不是多个程序同时运行,而是多个程序准备运行
    当正在运行的的那道程序因为某种原因(比如,等待输出或输出数据)而暂时无法继续运行的时候,系统将自动地启动另一道程序运行。
    一旦原因消除(比如,数据已经到达或数据已经传输完毕),在那时停止运行的那道程序在将来某个时候还可以被系统重新启动继续运行

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  • 本课程设计要求模拟实现一个的多道批处理系统的两级调度。作业调度分别采用最小作业优先算法,进程调度采用可抢占的优先级调度算法。
  • 操作系统课程设计多道批处理系统两级调度的模拟,里面包括报告、源代码、可执行程序 操作系统课程设计多道批处理系统两级调度的模拟,里面包括报告、源代码、可执行程序
  • 多道批处理系统4.分时系统5.实时系统6.微机操作系统 1.未配置操作系统的计算机系统  (1)人工操作方式        程序员将事先已穿孔的纸带(或卡片),装入纸带输入机(或...

    1.未配置操作系统的计算机系统

     (1)人工操作方式
           程序员将事先已穿孔的纸带(或卡片),装入纸带输入机(或卡片输入机),再启动它们将纸带(或卡片)上的程序和数据输入计算机,然后启动计算机运行。仅当程序运行完毕并取走计算结果后,才允许下一个用户上机
    在这里插入图片描述
           纸带:程序员将程序编写成机器代码,即010101的形式,让后将打孔作为1(或0),不打孔作为0(或1)的方式输入机器。
    在这里插入图片描述
      缺点
           1)用户独占全机,即一台计算机的全部资源由上机用户独占。
           2)CPU等待人工操作。当用户进行装带(卡)、卸带(卡)等人工操作时,CPU及内存等资源是空闲的。
      总结
           人工操作方式严重降低了计算机资源的利用率,此即所谓的人机矛盾。
     (2)脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式
           为了解决人工操作方式中的CPU等待人工操作(及输入太慢),也就是CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,20世纪50年代末出现了脱机I/O技术。该技术是先将纸带上的孔转化成数据存入磁盘上(当然这里存储的数据是大量的,多个人的),当CPU需要这些程序时,再从磁盘上高速将数据调入内存。当然输出也是先输到磁盘进行存储,再到纸带。
           数从纸带到磁盘是由外围机实现的。
    在这里插入图片描述
      优点
           (1)减少CPU空闲时间。
           (2)提高了I/O速度。
      总结
           相比于(1)计算机资源利用率有了很大的提升。

    2.单道批处理系统

           为实现对作业的连续处理,需要先把一批作业以脱机方式输入到磁带上,并在系统中配上监督程序(Monitor),在它的控制下,使这批作业能一个接一个地连续处理。
           其处理过程是:首先由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存,并把运行控制权交给该作业;当该作业处理完成时,又把控制权交还给监督程序,再由监督程序把磁带上的第二个作业调入内存。计算机系统就这样自动地一个作业紧接一个作业地进行处理,直至磁带上的所有作业全部完成,这样便形成了早期的批处理系统。
           虽然系统对作业的处理是成批进行的,但在内存中始终只保持一道作业,故称为单道批处理系统 。
           监督程序:相当于早期操作系统,负责将磁盘中程序调入内存,以及将内存中的程序交给CPU处理。
    在这里插入图片描述
     缺点
           系统中的资源得不到充分的利用。这是因为在内存中仅有一道程序,每逢该程序在运行中发出I/0请求后,CPU便处于等待状态,必须在其I/O完成后才继续运行。又因I/O设备的低速性,更使CPU的利用率显著降低。
     总结
           单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配矛盾的过程中形成的,换言之,批处理系统旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量。但这种单道批处理系统仍然不能充分地利用系统资源,故现在已经很少使用。

    3.多道批处理系统

           系统内可同时容纳多个作业。这些作业放在外存中,组成一个后备队列,系统按一定的调度原则每次从后备作业队列中选取一个或多个作业进入内存运行,运行作业结束、退出运行和后备作业进入运行均由系统自动实现,从而在系统中形成一个自动转接的、连续的作业流。
           在系统运行过程中,不允许用户与其作业发生交互作用,即:作业一旦进入系统,用户就不能直接干预其作业的运行
    在这里插入图片描述
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     优点
           (1)资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替运行,以保持CPU处于忙碌状态;在内存中装入多道程序可提高内存的利用率;此外还可以提高I/O设备的利用率。
           (2)系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因为:CPU和其它资源保持“忙碌”状态、仅当作业完成时或运行不下去时才进行切换,系统开销小。

     缺点
           (1)平均周转时间长。由于作业要排队依次进行处理,因为作业的周转时间长,通常需几个小时,甚至几天。
           (2)无交互能力。用户一旦把作业提交给系统后,直至作业完成,用户都不能与自己的作业进行交互,修改和调试程序极不方便。
     总结
           多道批处理系统是一种十分有效,但又非常复杂的系统,为使系统中的多道程序间能协调地调用,系统必须解决处理机争用问题、内存分配和保护问题、I/O设备分配问题、文件的组织和管理问题、作业管理问题、用户与系统的接口问题

