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
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:
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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:
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