【正文】 作業(yè)，以保證終端用戶的請求能獲得及時響應，僅當該隊列空時，才運行批處理作業(yè)隊列中的作業(yè)。宏觀上，多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)資源；微觀上，各終端作業(yè)是輪流運行一個時間片。每個用戶各占一臺終端，彼此獨立操作，互不干擾。終端用戶請求能在很短時間間隔內(nèi)獲得響應。用戶能與系統(tǒng)進行較廣泛的人機對話，即用戶從鍵盤輸入命令，請求系統(tǒng)服務和控制程序的運行。三、響應時間的討論l 在批處理系統(tǒng)中，主要考慮如何提高機器的利用率；而在分時系統(tǒng)中，必須注意響應時間。內(nèi)、外存之間信息的對換速度愈高， CPU便能以更多的時間去處理終端用戶作業(yè)，從而減少響應時間，為此，應選用存取速度高的磁盤作為外存。1．影響響應時間的第三因素l （ 3） 時間片。1．影響響應時間的第四因素l （ 4）對換信息量。減少對換信息量以改善響應時間的兩種方法l （ 1）采用重入碼文件以減少對換信息量。 關于虛擬存儲技術將在存儲器管理一章中作詳細介紹。在這類系統(tǒng)中，要求實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對它們進行及時處理，進而自動地控制相應的執(zhí)行機構，使某參數(shù)（如溫度、壓力、軋制壓下量、流量等）能按預定規(guī)律變化或保持不變，以達到保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)量的目的。二、實時系統(tǒng)的特征l 及時性l 交互作用性l 多路性l 獨立性實時系統(tǒng)的及時性l 實時信息處理系統(tǒng)對響應時間的要求，通常與分時系統(tǒng)相同，是由人所能接受的等待時間來確定的，通常為秒級。實時系統(tǒng)的多路性l 與分時系統(tǒng)一樣，它允許多個終端用戶同時向?qū)崟r信息處理系統(tǒng)提出服務請求，系統(tǒng)仍按分時原則為每個終端用戶服務。此外，還應具有以下特性和功能：l 1．高可靠性l 2．連續(xù)人機對話l 3．過載防護1．高可靠性l 高可靠性是實時系統(tǒng)最重要的設計目標之一，是使系統(tǒng)具有高可靠性，尤其當系統(tǒng)用于帶有很大危險性的控制時，任何故障都可能導致災難性的結果。2．連續(xù)人機對話l 簡單的人機對話，是在一問一答后對話便結束。3．過載防護l 系統(tǒng)必須設置某種防護機構，以保證在出現(xiàn)系統(tǒng)過載時，仍能正常工作；當系統(tǒng)中出現(xiàn)短暫的峰值負載時，可通過配置的適量緩沖區(qū)予以平滑；當系統(tǒng)中出現(xiàn)持續(xù)性峰值負載時，可采用某種措施來防止超載。而一個實際的操作系統(tǒng)，可能兼有三者或其中兩者的功能。并行性是指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生；而并發(fā)性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。應當指出，通常的程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。程序的并發(fā)執(zhí)行，有效地改善了系統(tǒng)資源的利用率和提高了系統(tǒng)的吞吐量，但它使系統(tǒng)復雜化，操作系統(tǒng)必須具有控制和管理各種并發(fā)活動的能力。我們把在一段時間內(nèi)只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源。而微觀上，這些作業(yè)可能是交替地對該資源進行訪問。一方面，資源共享是以程序的并發(fā)執(zhí)行為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問題；另一方面，若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效的管理，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。它給用戶的感覺是每道程序都有一個 CPU在為它服務。Ling（SimultaneousLine， 外圍設備同時聯(lián)機操作）技術，可以把一臺物理上的 關于不確定性的結論l 不確定性是允許的。于是，為了使自己能投入運行，這些作業(yè)之間必將爭奪資源。因此，對處理機的管理，可歸結為對進程的管理 。2．進程同步l 所謂進程同步是指系統(tǒng)對并發(fā)執(zhí)行的進程進行協(xié)調(diào)。l 例如，進程 A需要把它運行的結果數(shù)據(jù)，傳送給另一相關進程 B； 而進程 B僅在收到該數(shù)據(jù)后方能開始執(zhí)行；必要時，進程 B還應向進程 A發(fā)送確認信息。