3.分時操作系統

　　在批處理系統中，用戶不能干預自己程序的運行，無法得知程序運行情況，對程序的調試和排錯不利。為了克服這一缺點，便產生了分時操作系統。允許多個聯機用戶同時使用一臺計算機系統進行計算的操作系統稱分時操作系統(Time Sharing Operating System)。其實現思想如下：即把處理機的時間劃分成很短的時間片，輪流地分配給各個終端作業使用。若在分配給它的時間片內，作業仍沒執行完，它也必須將CPU交給下一個作業使用，并等下一輪得到CPU時再繼續執行。這樣系統便能及時地響應每個用戶的請求，從而使每個用戶都能及時地與自己的作業交互。

　　分時操作系統具有以下特征：

　　— 多路性：連接多個用戶終端，能同時為多個用戶服務;

　　— 獨立性：各個用戶使用各自終端與主機交互，感覺不到其他用戶的存在，獨立工作，互不干擾;

　　— 及時性：系統按人們所能接受的等待時間，在較短的時間內及時響應用戶的請求;

　　— 交互性：用戶通過終端向主機發出請求，并根據主機的響應結果再向系統發出請求，直至得到滿意的結果。能進行廣泛的人機交互;

　　— 同時性：從客觀上看，是若干用戶同時使用計算機，其實是計算機輪流服務。

　　分時操作系統和批處理操作系統雖然有共性，它們都基于多道程序設計技術，但存在下列不同點：

　　— 追求的目標不同。批處理系統以提高系統資源利用率和作業吞吐率為目標;分時系統則要滿足多個聯機用戶立即型命令的快速響應;

　　— 適應的作業不同。批處理適應已經調試好的大型作業;而分時系統適應正在調試的小作業;

　　— 資源的利用率不同。批處理操作系統可合理安排不同負載的作業，使各種資源利用率較佳;分時操作系統中，多個終端作業使用相同類型編譯系統、運行系統和公共子程序時，系統調用它們的開銷較小;

　　— 作業控制的方式不同。批處理由用戶通過JCL 的語句書寫作業控制流，預先提交，脫機工作;交互型作業，由用戶從鍵盤輸入操作命令控制，交互方式、聯機工作。

　　分時操作系統主要用于軟件開發和運行較小的程序。因為在這種環境下，用戶大部分時間都在思考，不會長期連續地占用CPU，以利于其他用戶使用。

　　4.實時操作系統

　　雖然多道批處理操作系統和分時操作系統獲得了較佳的資源利用率和快速的響應時間，從而使計算機的應用范圍日益擴大，但它們難以滿足實時控制和實時信息處理領域的需要。于是，便產生了實時操作系統，目前有3種典型的實時系統，即過程控制系統、信息查詢系統和事務處理系統。

　　實時操作系統(Real Time Operating System)是指系統能及時響應外部事件的請求，在規定的時間內，完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致地運行。實時的含義是計算機對于外來信息，能夠以足夠快的速度進行處理，并在被控制對象允許的時間范圍內，做出快速響應。因而，提供及時響應和高可靠性是其主要特點。由于實時操作系統控制的過程控制系統較為復雜，通常由四部分組成：1)數據采集。它用來收集、接收和錄入系統工作必需的信息或進行信號檢測。2)加工處理。它對進入系統的信息進行加工處理，獲得控制系統工作必需的參數或做出決定，然后，進行輸出、記錄或顯示。3)操作控制。它根據加工處理的結果采取適當措施或動作，達到控制或適應環境的目的。4)反饋處理，它監督執行機構的執行結果，并將該結果反饋至信號檢測或數據接收部件，以便系統根據反饋信息采取進一步措施，達到控制的預期目的。

　　實時操作系統可以分成如下兩類：

　　— 硬實時系統，即實時控制系統;

　　— 軟實時系統，即實時信息處理系統。

　　實時操作系統的主要特點是專用性強、種類多，而且用途各異。應用實時系統通常應考慮實時時鐘管理、連續人機對話、過載防護和高可靠性4個方面的問題。實時系統具有以下特點。

　　— 及時性：它一般具有高精度的實時時鐘，能及時地響應外部文件的請求，并在規定的時間內，完成對該文件的處理，控制實時設備和實時任務協調一致地運行。

　　— 支持多道程序設計：任務調度算法簡單、實用，數據結構簡單明了，任務切換速度快，能夠處理時間驅動的任務和文件驅動的任務。

　　— 高可靠性：這是實時系統的主要設計目標之一。為了提高實時系統的可靠性，軟硬件都必須采取相應的措施加以保證。

　　— 較強的過載防護能力：在支持多任務的實時系統中，實時任務的數目在某些時候超出系統的處理能力時，系統要通過相應的措施(如延遲或丟棄不重要的任務)來保證實時性強的重要任務能及時處理。

　　實時系統與分時系統的比較如下。

　　— 多路性：實時系統與分時系統一樣具有多路性，即系統能同時為多個終端用戶服務。

　　— 獨立性：實時系統與分時系統一樣具有獨立性，每個終端用戶可獨立地向實時系統提出服務請求，彼此互不干擾。

　　— 及時性：實時信息處理系統對及時性的要求與分時系統類似，都是以用戶能接受的等待時間來確定的;而實時控制系統的及時性通常高于分時系統，它是以控制對象所能接受的等待時間來確定的，一般要求秒級、毫秒級甚至微秒級的響應時間。

　　— 交互性：實時系統雖然也具有交互性，但其交互性通常不及分時系統。這里，用戶與系統的交互，僅限于訪問系統中某些特定的專用服務程序，它不像分時系統那樣能向終端用戶提供數據處理、資源共享等多方面的服務。

　　— 可靠性：分時系統也要求系統可靠，相比之下，實時系統則要求系統高度可靠。因為任何操作都可能帶來巨大的經濟損失，甚至無法預料的災難性后果。因此，在實時系統中，常采用多級容錯措施來保障系統和數據的安全性。

　　批處理操作系統、分時操作系統和實時操作系統是3種基本的操作系統，如果一個操作系統具有批處理、分時處理和實時處理系統三者或其中兩者的功能，那就能形成通用操作系統。