1.2操作系统的类型
操作系统的分类及特点
操作系统的分类及特点操作系统是计算机硬件和软件之间的桥梁，它管理和控制着计算机系统的各种资源，为用户和应用程序提供了一个友好的界面和运行环境。
根据功能和特点的不同，操作系统可以分为以下几类：单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统、多用户多任务操作系统和实时操作系统。
一、单用户单任务操作系统单用户单任务操作系统主要用于个人计算机和一些嵌入式系统。
它们一次只能处理一个用户的请求，并且只能运行一个任务。
这类操作系统的特点是简单、易用、占用系统资源少，适合于一般办公、娱乐和学习等简单应用场景。
二、单用户多任务操作系统单用户多任务操作系统是许多个人计算机和笔记本电脑使用的操作系统。
它们可以同时运行多个任务，用户可以在不同的应用程序之间切换，实现多个任务的并发执行。
这类操作系统的特点是稳定性强、系统资源分配合理，适用于一般的办公和娱乐等多任务应用场景。
三、多用户多任务操作系统多用户多任务操作系统主要应用于服务器和大型计算机系统。
它们可以同时处理多个用户的请求，并且可以同时运行多个任务。
这类操作系统的特点是高度稳定、可靠性强、安全性好，并且能够有效利用系统资源，适用于大规模的数据处理、网络服务和科学计算等复杂应用场景。
四、实时操作系统实时操作系统主要应用于对时间要求比较严格的系统，如航空航天、军事控制和工业自动化等领域。
实时操作系统需要对任务的执行时间做出严格的保证，通常分为硬实时操作系统和软实时操作系统。
硬实时操作系统要求任务在规定的时间内必须完成，而软实时操作系统则只是尽可能在规定时间内完成任务。
实时操作系统的特点是响应速度快、可靠性高，并且能够实时处理和控制各种事件和任务。
总结起来，操作系统根据功能和特点的不同可以分为单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统、多用户多任务操作系统和实时操作系统。
不同的操作系统适用于不同的应用场景，提供了高效、稳定和可靠的计算机运行环境，为用户和应用程序的运行提供了良好的支持。
操作系统的分类与特点
操作系统的分类与特点操作系统（Operating System）是计算机系统中最基本的软件之一，它通过管理和控制硬件资源，提供良好的用户界面，支持应用程序的运行。
在计算机发展的过程中，操作系统也经历了多个版本和演进，不同的操作系统具有不同的分类和特点。
本文将介绍操作系统的分类与特点。
一、操作系统的分类操作系统可以根据其结构、应用领域和用户数量等方面进行分类。
1. 根据结构分类（1）批处理操作系统（Batch Processing Operating System）：批处理操作系统是早期计算机系统中最早出现的操作系统，它能够批量处理一系列任务并按照事先设定的作业顺序执行，无需用户交互。
这种操作系统适用于大规模任务处理和计算机资源利用率较低的情况。
（2）分时操作系统（Time-sharing Operating System）：分时操作系统可以同时为多个用户提供服务，每个用户可以通过终端与操作系统进行交互。
分时操作系统的特点是能够实现多用户同时访问计算机资源，提高资源利用率和用户响应速度，是多用户环境下必备的操作系统。
（3）实时操作系统（Real-time Operating System）：实时操作系统具有对任务实时响应的能力，可以在规定的时间限制内处理任务，并满足严格的时间要求。
实时操作系统广泛应用于工业控制、航空航天等领域，要求系统的响应速度和可靠性非常高。
2. 根据应用领域分类（1）服务器操作系统（Server Operating System）：服务器操作系统是部署在服务器上的操作系统，主要用于提供网络服务、存储数据和管理用户。
常见的服务器操作系统有Windows Server、Linux等。
（2）嵌入式操作系统（Embedded Operating System）：嵌入式操作系统通常运行在嵌入式设备中，如智能手机、家用电器等，它具有资源占用低、响应快、功耗低等特点，并适应了嵌入式设备的特殊需求。
操作系统的分类及特点
操作系统的分类及特点操作系统的分类及特点操作系统（Operating System，简称OS）是指控制和管理计算机硬件、软件资源的系统软件。
它是计算机系统中最基本、最重要的部分，所有的应用程序和用户都需要通过操作系统来访问计算机的硬件资源，如CPU、内存、硬盘、输入输出设备等。
根据操作系统的结构和特点，可以将其分为单任务操作系统、多任务操作系统、分时操作系统、实时操作系统、分布式操作系统、网络操作系统等几种类型。
一、单任务操作系统单任务操作系统（Single-tasking Operating System）是执行一项任务后才能执行另一项任务的操作系统，每个用户只能同时进行一个程序。
常见的单任务操作系统有DOS、Windows3.0及以前的版本、Windows Mobile等。
这种操作系统主要的特点是简单、易用、低消耗资源，但是执行效率低、响应速度慢、无法满足多任务处理的需求。
二、多任务操作系统多任务操作系统（Multi-tasking Operating System）是指可以同时执行多个任务的操作系统，每个任务都有一个相应的虚拟机，从而可以使计算机同时运行多个程序，并使这些程序具有相互独立的进程状态。
常见的多任务操作系统有Windows、Linux、UNIX等。
这种操作系统主要的特点是高效、稳定、资源利用率高，但是操作复杂、需要较高技术水平和设备配置，且设备驱动、软件兼容性、安全性等方面存在一定问题。
