分时操作系统和实时操作系统


分时操作系统:

分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔(划分时间片),采用轮转运行方式轮流地切换给各终端用户的程序使用(例如规定每个作业每次只能运行一个时间片)。由于时间间隔很短,每个用户就感觉像独占全机一样,这样就解决了主机共享问题。而对于人机交互,为实现用户键入命令后能对自己的作业及其运行及时控制或修改,各个用户的作业都必须留在内存中(作业在磁盘上是不能运行的),用时间片进行切换管理。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率,支持人机交互与资源共享。例如UNIX系统就采用了剥夺式动态优先的CPU调度以支持分时操作。

简而言之,分时操作系统的核心原理在于将作业直接放入内存,并引入了时间片的概念,采用轮转运行的方式,规定每个作业每次只能运行一个时间片,然后就暂停该作业并立即调度下一个作业运行。在不长的时间内使所有的作业都执行一个时间片的时间,便可以使每个用户都能及时地与自己的作业进行交互,从而使用户的请求得到及时响应。这样就解决了在分时系统中最重要的及时接收、及时处理问题。

 

特征
与其前辈批处理系统相比,分时系统有如下几个特点:

·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终端分配系统资源,提高资源利用率,降低使用费用。

·独立性:各终端之间相互独立,互不干扰,每个用户都感觉像一人独占主机一样。

·及时性:用户的请求能在很短的时间内就得到响应。

·交互性:用户可通过终端与系统进行人机对话,例如请求多方面的服务。

实时操作系统:

在某些领域(如军事、工业、多媒体等)要求系统能够实时响应并安全可靠,实时操作系统在这样的需求下诞生。因此实时操作系统是指是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,调度一切可利用的资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。
实时操作系统的处理机制与分时操作系统在底层原理上相同,但实时操作系统有其独特的要求,例如在规定时间内完成特定功能等。实时操作系统有为特定应用设计的也有通用的,很多通用的系统,例如IBM的OS/390、微软的Windows NT等,都有实时系统的特征。因此即使一个操作系统不是严格意义上的实时系统,它们也能解决一部分实时应用问题,故不必过于纠结。

 

分时系统与实时系统比较·

.多路性:两者都具有多路性。软实时与分时系统中的多路性表现为系统按分时原则为多个任务终端用户服务;硬实时则指系统周期性地对多路现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。

·独立性:两者都具有独立性。每个终端用户在向分时系统提出服务请求时,是彼此独立的操作,互不干扰;而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制,也彼此互不干扰。

·及时性:实时信息系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级、百毫秒级直至毫秒级,甚至有的要低于100微秒。

·交互性:实时信息处理系统具有交互性,但这里人与系统的交互,仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。

·可靠性:分时系统要求系统可靠,相比之下,实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失甚至无法预料的灾难性后果。因此,在实时系统中,采取了多级容错措施来保证系统的安全及数据的安全。


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