二、存儲器管理l 存儲器管理的主要任務是 :l （ 1） 為多道程序的并發(fā)運行提供良好環(huán)境；l （ 2）便于用戶使用存儲器；l （ 3）提高存儲器的利用率；l （ 4）為盡量多的用戶提供足夠大的存儲空間。每個作業(yè)所要求的內(nèi)存空間，是在目標模塊被鏈接裝入時確定的。2．內(nèi)存保護l 為保證各道程序都能在自己的內(nèi)存空間運行而互不干擾，要求每道程序在執(zhí)行時能隨時檢查對內(nèi)存的所有訪問是否合法。3．地址映射l 由目標程序所限定的地址范圍稱為該程序的地址空間。我們把這種地址變換過程稱為地址映射。存儲器管理應具有以下四種功能：l 為實現(xiàn)上述任務設備管理程序應具有下述功能：l 1. 緩沖管理l 2. 設備分配l 3. 設備處理啟動l 4. 虛擬設備功能1．緩沖管理l 幾乎所有的外圍設備與處理機交換信息時，都要利用緩沖來緩和 CPU和 I／ O設備間速度不匹配的矛盾，和提高 CPU與設備、設備與設備間操作的并行程度，以提高 CPU和 I／ O設備的利用率。3．設備處理l指定的 I／ O設備，完成用戶規(guī)定的 I／ O操作，并對由設備發(fā)來的中斷請求進行及時響應，根據(jù)中斷類型進行相應的處理。文件系統(tǒng)應具有下述五個功能：l 1．文件存儲空間的管理l 2．目錄管理l 3．文件讀、寫管理l 4．文件保護l 5.若由用戶自己對文件的存儲進行管理，不僅極其困難，而且也必然是非常低效的，這就要求由文件系統(tǒng)對文件存儲空間進行統(tǒng)一管理。它包含文件名、文件屬性、文件所在的物理位置及有關其它信息。文件的寫操作是根據(jù)用戶指定的源地址、傳送字節(jié)數(shù)，把信息從指定的用戶區(qū)寫到磁盤上。l 接口類型：命令行、程序、圖型接口。時 108KHz 200KHz 2MHz 5MHz,尋 640度 4位 8位 8位 16數(shù) 微米 )29,000(3明 微 機 算 字 性 的 是 倍 部 8 樣80年代的處理產(chǎn)品系列DX微 SX微 DX微 出 頻 16MHz,20MHz,50MHz總 位 32尋 16M/1G 4G/64T 16M/64T 4G/64T晶 量 微米 )(.8明 8086第 芯 處 數(shù) 位 總 了 的 理 一 緩 處 奔 處 騰 174。理 時 16MHz,66MHz 150MHz,線 位 64內(nèi) 管 微米 )3,100,000( )5,500,000(說 上 爾 一 是 學 器超 體 英 DX33倍動 體 推 性 器雙 總 態(tài) 英 技 型號項 目奔 理 器 間 線 位可 存 數(shù) 微米 )簡 互 指 Streaming數(shù) 單 數(shù) 展 ） 具 SSE用 爾 NetBurst?構 超 線 快 引 系 、 浮 等 器 間 線 尋 64G晶 量 (明 技 在 特 4上 行 程 件 一 線 術 系 Microsoft） 個 騰 器 擬 用 置 在 環(huán) 含 (HT)奔 理 現(xiàn) 實 的 升 修 INTEL公司的竟爭者： AMD公司 (Advanced Micro Devices) AMD64位技術AMD64的位技術是在原始 32位 X86指令集的基礎上加入了 X8664擴展 64位 X86指令集，使這款芯片在硬件上兼容原來的 32位 X86軟件，并同時支持 X8664的擴展 64位計算，使得這款芯片成為真正的 64位 X86芯片。標準的 32bitXMM寄存器（也叫 SSE寄存器， XMM8XMM15），將能給單指令多數(shù)據(jù)流技術（ SIMD）運算提供更多的空間，這些 128位的寄存器將提供在矢量和標量計算模式下進行 128位雙精度處理，為 3D建模、矢量分析和虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)提供了硬件基礎。 IA32處理器通過附加 EM64T技術，便可在兼容 IA32軟件的情況下，允許軟件利用更多的內(nèi)存地址空間，并且允許軟件進行 32 bit線性地址寫入。在支持 EM64T技術的處理器內(nèi)有一個稱之為擴展功能激活寄存器（ extended feature enable register， IA32_EFER）的部件，其中的 Bit10控制著 EM64T是否激活。FX系列和 Opteron系列。6系列和使用 Prescott處理器 處理器 處理器 1微機操作系統(tǒng)一、單用戶微機操作系統(tǒng)到目前最有代表性的單用戶微機操作系統(tǒng)有以下三種：l （ 1） CP／ M： l （ 2） MS－ DOS：l （ 3） OS／ 2：（ 1） CP／ M：l CP／ M是 Control Program Monitor的縮寫。（ 2） MS－ DOS：l 1981年 該操作系統(tǒng)在 CP／ M的基礎上進行了較大的擴充，增加了許多內(nèi)部和外部命令，使該操作系統(tǒng)具有較強的功能及性能優(yōu)良的文件系統(tǒng)，又因為它是配置在 IBM－ PC機上，隨著該機種及其兼容機的暢銷， MS－ DOS操作系統(tǒng)也就成為事實上的 16位微機單用戶單任務操作系統(tǒng)標準。