三、分时操作系统分时操作系统（Time-sharing Operating System），又称多路复用操作系统，是支持多用户同时访问并共享一个计算机系统的操作系统，可以为每个用户提供独立的交互式计算机环境。
常见的分时操作系统有UNIX、Linux等。
这种操作系统主要的特点是可以有效地提高计算机使用率、增加系统的服务能力，但是需要高性能的处理器、大容量的存储设备和高速的网络连接，成本较高。
四、实时操作系统实时操作系统（Real-time Operating System，RTOS）是必须在指定的时间内完成相应任务的操作系统，可以保证任务的及时响应和完成。
操作系统有哪些类型 各有什么特点
操作系统有哪些类型各有什么特点## 1. 批处理操作系统批处理操作系统是最早被引入的操作系统类型之一，其主要特点是以批量方式处理作业。
在批处理操作系统中，用户提交的作业会按照一定的顺序被执行，没有交互式的操作界面。
该类型的操作系统广泛应用于早期大型计算机系统，并且在某些情况下仍然用于后续的计算平台。
批处理操作系统的主要特点包括： - 作业按照顺序执行：批处理操作系统会按照提交顺序依次处理作业，无需用户干预。
- 缺乏交互性：用户无法直接与操作系统进行交互，无法实时输入命令或查看输出结果。
- 高度自动化：批处理操作系统能够自动处理一系列作业，减少对操作员的依赖。
- 需要预定资源：用户需要预先分配计算机资源，如处理器时间和内存空间。
## 2. 分时操作系统分时操作系统是多用户操作系统的一种形式，允许多个用户在同一台计算机上交替使用。
该类型的操作系统以时间片轮转的方式为每个用户分配计算资源，使得用户可以感受到自己独占一台计算机的体验。
分时操作系统的主要特点包括： - 多用户支持：分时操作系统允许多个用户同时登录并共享计算机资源。
- 时间片轮转：分时操作系统将处理器时间划分为多个时间片段，每个用户在一个时间片段内独占处理器资源。
- 交互性强：用户可以通过终端设备与操作系统进行实时的交互，输入命令并查看输出结果。
- 公平共享资源：分时操作系统通过时间片轮转算法，公平地为每个用户分配计算资源，避免某个用户垄断资源。
## 3. 实时操作系统实时操作系统致力于处理对时间要求较高的任务，例如航天飞行控制、医疗设备监控等。
该类型的操作系统需要严格按照预定的时间要求响应并处理任务，确保系统的高可靠性和实时性。
实时操作系统的主要特点包括： - 及时性：实时操作系统需要以预定的时间限制内完成任务响应和处理。
- 可靠性：实时操作系统需要具备较高的可靠性，确保任务的准确性和正常运行。
- 任务调度：实时操作系统使用任务调度算法，合理安排和管理各种任务。
操作系统的分类介绍ppt课件
批处理操作系统优缺点
优点：作业流程自动化 效率高，吞吐率高 * 吞吐量： 单位时间内处理作业的个数
缺点：无交互手段，调试程序困难
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分时操作系统
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工作方式: 不同用户通过各自的终端以交互方式共用一台 计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用 户 终 端 服务。
主机
分时操作系统—时间片
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通用操作系统
分时系统与批处理系统结合
原则： 分时优先，批处理在后 “前台”：需频繁交互的作业 “后台”：时间性要求不强的作业
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实时操作系统
实时监控控制对象并能作出及时反应。
实时过程控制 工业控制，军事控制，... 实时通信（信息）处理 电讯（自动交换），银行，飞机订票 股市行情
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典型嵌入式操作系统的特点
完成某一项或有限项功能；不是通用型的
在性能和实时性方面有严格的限制
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能源、成本和可靠性通常是影响设计的重要因素
占有资源少、易于连接
系统功能可针对需求进行裁剪、调整和生成以便 满足最终产品的设计要求
嵌入式操作系统的应用及特点
掌上电脑： 运算速度： 100 KIPS 在大小上优化、支持手写、低能耗 工业设备： 运算速度： 1 MIPS 安全优先，控制流程为主 军事装备 运算速度 ：1 GFLOPS 可靠性最重要
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交互性
“独占”性 及时性
系统对用户提出的请求及时响应
分时操作系统的目标
追求目标： 及时响应(根据指标是响应时间) 响应时间： 从终端发出命令到系统给予回答所经历的时间 影响响应时间的因素： - 机器处理能力 - 请求服务的时间长短 - 系统中连接的终端数目 - 服务请求的分布 - 调度算法（时间片的选取）
操作系统的基本类型
操作系统的基本类型操作系统（Operating System，简称 OS），通常也称作系统软件，是控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，也是计算机系统中最基本、最重要的系统软件之一。
操作系统具有宏观掌控计算机各种资源的功能，包括管理处理器、存储器、输入输出设备、文件系统等，可以大大提高计算机的效率和安全性。
