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  • 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。该系统是解决人机矛盾和CPU与I/O设备速率不...
    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。

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  • 作者 英雄 提示您--本教程仅供网上...2、这里您可以把批处理当作一门计算机语言进行讲述。 3、本教程是分阶段的教程。 4、结合了作者的经验,能够让你更快、更系统的学习批处理。 5、本教程还设有常见错误的剖析。
  • MapReduce: ...Map阶段还可以执行可选的Combiner操作,类似于Reduce,但是Mapper side局部执行。 Hadoop的MapReduce和Google的很像,只是Hadoop采用HTTPS传输数据,采用归并排序(mer...

    MapReduce:

     

    计算模型:

     

    实例1:单词统计

    实例2:链接反转

    实例3:页面点击统计

     

    系统架构:

    在Map阶段还可以执行可选的Combiner操作,类似于Reduce,但是在Mapper side局部执行。

    Hadoop的MapReduce和Google的很像,只是Hadoop采用HTTPS传输数据,采用归并排序(merge-sort)对中介结果Key排序。

     

     

    MapReduce的特点及不足

    优点:可扩展性(数千台机器)/高吞吐,细粒度容错性,编程简单

    舍弃的特性:无高层抽象数据操作语言,数据无Schema及索引

    缺点:单节点效率低,任务流描述单一

     

    解决任务流描述单一:通用DAG计算模型,eg:Spark

    不适合交互式查询或流式计算,不适合迭代运算(比如机器学习、数据挖掘):Map/Reduce任务启动时间较长,多处磁盘读写和网络传输(比如中间结果落盘)

     

    计算模式:

    求和模式(数值求和、记录求和)

    过滤模式(简单过滤、topK)

    组织数据模式(数据分片、全局排序)

    join模式:Reduce-side join(中间数据增加来源标记)、Map-side join(小数据表分发给所有Mapper,join期间使用hash查找),不需要Reduce阶段)

     

    DAG计算模型:

    Dryad、FlumeJava、Tez、Storm、Spark

    三层结构

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/yaoyaohust/p/10680098.html

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  • 批处理引擎MapReduce

    2018-11-22 12:44:28
    MapReduce是一个典型的分布式批处理引擎,具有良好的扩展...1.Mapper:Mapper中封装了应用程序的数据处理逻辑,为了简化接口,MapReduce要求所有存储底层分布式文件系统上的数据均要解释成<key,value&...

    MapReduce是一个典型的分布式批处理引擎,具有良好的扩展性与容错性以及高吞吐率等。

    编程思想:核心思想是分而治之,即将一个分布式计算过程拆解成两个阶段,Map阶段和Reduce阶段。

    MapReduce的编程组件:

    1.Mapper:Mapper中封装了应用程序的数据处理逻辑,为了简化接口,MapReduce要求所有存储在底层分布式文件系统上的数据均要解释成<key,value>的形式,并以迭代方式以此交给Mapper中的map函数处理,产生另外一些<key,value>。

    2、Reducer:主要作用是基于Mapper产生的结果进行汇总操作,产生最终结果。

    3、InputFormat:主要用于描述输入数据的格式

    数据拆分(按照某种策略分成若干个split,以便确定Map task个数以及对应的Split)

    为Mapper提供输入数据(给定某个split,能够将其解析成一系列<key,value>对)

    (1)、TextInputFormat:专为文本文件格式,按照数据量大小将输入文件或目录拆分成split,并以行为单位将split桩长一系列<key、value>对。eg:一个文件1G,默写情况下TextInputFormat将其分成1024M/128M=8个split,进而启动8个Map Task处理。

    (2)、SequenceFileInputFormat:针对二进制文件格式

    4、Partitioner:作用是对Mapper产生的中间结果进行分片,以便将同一组的数据交给同一个Reduce处理,它直接影响Reduce阶段的负载均衡。MapReduce默认采用HashPartitioner基于一种哈希值的分片方法,能够将相同的key交给同一个Reduce Task处理。

    5、OutputFormat:用于描述输出数据的格式,能够将用户提供的<key,value>写入特定的格式文件中。

    6、可选组件(Combiner):一个性能优化组件,可看作Map端的local reducer,它通常给Reducer的逻辑是一样的,运行在Map Task中,主要作用是对Mapper输出结果做一个局部聚集,以减少本地磁盘写入量和网络数据传输量,并减少Reducer计算压力。

     

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  • 批处理系统中的作业运行的三个阶段和三种状态 作业从进入系统到运行结束,通常需要经历收容、运行和完成三个阶段。相应的作业也就有“后备状态”、“运行状态”、“完成状态”。 (1)收容阶段。操作员把用户提交 ...

    最近笔者在学习操作系统,在作业与作业调度这一部分有认真听讲,所以整理了作业运行的三个阶段,作图记忆理解,希望能够帮到有需要的小伙伴们。

    批处理系统中的作业运行的三个阶段和三种状态

    作业从进入系统到运行结束,通常需要经历收容运行完成三个阶段。相应的作业也就有“后备状态”、“运行状态”、“完成状态”。

    (1)收容阶段。操作员把用户提交 的作业通过某种输入方式或SPOOLing系统输入到硬盘上,再为该作业建立JCB(作业控制块,其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息),并把它放入作业后备队列中。相应地、此时作业的状态为“后备状态”。
    (2)运行阶段。当作业被作业调度选中后,便为它分配必要的资源和建立进程,并将它放入就绪队列。一个作业从第一次进入就绪状态开始,直到它运行结束前,在此期间都处于“运行状态”。
    (3) 完成阶段。当作业运行完成、或者发生异常情况而提前结束时,作业便进入完成阶段,相应的作业状态为“完成状态”。此时系统中的“终止作业”程序会回收已分配给该作业的作业控制块和所有资源,并将作业运行结果信息形成输出文件后输出。

    图示:

    在这里插入图片描述
    一个作业可以细分为多个进程,正如一个进程可以划分为多个线程一样。这样便不难理解,作业运行,其实就是多个进程在进行进程的三态转换。

    作图记忆,要比看书上繁多的文字记忆有效哟~~

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  • 操作系统的发展与分类一、手工操作阶段二、批处理阶段 —— 单道批处理系统三、批处理阶段 —— 多道批处理系统四、分时操作系统五、实时操作系统六、其他操作系统 一、手工操作阶段 过程: 用户把程序写纸带上...
  • 而操作系统的发展却很曲折,第一台计算机诞生时,操作系统还没有诞生,所以,计算机的工作仅仅是采用手工操作的方式的,紧接着出现了批处理系统批处理系统又经历了联机批处理系统和脱机批处理系统。随着科技的发展...
  • 第一章操作系统引论

    2019-02-27 20:58:00
    1.1什么是操作系统 操作系统的概念 1. 可以从用户环境、资源管理、虚拟机...1. 手工操作系统阶段 2. 批处理操作系统阶段 - 单道批处理系统 - 多道批处理系统 - 系统吞吐量:是指系统单位时间内所完成的工作量。...
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  • 这时操作系统就开始出现了,首先是批处理系统,经历了单道批处理系统和多道批处理系统的发展阶段,有效提高了资源的利用率和系统的吞吐率。但是,批处理系统不能提供人机交互,用户的响应时间也比较长,就此问题,分...
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  • 答: 手工操作阶段,联机批处理系统,脱机批处理系统,执行系统,多道批处理系统,分时操作系统,实时操作系统,网络操作系统,分布式操作系统,PC操作系统。 1.3多道程序设计技术的概念是什么? 答:多道程序设计...
  • 操作系统介绍

    2018-12-09 17:28:00
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