批量处理

批处理是一种技术，其中操作系统在处理开始之前先将批处理中的程序和数据收集在一起。操作系统执行与批处理有关的以下活动-

• OS定义了一个作业，该作业具有预定义的命令，程序和数据序列作为一个单元。

• 操作系统将编号为a的作业保留在内存中，并在没有任何手动信息的情况下执行它们。

• 作业按提交顺序进行处理，即先到先得。

• 作业完成执行后，将释放其内存，并将作业的输出复制到输出后台处理程序中，以供以后打印或处理。

好处

• 批处理将运算符的大部分工作交给了计算机。

• 在上一份工作完成后立即开始新工作就可以提高性能，而无需任何人工干预。

缺点

• 难以调试程序。
• 作业可能会进入无限循环。
• 由于缺乏保护方案，一个批处理作业可能会影响待处理的作业。

多任务

多任务是指通过在多个作业之间切换来同时执行多个作业的情况。切换如此频繁地发生，以至于用户可以在每个程序运行时与其交互。操作系统执行与多任务相关的以下活动-

• 用户直接向操作系统或程序给出指令，并立即收到响应。

• 操作系统以一次可以处理多个操作/执行多个程序的方式处理多任务。

• 多任务操作系统也称为分时系统。

• 开发这些操作系统是为了以合理的价格提供对计算机系统的交互式使用。

• 分时操作系统使用CPU调度和多重编程的概念为每个用户提供一小部分分时CPU。

• 每个用户在内存中至少有一个单独的程序。

• 加载到内存中并正在执行的程序通常称为进程。

• 当一个进程执行时，它通常只执行很短的时间就可以完成或需要执行I / O。

• 由于交互式I / O通常以较低的速度运行，因此可能需要很长时间才能完成。在这段时间内，另一个进程可以利用一个CPU。

• 操作系统允许用户同时共享计算机。由于分时系统中的每个动作或命令往往都很短，因此每个用户只需要很少的CPU时间。

• 随着系统将CPU从一个用户/程序快速切换到下一个用户/程序，给每个用户一个印象，即他/她拥有自己的CPU，而实际上一个CPU正在许多用户之间共享。

多程序

当两个或多个程序同时驻留在内存中时，共享处理器称为多程序。多重编程假定使用单个共享处理器。多重编程通过组织作业来提高CPU利用率，从而使CPU始终有一个要执行的作业。

下图显示了多程序系统的存储器布局。

操作系统执行以下与多程序相关的活动。

• 操作系统一次将多个作业保留在内存中。

• 这组作业是作业池中保留的作业的子集。

• 操作系统选择并开始执行内存中的作业之一。

• 多程序操作系统使用内存管理程序监视所有活动程序和系统资源的状态，以确保CPU永远不会空闲，除非没有要处理的作业。

好处

• 高效的CPU利用率。
• 用户感到许多程序几乎同时被分配了CPU。

缺点

• 需要CPU调度。
• 为了在内存中容纳许多作业，需要进行内存管理。

互动性

交互性是指用户与计算机系统交互的能力。操作系统执行以下与交互性相关的活动-

• 为用户提供与系统交互的界面。
• 管理输入设备以接受用户输入。例如，键盘。
• 管理输出设备以向用户显示输出。例如，监视器。

由于用户提交并等待结果，因此OS的响应时间需要很短。

实时系统

实时系统通常是专用的嵌入式系统。操作系统执行以下与实时系统活动有关的活动。

• 在这样的系统中，操作系统通常会从传感器数据中读取并做出反应。
• 操作系统必须保证在固定的时间内对事件做出响应，以确保正确的性能。

分布式环境

分布式环境是指计算机系统中的多个独立CPU或处理器。操作系统执行与分布式环境有关的以下活动-

• 操作系统在多个物理处理器之间分配计算逻辑。

• 处理器不共享内存或时钟。相反，每个处理器都有其自己的本地内存。

• 操作系统管理处理器之间的通信。它们通过各种通信线路相互通信。

假脱机

假脱机是在线上同时进行外围设备操作的首字母缩写。假脱机是指将各种I / O作业的数据放入缓冲区。该缓冲区是内存或硬盘中的一个特殊区域，可供I / O设备访问。

操作系统执行与分布式环境有关的以下活动-

• 处理I / O设备数据假脱机，因为设备具有不同的数据访问速率。

• 维护后台处理缓冲区，该缓冲区提供了一个等待站，数据可以在此等待，而较慢的设备可以追上。

• 由于后台处理过程可以保持并行计算，因为计算机可以并行方式执行I / O。在计算机执行计算任务时，可以使计算机从磁带读取数据，将数据写入磁盘并写出到磁带打印机。

好处

• 假脱机操作将磁盘用作很大的缓冲区。
• 假脱机能够使一个作业的I / O操作与另一作业的处理器操作重叠。