操作系统按照其功能和特征可以分为以下几种类型：一、单任务操作系统单任务操作系统（Single Tasking Operating System），指的是一次只能处理一个任务的操作系统。
在单任务操作系统中，只有一个应用程序能在同一时间运行，其他程序必须等待当前程序结束才能启动。
单任务操作系统中系统资源分配的方式往往是先到先服务（First Come First Serve），即当一个进程到来后，系统会保留一定的资源给它，并等待进程完成后才为下一个进程分配资源。
单任务操作系统简单、易用、稳定，往往运行速度较快，适合于单一应用、资源受限的环境。
目前单任务操作系统已经很少使用，被多任务操作系统取代。
典型的单任务操作系统包括 MS-DOS、Windows 1.0。
多任务操作系统（Multi-Tasking Operating System），指的是能同时运行多个任务的操作系统。
在多任务操作系统中，每个程序都有自己的内存空间和系统资源，它们可以相互独立运行，互不影响。
多任务操作系统可根据进程优先级和任务特点，通过任务调度算法来实现多任务的分时使用。
多任务操作系统可以提高计算机的利用率，增加计算机的并发处理能力。
它适用于高负荷、多功能的环境。
操作系统分时分配资源，可以平衡各个任务之间的资源争用，提高计算效率。
目前主流的操作系统都是多任务操作系统，如微软的Windows系列、Linux、Unix等。
三、多用户操作系统多用户操作系统（Multi-User Operating System），是指多个用户同时使用同一台计算机，每个用户都可以独立地进入操作系统，并且操作系统可以为每个用户提供独立的资源和环境。
操作系统的分类及特点
操作系统的分类及特点操作系统是计算机系统的核心组件之一，它负责管理计算机的硬件和软件资源，并提供用户和应用程序的接口。
随着计算机科学技术的不断发展，操作系统也不断演化和分类。
根据功能、结构和应用领域的不同，操作系统可以分为多种不同的类型，每种类型都有着自己独特的特点和功能。
一、按功能分类1.批处理操作系统批处理操作系统是计算机的第一个操作系统，它主要用于处理大量相似的任务。
用户通过批处理作业的方式提交任务，操作系统按照一定的顺序依次执行这些任务。
批处理系统的特点是高效、稳定，能够提高计算机的利用率，但用户交互性较差。
2.分时操作系统分时操作系统是为了提高计算机的交互性而设计的。
它可以同时为多个用户提供服务，每个用户都可以独立地使用计算机资源。
分时系统可以根据用户的需求动态分配资源，更适合人机交互。
3.实时操作系统实时操作系统是为了满足对时间要求很高的应用而设计的，例如工业控制系统、航空航天系统等。
实时系统需要能够在规定的时间范围内完成任务，所以它的特点是响应时间短、可靠性高。
4.网络操作系统随着计算机网络的普及和发展，出现了专门针对网络环境设计的操作系统，称为网络操作系统。
网络操作系统的主要功能是管理网络资源、提供网络服务，确保网络的安全和稳定运行。
二、按结构分类1.批处理操作系统批处理操作系统的结构较为简单，用于按顺序执行一系列任务。
2.分时操作系统分时操作系统需要支持多用户同时访问，因此它的结构更加复杂，需要有良好的进程管理和内存管理能力。
3.实时操作系统实时操作系统的结构需要能够保证任务在规定时间内完成，所以它需要具有高效的调度算法和实时性能。
4.分布式操作系统分布式操作系统用于管理分布在多台计算机上的资源，因此它的结构需要能够支持分布式文件系统、进程通信、容错等功能。
三、按应用领域分类1.个人操作系统个人操作系统是为个人计算机设计的，它通常具有图形用户界面，易于使用，支持多媒体应用和办公软件等。
简述操作系统的分类
简述操作系统的分类操作系统是计算机系统中非常重要的一个组成部分，它负责管理和控制计算机硬件资源，提供用户和应用程序与计算机硬件之间的接口。
根据其功能和特点的不同，操作系统可以分为以下几种类型。
1. 批处理操作系统批处理操作系统是一种早期的操作系统形式，其主要特点是将一批任务按顺序提交给计算机系统处理。
在此类操作系统中，用户无法与计算机进行实时交互，所有的任务都是通过批处理语言或批处理脚本批量执行的。
这种操作系统适用于一些长时间运行的计算任务，如大规模数据处理和计算。
2. 分时操作系统分时操作系统是一种多用户、多任务的操作系统，它允许多个用户同时共享计算机系统的资源。
在分时操作系统中，计算机系统会为每个用户分配一段时间片，并按照时间片轮转的方式进行任务切换。
这种操作系统使得多个用户能够同时进行工作，提高了计算机系统的利用率。
3. 实时操作系统实时操作系统是一种特殊的操作系统，其主要用于控制和管理实时应用程序。
实时应用程序要求在规定的时间范围内完成任务，因此实时操作系统必须具备高度的可预测性和响应性。
实时操作系统广泛应用于航空航天、工业自动化、医疗设备等领域，确保了系统的稳定性和可靠性。
4. 分布式操作系统分布式操作系统是一种将计算机资源分布在多个计算机节点上的操作系统。
这些节点可以是物理计算机、虚拟机或者容器。
分布式操作系统通过网络协议和分布式算法实现节点之间的通信和协作，从而提供高性能和可扩展性的计算环境。
分布式操作系统可以提供分布式文件系统、分布式数据库等分布式计算服务。
5. 实时分布式操作系统实时分布式操作系统是结合了实时操作系统和分布式操作系统的特点的一种操作系统。
它既能满足实时应用的实时性要求，又能提供分布式计算的能力。
实时分布式操作系统在一些对实时性要求较高的分布式应用中得到了广泛应用，如飞行控制系统、电力系统等。
