2025年分时操作系统

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分时操作系统

物理形式：一台主机连接多个终端，每个终端有一个用户使用。
工作方式：用户 ——> 下达指令 ——> 主机 ——> 执行指令并返回执行结果 ——> 用户
- 交互式进行
- 每个用户相当于一个独立的进程
- CPU的时间被划分成若干个时间片，以时间片为单位轮流为每个用户服务，因此使用者感受不到有别的用户存在
特点：多路性、独立性、及时性、交互性
- 【多路性】：系统允许将多台终端同时连接到一台主机上，并按分时原则为每个用户服务。
  
  多用户共享一台主机，显著提高资源利用率，降低使用费率，促进计算机的广泛使用。
- 【独立性】：系统提供了一种用机环境 <每个用户在各自的终端上进行操作，彼此之间互不干扰>
  
  给用户的感觉就像是一人独占主机。
- 【及时性】：用户的请求能在很短的时间内获得响应。
  
  时间间隔是根据人们能够接受的等待时间确定的，通常为1~3s
- 【交互性】：用户与系统直接进行人机对话，用户决定 系统的下一步操作。
  
  用户可以请求系统提供多方面的服务。
  
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【出现原因——>满足用户需求】：【人机交互】、【共享主机】
- 【人机交互】：<批处理系统中，由于任务队列的存在，用户无法随时与计算机进行交互，及时运行修改后的程序，只能等待任务队列完成后才可以运行修改后的程序> ——> <分时系统中，由于系统分配了时间片，相当于程序在这段时间内独占CPU，所以修改后可以及时运行，不必等待；也即用户决定了CPU执行什么操作>
  
  人机交互的关键：用户能对自己的作业及其运行及时地实施控制，或进行修改。
- 【共享主机】：<20世纪60年代，计算机十分昂贵，一台计算机要供多个用户共享使用> —> <共享时，用户希望可以向独占主机一样，不仅可以随时与计算机进行交互，而且感觉不到其他用户的存在>
【关键问题——>实现人机交互】：①可以多个终端同时使用②用户输入指令时，系统可以及时接收、处理，并将处理结果返回给用户③可以人机交互，即可以多次输入指令，并得到结果

3点综合起来就是：多个用户可以同时输入指令，系统可以及时接收并处理全部指令
- 【及时接收】：及时接收多个用户键入的命令或数据——>在系统中配置多路卡。
  - 多路卡作用：实现分时多路复用，即，主机能以很快的速度周期性扫描各个终端，并在每个终端停留很短的一段时间以接收从终端发来的数据。
  - 缓冲区：为了使终端上输入的数据被依次逐条地进行处理，需要为终端配置一个缓冲区，用于暂存用户键入的数据或命令。
- 【及时处理】：即用户可以与系统进行人机交互——>作业需要留在内存中，并能频繁获得CPU执行
  实现方法：
  
  ①采用作业直接进入内存的方式。
  - 作业在磁盘上无法运行——>直接进入内存
  ②采用轮转运行的方式。
  - 如果一个作业独占CPU，连续运行——>其他作业无法运行；
  - 为避免这种情况，引入时间片概念【一个时间片就是很短的一段时间，如30ms】
  - 系统规定每个作业每次只能运行一个时间片，然后暂停该作业的运行——>立即调度下一个作业运行
  - 如果在不长的时间内能使所有作业都执行一个时间片的时间，则可以使每个用户都能及时地与自己的作业进行交互，从而可以使每个用户的请求都能得到及时的响应。

时间片轮转RR进程调度算法

在轮转(RR)法中，系统将所有的就绪进程按FCFS策略排成一个就绪队列。系统可设置每隔一定时间(如30 ms)便产生一次中断，去激活进程调度程序进行调度，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。当它运行完毕后，又把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，也让它执行一个时间片。
在RR调度算法中，应在何时进行进程的切换，可分为两种情况：① 若一个时间片尚未用完，正在运行的进程便已经完成，就立即激活调度程序，将它从就绪队列中删除，再调度就绪队列中队首的进程运行，并启动一个新的时间片。② 在一个时间片用完时，计时器中断处理程序被激活。如果进程尚未运行完毕，调度程序将把它送往就绪队列的末尾。

分时操作系统

时间片轮转RR进程调度算法

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