DOS在不斷改進，從 8086／8088體系結構的限制，其尋址范圍為 1MB， 并缺乏以硬件為基礎的存儲保護機制。 它是一種在80286保護方式下工作的單用戶／多任務操作系統(tǒng)。16Win95 擊敗。此外， Microsoft公司為 IBM－ PC所開發(fā)的 Xenix是銷量最大的類 UNIX系統(tǒng)； 還有已在 IBM－ PC機上運行的 Coherent和Venix等等。 1973年 Ritchie專門為 UNIX系統(tǒng)研制了 C語言，并重寫了該系統(tǒng)。有許多計算機廠商在爭奪 UNIX版權。由于 UNIX系統(tǒng)被廣泛使用，故也把它作為本教材的實例，在后面予以詳細介紹。近幾年來，微機又經(jīng)常以嵌入的形式配置在許多儀器和設備中，構成所謂的智能儀器和智能設備，使儀器和設備的性能顯著提高。 Windows XP Embedded 與 Windows XP 桌面軟件基于相同的二進制文件，它在許多方面都是可供選擇的平臺，但 Windows XP Embedded和 Windows XP自己無法管理此類系統(tǒng)需要具有的嚴格的確定性，因此有必要用實時功能來增強該平臺。 實時操作系統(tǒng)的最新發(fā)展： INtime 實時操作系統(tǒng)l 通常， Windows 操作系統(tǒng)沒有表現(xiàn)出硬實時特征。實際上，應該可以檢測到此類錯誤以及在可能的情況下處理此類錯誤，并且起碼提供一些有關這些錯誤發(fā)生原因的信息。當這些活動完成后，計算機上下文將切換回 Windows 操作系統(tǒng)。該驅(qū)動程序管理用于運行內(nèi)核和實時應用程序的內(nèi)存，并且管理這兩個系統(tǒng)之間的通訊接口。 l 當在 INtime 上下文中時，任何實時中斷都被直接處理，并且所有其他中斷都在中斷控制器被屏蔽。硬件計時器被改編以便按比 Windows 要求的速率更高的速率中斷，并且只根據(jù)需要調(diào)用 Windows 處理程序。 l 某些硬件抽象層 (HAL) 入口點被截獲和監(jiān)控，以便防止 Windows 內(nèi)核執(zhí)行某些不需要的操作，例如屏蔽實時中斷或者更改硬件系統(tǒng)計時器頻率。線程優(yōu)先級的范圍是從 0（最高優(yōu)先級）到 255（最低優(yōu)先級），低于可配置的優(yōu)先級閾值的線程可以與多個具有相同優(yōu)先級的線程分享其時間片。由該進程所屬線程創(chuàng)建的每個對象都由該進程所有，并且在進程終止時不再存在。l 在任何進程中，都可以通過系統(tǒng)調(diào)用以及用戶為中斷處理程序和線程編寫的代碼來直接處理中斷。進程還可以選擇獲得有關該進程中錯誤的通知。所有對象都通過句柄引用，并且所有句柄對于實時系統(tǒng)都是全局的。因此，進程被限制在它可以分配的物理內(nèi)存量的范圍內(nèi)。線程會被分配一個優(yōu)先級，范圍為從 0 到 254，其中 0 是最高優(yōu)先級。 ?l 區(qū)域這些對象是單個單元信號量，帶有防止優(yōu)先級顛倒的保護。 ?實時操作系統(tǒng)： INtime 體系結構（ 實時 API ）l 郵箱 這些對象由一個線程隊列和一個消息隊列組成。l 堆堆對象類似于 Windows 堆。l 實時 API 提供參數(shù)檢查和內(nèi)聯(lián)狀態(tài)報告。 標準的實時對象和 Win32對象都是可共享的，以便Windows和實時應用程序可以同步和共享數(shù)據(jù)。為 Intel、 3Com 和 Realtek 接口適配器提供了以太網(wǎng)驅(qū)動程序，并且為與 NE2022 兼容的 ISA 接口提供了以太網(wǎng)驅(qū)動程序。 l 為一系列標準接口和行業(yè)接口提供了其他驅(qū)動程序。System 它可以監(jiān)控 進程，并可以在 l 異常處理WindowsINtime INtimeINtime）都可以選擇監(jiān)控任何其他參與協(xié)作的進程，或者被其他參與協(xié)作的進程監(jiān)控。INtimel Windows的一個重要優(yōu)點是它能夠檢測到 內(nèi)核中的 已經(jīng)失敗，并且還將負責調(diào)度 內(nèi)核可以繼續(xù)無限期地執(zhí)行其進程，而這些進程可以選擇在此情況下采取特殊操作，例如使外圍設備進入已知狀態(tài)。Windows操作系統(tǒng)能夠支持復雜的大型應用程序。CPU60% ，然后 和其他服務才會開始受到不利影響?；蛄硪黄脚_，從而使應用程序能夠隨著其對平臺的需求的增加而擴大規(guī)模。這樣，無論選擇了哪種硬件體系結構，都可以使用相同的二進制文件。CorporationWindowsXP操作系統(tǒng)能夠支持復雜的大型應用程序。CPU60% ，然后 和其他服務才會開始受到不利影響?；蛄硪黄脚_，從而使應用程序能夠隨著其對平臺