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2021-10-01

Linux 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

2021-10-01

计算机系统的发展(待更)

文章目录
    • 计算机系统的发展(待更)
      • 一、没有配置操作系统的计算机系统
        • 操作特点
        • 脱机i/o技术
      • 二、单道批处理系统
      • 三、多道批处理系统

一、没有配置操作系统的计算机系统

早期的操作方式是程序员使用纸带或卡片与计算机进行交互。且只有当一个用户完成运行并取走计算结果,才允许下一个用户上机。

操作特点
  • 用户独占全机:所有资源
  • cpu等待人工操作:装卸卡带的时候cpu与内存空闲

所以,人工操作降低计算机资源的利用率。(人机矛盾:cpu计算速度与i/o速度极度不匹配)

举例:假设计算机一分钟可以处理100个作业,但由于打印机十分钟才能完成一个结果的输出,所以浪费了大量资源。

而后,为了解决或降级人际矛盾,出现了脱机i/o技术

脱机i/o技术
  • 为了解决人机矛盾,还出现过通道技术、缓冲技术。
  • 50年代出现了脱机i/o技术。也就是将程序的输入输出(纸带的控制),交给外围机进行控制。输入输出是在脱离主机的情况下进行的。
  • 技术是事先把装有程序与数据的纸带放在输入机上,通过输入机将它存在磁盘上,当cpu需要时,从磁盘上高速调进内存。同理,输出时先将数据高速从内存中存到磁盘,再让外围机来控制具体的输出。
  • 优点:输入输出的操作都是在脱机情况让外围机做的,不占用cpu时间。而且,提高了i/o的速度(直接从磁盘载入,不需要等待装带或者换带子)。
二、单道批处理系统

目的:实现对作业的连续处理。提高系统资源的利用率与系统的吞吐量

技术内容:引入监督程序,将一批作业输入到 磁盘,有监督程序控制,将这批作业一个一个的被装入内存。比如,监督程序将第一个作业装进内存,当第一个作业完成,由监督程序将第二个作业装进去,知道磁盘上的程序完全运行(通过监督程序,处理多条纸带)。

特点:

  • 输入输出脱离主机,减少了cpu等待人工的时间。

  • 系统对于作业处理是批处理,但是在内存中始终只有一道作业(单道)。

  • 无法对cpu进行高效的使用,当程序发出i/o程序的时候,cpu处于等待时期。

    这里提到的cpu等待的时间从人工的装纸带+存磁盘+调入内存,变成了调入内存。

三、多道批处理系统

目的:提高系统资源的利用率与系统的吞吐量。

技术内容: 相比单批道,他先把用户提交的作业先存放在外存上,形成“后备队列”,使用作业调度程序同时调入多个作业进入内存。

这些作业共享cpu和系统中的资源。

特点:

  • 多道性:同时调入多个作业进入内存。内存中同时存在多个程序。
  • 调度性:可以使用在单道批处理中浪费的等待i/o的时间。通过调度程序,让程序交替执行,从而让cpu始终处于忙碌的状态。

优点:

  • 资源利用率高:内存中存入多个程序,cpu始终繁忙

  • 平均周转时间长

  • 没有交互能力:用户提交作业后,没办法与自己的作业进行交互。修改和调试程序超不方便。

  • 系统吞吐量大:

    使其系统吞吐量大的原因:

    1. 仅当作业完成或没办法继续运行时,才切换。系统开销少
    2. cpu与其他资源使用率高
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