6. 嵌入式操作系统嵌入式操作系统是一种运行在嵌入式系统中的操作系统，嵌入式系统通常是指那些嵌入到设备或机器中的计算机系统。
操作系统有哪些主要类型
操作系统有哪些主要类型操作系统是计算机系统中的核心组件之一，它负责管理和协调计算机的硬件和软件资源，提供基本的服务和功能。
操作系统根据其结构和功能的不同，可以分为以下主要类型：1. 批处理操作系统批处理操作系统是早期计算机系统中使用的一种操作系统类型。
在这种操作系统下，用户通过批处理作业将指令和数据一起提交给计算机系统，操作系统按照一定的顺序和规则依次执行这些作业。
批处理操作系统主要适用于无需用户交互的大规模数据处理任务，例如批量计算、批量打印等。
2. 分时操作系统分时操作系统则是在多用户环境下运行的一种操作系统类型。
它允许多个用户通过终端同时访问计算机系统，并以交互的方式使用系统资源。
分时操作系统的特点是能够提供快速的响应时间，以及良好的多任务处理能力。
早期的分时操作系统例如Unix和VMS，而现代的分时操作系统则以Linux和Windows为代表。
3. 实时操作系统实时操作系统是为了满足对时间性能有严格要求的应用而设计的。
它能够以预定的时间限制内对事件作出实时响应，并能够保证任务的实时性。
实时操作系统广泛应用于工业控制、通信系统、航空航天等领域，它们需要在严苛的时间限制下进行处理，以确保系统的稳定性和可靠性。
4. 网络操作系统网络操作系统是为了支持网络环境中的计算机系统而设计的一种操作系统类型。
它提供了网络资源共享、数据交换和通信协议等功能，使得多台计算机可以通过网络进行通信和协作。
网络操作系统的典型代表是分布式操作系统，它能有效地管理网络上的计算资源，并提供高效的网络通信和数据传输服务。
5. 嵌入式操作系统嵌入式操作系统是为嵌入式系统设计的一种操作系统类型。
嵌入式系统是指集成在其他设备或系统中的特定用途的计算机系统，常见于汽车电子、智能家居、移动设备等领域。
嵌入式操作系统通常具有小巧、高效、稳定和实时性强的特点，能够满足嵌入式系统对于资源占用和能耗的要求。
6. 分布式操作系统分布式操作系统是一种运行在多台计算机上的操作系统类型。
操作系统有哪些基本类型每种类型有哪些主要特征
操作系统的基本类型及其主要特征1. 批处理操作系统批处理操作系统是最早的一种操作系统类型，其主要特征包括：•作业批处理：批处理操作系统通过一次性执行多个作业来提高计算机的利用率。
用户将多个作业一次性提交给系统，并由操作系统按照一定的调度算法依次运行。
•无交互性：批处理操作系统通常没有图形用户界面（GUI），用户无法与操作系统进行实时交互。
用户只需将作业提交给操作系统，并等待运行结果。
•串行处理：批处理操作系统一次只能处理一个作业，作业按照提交的先后顺序依次执行。
•兼容性要求低：批处理操作系统通常只需运行特定的计算任务，对硬件和软件的兼容性要求较低。
2. 分时操作系统分时操作系统是一种允许多个用户同时访问计算机系统的操作系统，其主要特征包括：•多用户支持：分时操作系统可以同时支持多个用户，并为每个用户分配一定的计算资源，让它们同时进行交互式操作。
•时间片轮转调度：分时操作系统使用时间片轮转调度算法，将CPU 的执行时间分割成小的时间片，每个用户轮流占用一段时间来执行其任务。
•交互性：分时操作系统提供了用户与操作系统之间实时的交互界面，用户可以通过命令行或图形界面进行操作。
•及时响应：分时操作系统注重用户体验，要求操作系统能够在短时间内响应用户的请求。
3. 实时操作系统实时操作系统是一种对时间要求非常严格的操作系统，其主要特征包括：•时限性：实时操作系统要求任务按照预定的截止时间完成，否则将导致系统故障或丢失重要数据。
•硬实时和软实时：实时操作系统可以分为硬实时和软实时两种。
硬实时要求任务必须在规定的时间内完成，软实时则容许一定的延迟。
•优先级调度：实时操作系统使用优先级调度算法，根据任务的紧急程度和重要性进行调度，以满足实时性要求。
•确定性：实时操作系统的响应时间是可确定的，不会受到其他任务的影响。
•应用领域广泛：实时操作系统广泛应用于航空航天、工业控制、医疗设备等对时间要求非常高的领域。
4. 分布式操作系统分布式操作系统是一种运行在多台计算机上的操作系统，其主要特征包括：•多台计算机的组网：分布式操作系统将多台计算机通过网络连接起来，形成一个资源共享的整体。
操作系统的分类及特点
操作系统的分类及特点操作系统是管理计算机硬件和软件资源的系统软件，它是计算机系统中最基本的系统软件之一。
操作系统的主要功能包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理、用户接口等。
根据不同的运行环境和使用场景，操作系统可以分为多种类型，每种类型的操作系统都有其独特的特点和应用领域。
1.嵌入式操作系统嵌入式操作系统是运行在嵌入式系统中的一种特殊操作系统，它通常运行在嵌入式设备中，如智能手机、家用电器、工业控制设备等。
嵌入式操作系统的特点是占用资源少、响应速度快、稳定性强，并且具有实时性要求。
常见的嵌入式操作系统有Android、iOS、Windows CE等。
2.实时操作系统实时操作系统是一种对时间要求非常严格的操作系统，它能够保证系统在规定的时间内对事件做出快速的响应。
实时操作系统分为硬实时系统和软实时系统两种。
硬实时系统要求系统能够在规定的时间内完成任务，而软实时系统对时间要求相对宽松。
实时操作系统广泛应用于工业自动化、航天航空、医疗设备等领域。
3.分时操作系统分时操作系统是一种支持多用户同时访问系统资源的操作系统，它能够将系统资源按时间片的方式分配给多个用户使用。
分时操作系统的特点是能够实现多任务同时执行，提高系统的利用率和响应速度。
