介紹三種傳統的操作系統類型：多道批處理系統、分時系統和實時系統。随着計算機體系結構的發展和應用需求的擴大，出現了許多類型的操作系統，如網絡操作系統、個人機操作系統、分布式操作系統和嵌入式操作系統。這些系統各具特色，适應不同領域的應用。

（一）多道批處理系統

多道批處理系統的大緻工作流程如下：操作員把用戶提交的作業卡片放到讀卡機上，通過SPOOLing輸入程序及時把這些作業送入直接存取的後援存儲器（如磁盤）；作業調度程序根據系統的當時情況和各後備作業的特點，按一定的調度原則，選擇一個或幾個搭配得當的作業裝入内存準備運行；内存中多個作業交替執行，當某個作業完成時，系統把該作業的計算結果交給SPOOLing輸出程序準備輸出，并回收該作業的全部資源。重複上述步驟，使得各作業一個接一個地流入系統。經過處理後又挨個地退出系統，形成一個源源不斷的作業流。圖1-5表示了多道批處理系統中作業的流程。

圖1-5　多道批處理系統中作業的流程

多道批處理系統有兩個特點：一是“多道”，二是“成批”。“多道”是指内存中存放多個作業，并在外存上存放大量的後備作業。因此，這種系統的調度原則相當靈活，易于選擇一批搭配合理的作業調入内存運行，從而能充分發揮系統資源的利用率，增加系統的吞吐量。“成批”的特點是指系統按批次方式管理作業。即：在系統運行過程中不允許用戶和機器之間發生交互作用。就是說，用戶一旦把作業提交給系統，他就不能直接幹預該作業的運行了，直至作業運行完畢後，才能根據輸出結果去分析它的運行情況，确定下次上機任務。因此，用戶必須針對作業運行中可能出現的種種情況，在作業說明書中事先規定好相應的措施。

多道批處理系統的主要優點是：系統資源利用率高；系統吞吐量大。缺點是：用戶作業的等待時間長，往往要經過幾十分鐘、幾小時，甚至幾天；沒有交互能力，用戶無法幹預自己作業的運行，使用起來不方便。

（二）分時系統

針對批處理系統的上述問題，人們提出了分時系統，如20世紀60-70年代的MULTICS和UNIX系統。它讓用戶通過終端設備聯機地使用計算機，這是比早期的手工操作方式更高級的聯機操作方式。分時系統如圖1-6所示。

圖1-6 分時系統示意圖

在分時系統中，分時主要是指若幹并發程序對CPU時間的共享。它是通過系統軟件實現的。分享的時間單位稱為時間片，它往往是很短的，如幾十毫秒。這種分時的實現，需要有中斷機構和時鐘系統的支持。利用時鐘系統把CPU時間分成一個一個的時間片，操作系統輪流地把每個時間片分給各個并發程序，每道程序一次隻可運行一個時間片。當時間片計數到時後，産生一個時鐘中斷，控制轉向操作系統。操作系統選擇另一道程序并分給它時間片，讓其投入運行。到達時間，再發中斷，重新選程序（或作業）運行，如此反複。由于相對人們的感覺來說，這個時間片很短，往往在幾秒鐘内即可對用戶的命令做出響應，從而使系統上的各個用戶都認為整個系統隻為他自己服務，并未感覺到還有别的用戶也在上機。

分時系統的基本特征可概括為4點：

① 同時性：若幹用戶可同時上機使用計算機系統；

② 交互性：用戶能方便地與系統進行人—機對話；

③ 獨立性：系統中各用戶可以彼此獨立地操作，互不幹擾或破壞；

④ 及時性：用戶能在很短時間内得到系統的響應。

分時系統所具有的許多優點使它獲得迅速的發展，其優點主要是：① 為用戶提供了友好的接口，即用戶能在較短時間内得到響應，能以對話方式完成對程序的編寫、調試、修改、運行和得到運算結果。② 促進了計算機的普及，一個分時系統可帶多台終端，可同時為多個遠近用戶使用，這給教學和辦公自動化提供很大方便。③ 便于資源共享和交換信息，為軟件開發和工程設計提供了良好的環境。

