标签：历史 操作系统 批处理 系统 作业 用户 种类 多道程序
早期操作系统：只是一些库
一开始，操作系统只是一组常用函数库。例如，不是让系统中的每个程序员都编写低级 I/O 处理代码，而是让操作系统提供这样的 API，这样开发人员的工作更加轻松。
批（batch）处理：先把一些工作准备好，然后由操作员以“分批” 的方式运行（操作员决定运行作业的顺序）。
缺点：因为计算机闲置成本较高，因此此时的计算机缺少交互。
超越库：保护
操作系统运行的代码是特殊的。因为OS控制了设备，因此对待它的方式应该与对待正常应用程序代码的方式不同。（若OS以库的方式提供磁盘I/O，那么任何程序都可以读取磁盘，而不存在隐私与隔离）
出于保护目的，划分出用户模式和内核模式。
- 用户模式(user mode)。在用户模式下运行的代码会受到限制，应用程序不能完全访问硬件资源。例如，I/O请求等。
- 内核模式(kernel mode)：在内核模式下，操作系统可以完全访问系统的硬件，因此可以执行诸如发起 I/O 请 求或为程序提供更多内存等功能。
使用系统调用（system call）将控制转移（跳转）到 OS 中，同时提高硬件特权级别（hardware privilege level）。
用户应用程序以所谓的用户模式（user mode）运行，这意味着硬件限制了应用程序的功能。
在发起系统调用时，硬件将控制转移到预先指定的陷阱处理程序（trap handler），并同时将特权级别提升到内核模式（kernel mode）。
在内核模式下，操作系统可以完全访问系统的硬件，因此可以执行诸如发起 I/O 请求或为程序提供更多内存等功能。
当操作系统完成请求的服务时，它通过特殊的陷阱返回 （return-from-trap）指令将控制权交还给用户，该指令返回到用户模式，同时将控制权交还给应用程序，回到应用离开的地方。
缺点：用户程序发生I/O时，CPU利用率较低。
多道批处理系统
多道程序
由于希望更好地利用机器资源，多道程序（multiprogramming）变得很普遍。 操作系统不是一次只运行一项作业，而是将大量作业加载到内存中甚在它们之间快速切换， 从而提高 CPU 利用率。这种切换非常重要，因为 I/O 设备很慢。
在 I/O 进行和任务中断时，要支持多道程序和重叠运行。多道程序给操作系统带来的挑战：
- 内存保护（memory protection），我们不希望一个程序能够访问另一个程序的内存。
- 并发（concurrency）问题。
- 在中断存在的情况下，确保操作系统正常运行是一个很大的挑战。
多道批处理系统
早期的操作系统可以称为单道批处理系统。在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，它无法充分利用系统中的所有资源，致使系统性能较差。为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在20世纪60年代中期又引入了多道程序设计技术，由此而形成了多道批处理系统.
多道批处理系统有两个特点：
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多道：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。
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成批：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。
缺点：缺少交互，响应时间较长。
分时系统
多道程序设计允许处理器同时处理多个批作业，还可处理多个交互作业。对于后者而言，由于多个用户分享处理器时间，因而该技术称为分时(time sharing)。
在分时系统中，多个用户可以通过终端同时访问系统，由操作系统控制每个用户程序在很短的时间内交替执行。
因此，如果有n个用户同时请求服务，若不计操作系统开销，每个用户平均只能得到计算机有效速度的1/n。但由于人的反应时间相对较慢，因此设计良好的系统响应时间应可以接近于专用计算机的响应时间。
批处理和分时都使用了多道程序设计，其主要要差别如下表所示。
实时系统
在指定或者确定的时间内完成系统功能以及对外部或内部事件在同步或异步时间内做出响应的系统，实时意思就是对响应时间有严格要求，要以足够快的速度进行处理。分为硬实时和软实时两种。
硬实时：某个动作必须绝对地在规定的时刻发生，否则会产生严重后果。（工业过程控制、民用航空、军事）
软实时：希望能满足时限，但页允许偶尔违反最终时限，偶尔违反不会产生严重后果。（多媒体系统）
reference
[1] 操作系统导论（ostep）
[2] 操作系统-精髓与设计原理
[3] 现代操作系统
[4] 操作系统概念
标签：历史,操作系统,批处理,系统,作业,用户,种类,多道程序 来源： https://www.cnblogs.com/cxl-/p/15291737.html
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