常见的分时操作系统有UNIX、Linux等。
4.批处理操作系统批处理操作系统是一种按照一定的规则自动执行任务的操作系统，它能够将用户提交的任务按照一定的顺序自动执行，而无需用户干预。
批处理操作系统的特点是能够提高系统的资源利用率，减少用户的等待时间。
批处理操作系统广泛应用于数据中心等场景。
5.分布式操作系统分布式操作系统是一种运行在多台计算机上的分布式系统的操作系统，它能够协调多台计算机资源，提供统一的接口给用户使用。
分布式操作系统的特点是能够实现负载均衡、高可靠性和高可扩展性。
常见的分布式操作系统有Windows Server、Linux等。
6.网络操作系统网络操作系统是一种专门用于网络设备管理的操作系统，它能够实现对网络设备的集中管理和配置。
1.2操作系统的形成和发展
多道程序设计趋于完善。
四、操作系统的发展动力
操作系统的发展动力主要有以下五个方面： 1. 器件快速更新换代。高档的硬件需要相应的操作系统才能 充分挖掘其潜力。
2. 计算机体系结构不断发展。内存管理支撑硬件由分页、分
段机制代替了界寄存器，图形终端代替字符终端，中断、 通道设施的引入，单处理机改进为多处理机系统，计算机 网络的出现和发展，信息家电的发展等都是计算机体系结 构的发展。 3. 提高计算机系统资源利用率的需要。 4. 让用户使用计算机越来越方便的需要。批处理系统发展为 分时系统，字符用户界面发展为图形用户界面。 5. 满足用户新要求，提供给用户新服务。
三、多道程序设计与操作系统的形成 (8)
7.操作系统的形成 随着磁盘的问世，相继出现了多道批处理操作系统、分时 操作系统和实时操作系统，这标志着操作系统正式形成 （六十年代中期）。 有了操作系统，计算机资源管理水平和操作自动化程度进一 步提高，表现在： 1) 实现了计算机操作过程自动化。 2) 资源管理水平有了提高。 3) 提供虚存管理功能。 4) 支持分时操作。 5) 文件管理功能有改进。
三、多道程序设计与操作系统的形成 (5)
3.多道程序设计的利弊 1)采用多道程序设计提高了CPU、内存和I/O设备的利用 率，改进了系统的吞吐率，发挥了系统的并行性，提高 了效率，增加了单位时间的算题量 。 2)对每道程序来说，却延长了计算时间，延长了作业周转 时间。多道程序设计技术提高资源利用率和系统吞吐量 是以牺牲用户的响应时间为代价的。 例如，甲、乙两道程序，独占计算机单道运行时每道花一 个小时，若此时处理器利用率为30％，粗略地说，甲 (或乙)程序执行时所需要的处理器时间为： 1小时×30％＝18分钟 假定按多道程序设计方法运行，处理器的利用率达 50％，提供36分钟的CPU时间，约要运行72分钟。加上 系统开销，若共花80分钟。
操作系统的分类与特点
操作系统的分类与特点操作系统是计算机系统中最基本的软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源，并为应用程序提供一个可靠的运行环境。
根据功能和特点的不同，操作系统可以分为不同的分类。
本文将介绍操作系统的分类以及它们各自的特点。
一、单用户单任务操作系统单用户单任务操作系统是最简单的操作系统，它只能同时运行一个用户程序。
在这个系统中，用户只能执行一项任务并等待执行完成后再进行下一项任务。
这种操作系统主要应用于一些简单的嵌入式系统和一些资源有限的设备上，如个人电脑、手机等。
二、单用户多任务操作系统单用户多任务操作系统是运行在个人计算机和工作站上的操作系统。
它可以同时运行多个用户程序，并提供一种交互方式使用户能够方便地切换和管理多个任务。
这种操作系统可以充分利用计算机硬件资源，提高计算机的利用率，同时提供更好的用户体验。
三、多用户操作系统多用户操作系统是一种可以同时为多个用户提供服务的操作系统。
它可以提供强大的多任务处理和资源管理功能，使得多个用户可以同时访问和使用计算机系统的各种资源。
典型的多用户操作系统包括Unix、Linux、Windows Server等。
四、分时操作系统分时操作系统是一种为多用户提供服务的操作系统，它通过分时技术将计算机时间分配给不同的用户。
每个用户在计算机上都有一个独立的终端，并通过终端与操作系统进行交互。
分时操作系统能够提供良好的用户响应时间，并保证系统资源的公平分配。
五、实时操作系统实时操作系统是一种对时间要求非常高的操作系统。
它需要实时地响应和处理外部系统的事件，并在规定的时间内完成任务。
实时操作系统主要用于需要严格控制时间的应用领域，如工业自动化、航空航天等。
六、网络操作系统网络操作系统是一种基于网络的操作系统，它可以为分布在不同地理位置的计算机提供服务和资源共享。
网络操作系统能够将各个计算机连接在一起，并提供各种网络功能，如文件共享、打印共享、数据传输等。
七、分布式操作系统分布式操作系统是一种运行在分布式计算环境中的操作系统，它将多个计算机连接在一起形成一个统一的系统。
1.2 计算机系统
应用软件
其他系统软件 操作系统
计算机硬件系统
3.计算机的工作原理
指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，完成一种操作。
二. 外部存储器 ① 硬盘
硬盘片
读写磁头
硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的 托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 硬盘容量视具体类型而定
柱面
磁道 扇区
重要概念： 磁道 扇区 柱面
资料:硬盘图解
② 光介质存储器