    4.分时系统

           分时是指多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源。分时操作系统是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过主机的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。
           实现分时系统的要点是:
           及时接受
           要接收多个用户键入的命令或数据,只需要在系统中配置一个多路卡即可。怎么理解多路卡呢,其实多路卡就是便于主机按序、定时的扫描接入用户。如果有数据则存入缓冲区,如果没有则过。
           及时处理
           用户交互式地向系统提出命令请求,系统接受每个用户的命令,采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命令。分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,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。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。
    在这里插入图片描述
     特征
           (1)同时性,计算机系统能被多个用户同时使用;
           (2)独立性:用户和用户之间都是独立操作系统的,在同时操作时并不会发生冲突,破坏,混淆等现象;
           (3)及时性:系统能以最快的速度将结果显示给用户;
           (4)交互作用性:用户能和电脑进行人机对话。
     总结
           是一种联机的多用户交互式的操作系统。一般采用时间片轮转的方式使一台计算机为多个终端服务。对每个用户能保证足够快的响应时间,并提供交互会话能力。

    5.实时系统

           实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点
           实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

    6.微机操作系统

           微型计算机系统简称"微机系统"。是由微型计算机、显示器、输入输出设备、电源及控制面板等组成的计算机系统。配有操作系统、高级语言和多种工具性软件等。
           "微机系统"是20世纪最重要的科技成果之一。它是一种能自动、高速、精确地处理信息的现代化电子设备,计算机具有算术运算和逻辑判断能力,并能通过预先编好的程序来自动完成数据的加工处理,因此,也可以说计算机也是一种帮助人类从事脑力劳动(包括记忆、计算、分析、判断、设计、咨询、诊断、决策、学习和创造等思维活动)的工具。现在,计算机的应用已深入到社会的各个角落,极大地改变着人们的工作、学习和生活方式,成为信息时代的主要标志。

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  • 本文关于单道批处理系统多道批处理系统及分时系统的三者对比主要是从概念,特点,优缺点等方面展开; 参考内容:华中科技大学软件学院苏曙光老师的操作系统原理课程及现代操作系统第四版。 一.单道批处理系统 1....

    本文关于单道批处理系统,多道批处理系统及分时系统的三者对比主要是从概念,特点,优缺点等方面展开;
    参考内容:华中科技大学软件学院苏曙光老师的操作系统原理课程及现代操作系统第四版。

    一.单道批处理系统

    1.概念
    在这里插入图片描述
    2.特点

    • 自动:作业自动运行,无需干预
    • 批量:磁带上的各个作业按顺序地进入内存,先调入先完成
    • 单道:内存中仅有一道程序运行,可以看成是串行的

    3.CPU的利用情况
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    分析:外设和CPU交替空闲和忙碌,CPU和外设利用效率低

    4.缺点
    从单道批处理系统对CPU的利用情况可看出,作业运行过程中若发生IO请求,高速的CPU要等待低速的I/O操作完成,导致CPU资源利用率和系统吞吐量降低。

    二. 多道批处理系统

    1.概念
    内存中存放多道程序,当某道程序因某种原因如执行I/O操作时而不能继续运行放弃CPU时,操作系统便调度另一程序运行,这样CPU就尽量忙碌,达到提高系统效率的目的。

    2.特点

    • 多道:内存同时存放多道程序
    • 宏观上并行:进入系统的多道程序先后开始了自己的运行,但都未运行完毕
    • 微观上串行:内存中多道程序轮流占有CPU,交替执行

    3.CPU的利用情况
    在这里插入图片描述

    分析:程序A要通过操作系统的调度进行磁盘操作,B则进行磁带操作。当程序A执行I/O请求时,A放弃了CPU,操作系统接着调度B,B开始占用CPU(红宽线),此时程序A的磁盘操作也在同时进行。

    结论:A,B两道程序相互穿插运行,使CPU和外设都尽量忙碌。

    4.缺点

    • 作业处理时间长
    • 交互能力差
    • 运行过程不确定

    三.分时系统

    1.背景

    • 事务性任务(在CPU上耗用多,交互性高,快速响应)
    • 要求支持多任务/多用户/多终端服务

    2.概念
    主机以很短的时间片为单位,把CPU轮流分配给每个终端使用;直到所有作业被运行完。若某个作业在分配给它的时间片内未完成计算,则该作业暂停运行,把处理器让给其他作业使用,等待下一轮再继续使用。若终端数量不多,每个终端很快就能重新获得CPU,使得每个终端得到及时响应。

    3.特点

    • 多路调制性:多用户联机使用同一台计算机
    • 独占性:用户感觉独占计算机
    • 交互性:及时响应用户的请求

    4.缺点
    不能用于系统能对于外部信息在规定的时间(比时间片的时间还短)作出处理的情况。

    5.衍化
    分时系统具有非常重要的“跨时代”作用。随着分时系统的出现,它的衍生系列也随之而来:
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    6.典型
    Unix操作系统是第一个实用化的分时操作系统。

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  • 本次框架 产生背景:单道批处理系统在进行i/o操作时cpu必须等待,为了解决这个问题 ,多道批处理系统诞生。 硬件支持: 使得cpu和i/o操作可以并行:上图是和单道程序的对比: 本质: 特点: 优缺点: ...

    知识框架
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    产生背景:单道操作系统在进行i/o操作时cpu必须等待,为了解决这个问题
    ,多道批处理系统诞生。
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    硬件支持:
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    使得cpu和i/o操作可以并行:上图是和单道程序的对比:
    在这里插入图片描述
    本质:

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    特点:

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    优缺点:在这里插入图片描述

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