即時作業系統 - mis.knjc.ed

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1、作業系統蘇瑞榮教材編撰作業系統第一章概論教學目標作業系統的目的作業系統的歷史演進作業系統的分類作業系統的目的(1)提供使用者能夠執行程式的環境，以達到方便使用與最有效率的目標。(2)分配各項電腦的資源來解決問題。其中分配的過程必須公正而且盡可能有效率。(3)當成控制程式來提供兩個主要的服務功能：(1)監督使用者程式的執行狀況，防止錯誤與不正確的使用電腦，以及(2)管理操作的狀況與控制周邊裝置的輸入與輸出。電腦系統各部分作業系統架構(由內而外)電腦硬體(ComputerHardware)(最底層)作業系統(

2、OperatingSystem,OS)應用程式(ApplicationPrograms)使用者(EndUsers)(最上層)何謂作業系統由上往下看的觀點可視為一個擴充機器(extendedmachine)由下往上看的觀點作為資源管理者(resourcemanager)的角色作業系統是一種資源管理者(resourceallocator)和常駐控制程式(controlprogram)作業系統功能(1)做為使用者與電腦硬體之間的介面(2)讓使用者方便的使用電腦系統(3)對硬體設備做有效的管理，提高系統的效能。作業

3、系統對四大類型的資源做管理(1)資訊管理(InformationManagement)(2)設備管理(DeviceManagement)(3)記憶體管理(MemoryManagement)(4)處理機管理(ProcessorManagement)作業系統對四大類型的資源做管理(1)資訊管理(InformationManagement)(2)設備管理(DeviceManagement)(3)記憶體管理(MemoryManagement)(4)處理機管理(ProcessorManagement)第一代電腦西元1

4、945-1955年真空管建構無作業系統的存在代表系統：ENIAC第二代電腦西元1955-1965年電晶體建置出現程式語言的觀念代表系統：TX-0第三代電腦西元1965-1980年積體電路建置代表系統：IBMSystem/360IBMSystem/360第四代電腦西元1980-1990年大型積體電路建置代表系統：個人電腦後PC時代電腦圖片來源：資策會MIC多程式系統(MultiprogrammingSystem)為了有效的提昇CPU的使用率，讓系統內同時存放多個工作於記憶體中，使CPU服務完某一工作後能馬上再

5、從記憶體挑選另一工作服務，無須等待輸入設備去載入另一工作時，致使CPU閒置在多程式系統的環境下，作業系統會從工作集中區中選擇一個工作來執行，待該工作(Job)執行完畢或該工作進人等待狀態(WaitState)時，再由工作集中區中另擇一個工作執行。如此，有如多個程式同時在CPU中執行，故謂之多程式(Multiprogramming)。多重程式運算系統記憶體分配利用工作池可以進行工作排班與CPU排班的動作工作排班引進多重程式運作(multiprogramming)的能力多重程式運作使得批次系統能夠有效的利用不同

6、的系統資源分時作業系統(TimeSharingSystem)多程式系統感覺上似乎是可以同時讓多個工作(程式)同時在系統內執行，其實不然，雖然是多個在系統內，但CPU每次也只能服務某一個工作，直到該工作完成或進入等待狀態，才再另行選擇一個工作服務。所以，雖然是多個工作同時在系統內，但只有一個工作真正被CPU執行，其餘皆在等待。分時作業系統為了改善此缺失，每位使用者或程式都以交談式(Interactive)的方式與作業系統溝通，而且每位使用者(或程式)都以輪流的方式使用一小段的CPU時間，當使用者用完該分配之C

7、PU時間或需要去執行I/O動作時，系統便會將CPU之控制權交給下一位使用者。採用此種方式，可以讓多位使用者同時使用電腦，讓使用者感覺好像僅有他一個人在使用此一電腦系統。此種系統對每一個工作都是公平的，不會導致某些工作等待過久，而從未被CPU服務。分時系統系統輪流分配CPU給每個需要服務的工作，因為發生轉換的頻率很高，所以使用者可以在每一個程式執行的時候與其交談。每個使用者在記憶體中存有自己的程式，當程式執行的時候，通當只執行一個短暫的時間，且同時輸入與輸出動作仍是交談式。允許多個使用者同時使用一部電腦可能會

8、引發一些安全性的問題即時作業系統(RealTimeSystem)即時系統是一個為特殊目的而建構的使用系統，它對於時間上的限制是非常嚴格的，它必須在限定的時間內做出反應，否則，將會造成重大的損失或災害，故一般此系統的硬體設備都是專屬於某種用途之特殊控制設備。即時系統一般應用於國防或工業上的控制系統。電腦系統必須於限定的時間內做出反應，此種系統內具有快速的CPU及大量的記憶體空間，其處理工作的方式是採用優先權高的工作