特点：容量大、成本低廉、便于携带， 保存时间长。 类型：
北桥芯片 CPU插座
内存插槽
AGP插槽
HDMI接口 1394接口 网络接口 USB接口 PCI插槽
1.CPU
(1) CPU主要性能指标
CPU的位数=CPU的字长=CPU中通用寄存器的位数(位宽)
字：在计算机中，作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二
进制数，称为一个“字” 。
字长：组成“字”的二进制数的“位数”，称为“字长”。
FLASH演示： 存储器写操作演示 存储器读操作演示
台式机内存条 笔记本电脑内存条
② 只读存储器 Read only Memory，ROM CPU对它们只可以读，不可以写，断电时信息不会丢失。 ROM中一般存放计算机系统管理程序。 ③ 高速缓冲存储器Cache CPU速度快、内存速度慢，为了协调两者的速度设置Cache Cache一般采用静态随机存取存储器SRAM构成，速度约是 DRAM的10倍。
泛用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。 单板机 各组成部分装配在一块印刷电路板上，常用 于过程控制或作为仪器仪表的控制部件 。 多板机 各组成部分装配在多块印刷电路板上，如台 式机、便携式PC 机。
操作系统的类型
1.4 微机操作系统
随着超大规模集成电路的发展产生了微机，安装在微机上的 操作系统称为微机操作系统。最早出现的微机操作系统，是在8 位微机上的CP/M。后来出现了16位微机，相应地也就出现了16位 微机操作系统。当微机发展到32位时，又出现了32位的微机操作 系统。可见微机操作系统可按微机的字长分成8位、16位和32位 的微机操作系统。但也可以把微机操作系统分为单用户单任务操 作系统、单用户多任务操作系统和多用户多任务操作系统。
分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为 时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用 户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并 不感到有别的用户存在。分时系统具有多路性、交互性、 独占性和及时性的特征。
2021年1月27日星期三
1.3 实时操作系统
实时操作系统的特征是将时间作为关键参数。如果某个运 行必须绝对地在规定的时刻（或规定的时间范围）发生，这是 硬实时系统。除了硬实时系统还有软实时系统，在这种系统中， 偶尔违反截止时间是不希望的，但可以接受，并且不会引起任 何永久性的损害。
2021年1月27日星期三
1.8 嵌入式操作系统
嵌入式系统用来控制设备在计算机中的运行，这种设备不是一般 意义上的计算机，并且不允许用户安装软件。典型的例子有微波炉、 电视机、汽车、DVD刻录机、移动电话以及MP3播放器一类的设备。区 别嵌入式系统与掌上设备的主要特征是不可信的软件不能在嵌入式系 统上运行。用户不能给自己的微波炉下载新的应用程序——所有的软 件都保存在ROM中，这意味着应用程序之间不存在保护，这样系统就 获得到了某种简化。在这个领域中，主要的嵌入式操作系统有QNX和 VxWorks等。
2021年1月27日星期三
操作系统的定义功能与类型课件
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进程与程序的区别是什么？
v程序是静态的，而进程是动态的； v进程是有生命周期的，而程序的存在是永久的； v程序的存放需要介质，进程的执行需要处理机； v进程具有创建其它进程的功能； v一个程序可能同时对应多个进程，一个进程可能包
2.1 操作系统的定义、功能与类型
一、操作系统的发展历程
多
手
早
执
道
通
工 操 作 阶 段
期 批 处 理 阶 段
行 系 统 阶 段
程 序 系 统 阶 段
分 时 系 统
实 时 系 统
用 操 作 系 统
1
二、操作系统的定义
操作系统(Operating System—缩写为 OS)是一种系统软件。它管理计算机系统 的全部软硬件资源和对程序的执行进行 控制，还能使用户方便使用硬件提供的 计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。
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九、死锁
1、什么是死锁 由于系统资源分配不当或进程间相互竞争资源或
资源被某一进程长期独占，从而导致进程无限期等待 资源释放的状态。
2、资源的概念 按照资源的使用性质，可把系统中的资源分成
以下两类：
(1)永久性资源(可再使用资源) (2)临时性资源(消耗性资源) 可再用资源和消耗性资源都可能导致死锁发生。
一、基本概念 1 、进程 (1) 引入进程的目的 为了实现多个程序的并发执行，以改善资 源利用率及提高系统的吞吐量。
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(2)进程的定义 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数
据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源 分配和调度的一个独立单位。
(3)进程的分类 ① 系统进程 ② 用户进程
操作系统有哪些类型
操作系统有哪些类型操作系统有哪些类型导语：如果你知道了现存在的电脑操作系统，那你还了解操作系统分为几个类型吗？以下是小编精心整理的有关电脑操作系统的知识，希望对您有所帮助。