（三）實時系統

在計算機的某些應用領域内，要求對實時采樣數據進行及時（立即）處理并做出相應的反映，如果超出限定的時間就可能丢失信息或影響到下一批信息的處理。例如衛星發射過程中，必須對出現的各種情況立即進行分析、處理，這種系統是專用的，它對實時響應的要求是批處理系統和分時系統無法滿足的，于是人們設計開發了實時操作系統（簡稱實時系統）。常用實時系統有QNX、VxWorks、RTLinux等等。

實時系統現在有3種典型應用形式，這就是過程控制系統、信息查詢系統和事務處理系統。

① 過程控制系統。該系統用于工業生産的自動控制，從被控過程中按時獲得輸入信息。例如，在化學反應過程中采集的溫度數據，當溫度高于正常值時，可降低供熱用的電壓，使溫度下降，這種操作不斷循環反複，使被控過程始終按預期要求工作。在飛機飛行、導彈發射過程中的自動控制也是如此。

② 信息查詢系統。該系統的主要特點是配置有大型文件系統或數據庫，并具有向用戶提供簡單、方便、快速查詢的能力。例如倉庫管理系統和醫護信息系統。當用戶提出某種信息要求後，系統通過查找數據庫獲得有關信息，并立即回送給用戶。整個響應過程應在相當短的時間内完成（比如不超過一分鐘）。

③ 事務處理系統。該系統的特點是數據庫中的數據随時都可能更新，用戶和系統之間頻繁地進行交互作用。典型應用例子是飛機票預定和銀行财務往來。事務處理系統不僅應有實時性，而且當多個用戶同時使用該系統時，應能避免用戶相互沖突，使各個用戶感覺是單獨使用該系統。

實時系統與分時系統的區别是：

第一，分時系統提供一種随時可供多個用戶使用的、通用性很強的計算機系統，用戶與系統之間具有較強的交互作用或會話能力；而實時系統的交互作用能力相對來說較差。一般，實時系統是具有特殊用途的專用系統。僅允許終端操作員訪問數量有限的專用程序，即命令較簡單。操作員不能書寫程序或修改一組已存在的程序。

第二，分時系統對響應時間的要求是以人們能接受的等待時間為依據的，其數量級通常規定為秒；而實時系統對響應時間一般有嚴格要求，它是以控制過程或信息處理過程所能接受的延遲來确定的，其數量級可達毫秒，甚至微秒級。

第三，雖然分時系統也要求系統可靠，但實時系統對可靠性的要求更高。因為實時系統控制、管理的目标往往是重要的經濟、軍事、商業目标，而且現場立即進行處理，任何差錯都可能帶來巨大的經濟損失，甚至引發災難性的後果。因此，在實時系統中必須采取相應的硬件和軟件措施，來提高系統的可靠性，如在硬件上采取雙機工作方式，軟件加入多種安全保護措施等。

（四）網絡操作系統

在信息時代離不開計算機網絡，特别是Internet的廣泛應用正在改變着人們的觀念和社會生活的方方面面。每天有上億人次通過網絡傳遞郵件、查閱資料、搜尋信息，以及網上訂票、網上購物等等。

為了實現異地計算機之間的數據通信和資源共享，可以将分布在各處的計算機和終端設備通過數據通信系統聯結在一起，構成一個更大的系統，這就是計算機網絡。計算機網絡需要兩大支柱——計算機技術和通信技術。計算機網絡是這兩大技術相互結合的産物。

計算機網絡具有如下特征：

計算機網絡要有一個網絡操作系統（NOS）對整個網絡實施管理，并為用戶提供統一的、方便的網絡接口。網絡操作系統一般建立在各個主機的本地操作系統基礎之上，其功能是實現網絡通信、資源共享和保護，以及提供網絡服務和網絡接口等。網絡操作系統是用戶（或用戶程序）與本地操作系統之間的接口，網絡用戶隻有通過它才能獲得網絡所提供的各種服務。由于網絡操作系統是運行在服務器之上的，所以有時我們也把它稱之為服務器操作系統。

網絡操作系統與運行在工作站上的單用戶操作系統（如WINDOWS 98等）或多用戶操作系統相比，因所提供的服務類型不同而有差别。一般情況下，網絡操作系統是以使網絡相關特性最佳為目的，如共享數據文件、軟件應用以及共享硬盤、打印機、調制解調器、掃描儀和傳真機等。

目前常用的網絡操作系統主要分為四大流派：Windows Server、Netware、Unix、Linux。

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