操作系统大致可分为6种类型①简单操作系统。
它是计算机初期所配置的操作系统，如IBM公司的磁盘操作系统DOS/360和微型计算机的操作系统CP/M等。
这类操作系统的功能主要是操作命令的执行，文件服务，支持高级程序设计语言编译程序和控制外部设备等。
②分时系统。
它支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机，彼此独立互不干扰，用户感到好像一台计算机全为他所用。
③实时操作系统。
它是为实时计算机系统配置的操作系统。
其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
此外，实时操作系统应有较强的容错能力。
④网络操作系统。
它是为计算机网络配置的操作系统。
在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。
其主要特点是与网络的硬件相结合来完成网络的通信任务。
⑤分布操作系统。
它是为分布计算系统配置的操作系统。
它在资源管理，通信控制和操作系统的结构等方面都与其他操作系统有较大的.区别。
由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上，操作系统对用户的资源需求不能像一般的操作系统那样等待有资源时直接分配的简单做法而是要在系统的各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。
对于有些资源，如具有多个副本的文件，还必须考虑一致性。
所谓一致性是指若干个用户对同一个文件所同时读出的数据是一致的。
为了保证一致性，操作系统须控制文件的读、写、操作，使得多个用户可同时读一个文件，而任一时刻最多只能有一个用户在修改文件。
分布操作系统的通信功能类似于网络操作系统。
由于分布计算机系统不像网络分布得很广，同时分布操作系统还要支持并行处理，因此它提供的通信机制和网络操作系统提供的有所不同，它要求通信速度高。
分布操作系统的结构也不同于其他操作系统，它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。
12操作系统的类型精品PPT课件
操作系统的形成
• 发展动力 1、不断提高资源利用率的需要；
2、方便用户； 3、器件的不断更新换代；
电子管、... ...; 8位、... ... 4、计算机体系结构的不断发展。
OS、多处理机OS、网络OS
计算机操作系统
• 无操作系统时代
一、人工操作方式(Manual Operating) 1945年~50年代中期，使用纸带、卡片。
第九版
第十版 1989年
2BSD(1978年) 3BSD(1979年) 4.0BSD(1980年)
SVR4(1989年)
4.4BSD(1993年)
SUNSolaris
HP UX
UNIX发展简图 计算机操作系统
MACH2.5
OSF/1(1989年) DEC OSF/1 Digital UNIX Tru64 UNIX
主机
特点（缺点）： 用户独占系统资源 人机串行，CPU等待人工操作
计算机操作系统
二、脱机输入输出方式（Off-Line I/O)
50年代末，发明了晶体管。晶体管计算机
卫星机
主机
优点： 提高CPU利用率 提高了输入输出速度
卫星机
计算机操作系统
三、监督程序（Monitor）
50年代末至60年代初，存储容量大幅度增长，出现了 FORTRAN、COBOL等高级程序设计语言及相应的编译 程序。
(4) 及时性
(5)可靠性
4.实时系统与批处理、分时系统的区别
(1)属“专用系统”，处理程序常驻主存 ； (2)有较强的中断处理机构、分析机构； (3)有较高的精度和可靠性
计算机操作系统
1.3.4 其它操作系统
1. 多处理机操作系统：紧密耦合和松散耦合 2. 网络操作系统：提供网络通信和网络服务的
3 操作系统简介
3 操作系统简介操作系统简介1. 操作系统的定义1.1 定义：操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源，合理组织、调度各类任务，并提供用户接口以便于人们使用计算机的程序集合。
1.2 功能：- 管理和分配内存空间；- 调度处理器并协调进程之间的执行顺序；- 控制输入输出设备等外部设备。
2. 常见操作系统类型2.1 Windows系列：- Windows XP/7/8/10: 微软公司开发，广泛应用于个人电脑领域。
- Windows Server: 面向服务器环境而设计，在企业级网络中被广泛采用。
2.2 Linux系列:包括众多不同版本如Ubuntu, CentOS, Debian等。
Linux具有高可定制性及稳定性，并且在服务器端得到了大量应用。
3 Unix-like(类Unix) 系统:类Unix指那些模仿或者兼容AT&T Bell Labs 的UNIX特征和APIs但又非正式地称为"UNIX"或“unix”的商标产品（比如SunOS 和Solaris）.注释：以上仅为常见操作系统类型示例，请根据实际情况进行补充说明其他特殊型号。
3. 操作系统的特点3.1 并发性：操作系统可以同时运行多个程序，通过时间片轮转等方式实现。
3.2 共享性：多个用户或者进程共同使用计算机资源，并保证安全可靠地访问这些资源。
3.3 虚拟性：将物理上的一台计算机分成若干逻辑上相互独立、完整且与硬件无关的虚拟环境，让每一个用户都觉得有自己专用于他（她）们所需求和期望而设计制造出来那样一种高效率大型主机在为其服务；注释: 还有其他特征如异步处理,持久化等，请根据需要进行补充说明。
4. 操作系统功能模块- 进程管理：管理创建、调度和终止进程，提供并发执行能力以及对各类任务之间合作与通信支持。
- 内存管理：分配内存空间给不同应用程序/进程，并监控内存状态以防止溢出错误。
- 文件系统:提供文件组织结构，在外部设备中保存数据并按需检索；负责文件权限控制、目录结构等工作.注释:还包含诸如输入输出子系统、网络通信子系统等其他功能模块，请根据需要进行补充说明。
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早期批处理系统中的监督程序工作流程： 1.判断输入设备上是否有待输入作业 判断输入设备上是否有待输入作业, 1.判断输入设备上是否有待输入作业,没有 则停止； 则停止； 2.从设备上输入一个作业 从设备上输入一个作业； 2.从设备上输入一个作业； 3.控制作业运行 控制作业运行： 3.控制作业运行：
计算机操作系统
系统采用了分时技术。 实现思想: 系统采用了分时技术。 时间进行分割成一定大小的时间段 进行分割成一定大小的时间段， 把CPU 时间进行分割成一定大小的时间段，称 时间片； 时间片； 每个终端用户每次可以使用一个由时间片规定 CPU时间 时间； 的CPU时间； 如果某个用户在规定的一个时间片内还没有完 成它的全部工作，亦需把CPU让给其他用户 让给其他用户。 成它的全部工作，亦需把CPU让给其他用户。
1.2 操作系统的基本类型
操作系统的形成
• 发展动力 1、不断提高资源利用率的需要； 、不断提高资源利用率的需要；
2、方便用户； 2、方便用户； 3、器件的不断更新换代； 、器件的不断更新换代； 电子管、 8位、... ... 电子管、... ...; 位 4、计算机体系结构的不断发展。 、计算机体系结构的不断发展。 单处理机OS、多处理机OS、网络OS 单处理机 、多处理机 、网络
t
计算机操作系统
多道批处理系统的优缺点
优点： 优点： (1)提高 提高CPU的利用率 提高 的利用率 (2)提高内存和 提高内存和I/O设备的利用率 提高内存和 设备的利用率 (3)提高系统的吞吐量 单位时间内完成作业执行的数量 提高系统的吞吐量(单位时间内完成作业执行的数量 提高系统的吞吐量 单位时间内完成作业执行的数量) 缺点： 缺点：（1）平均周转时间长； ）平均周转时间长； 周转时间： 周转时间： 作业从进入系统到结束并退出系统所经历 的时间。 的时间。 （2）无交互能力。 ）无交互能力。
二、脱机输入输出方式（Off-Line 脱机输入输出方式（ I/O)
50年代末，发明了晶体管。晶体管计算机 年代末，发明了晶体管。 年代末
卫星机
主机
卫星机
优点： 优点： 提高CPU利用率 利用率 提高 提高了输入输出速度
计算机操作系统
三、监督程序（Monitor） 监督程序（ ）
50年代末至 年代初，存储容量大幅度增长，出现了 年代末至60年代初 存储容量大幅度增长， 年代末至 年代初， FORTRAN、COBOL等高级程序设计语言及相应的编译 、 等高级程序设计语言及相应的编译 程序。 程序。 监督程序： 监督程序：能对计算机硬件和软件进行管理与调度的软 美国IBM360系列计算机配置了监督程序。 系列计算机配置了监督程序。 件。美国 系列计算机配置了监督程序 作业：用户的一次上机行为，也称任务。 作业：用户的一次上机行为，也称任务。 作业步：作业的一部分。 作业步：作业的一部分。 作业控制语言：用于说明作业如何执行的语言。 作业控制语言：用于说明作业如何执行的语言。 作业控制说明书：用作业控制语言编写的作业执行程序。 作业控制说明书：用作业控制语言编写的作业执行程序。 作业控制程序：在控制某道作业运行时，解释执行作业 作业控制程序：在控制某道作业运行时， 说明书中的语句，实现对作业的控制。 说明书中的语句，实现对作业的控制。
计算机操作系统
3.实现分时系统须解决两个问题： 实现分时系统须解决两个问题：
及时接收： ( 1 ) 及时接收 ： 能及时地接收来自终端用户 的命令。 的命令。 (2)及时响应 响应时间要短。 及时响应: (2)及时响应:响应时间要短。 响应时间： 响应时间：指从用户输入命令后到系统将处 理结果提交给用户（ 理结果提交给用户（如在屏幕上 显示结果） 显示结果）所经历的时间 。
计算机操作系统
• 无操作系统时代
一、人工操作方式(Manual Operating) 人工操作方式 1945年~50年代中期，使用纸带、卡片。 年 年代中期， 年代中期 使用纸带、卡片。
主机
特点（缺点）： 特点（缺点）： 用户独占系统资源 人机串行， 人机串行，CPU等待人工操作 等待人工操作
计算机操作系统
计算机操作系统
典型的卡片作业举例： 典型的卡片作业举例：
程序处理 数据 $RUN $LOAD
$END
FORTRAN 程 序语句
$FORTRAN JOB,JOBNAME=… $JOB,JOBNAME=
计算机操作系统
普通指令：用户程序都可包含的指令。 普通指令：用户程序都可包含的指令。 特权指令：只有监督程序才可包含的指令。 特权指令：只有监督程序才可包含的指令。 方式/态：指处理机能执行什么类型指令的状态。有两 方式/ 指处理机能执行什么类型指令的状态。 种执行方式：特权方式和普通方式。 种执行方式：特权方式和普通方式。 系统调用（广义指令）：由监督程序提供给用户调用的 系统调用（广义指令）：由监督程序提供给用户调用的 ）： 系统功能。借助中断机制来实现。 系统功能。借助中断机制来实现。 系统调用的优点： 系统调用的优点： • 提供新界面，呈现的是一台功能强的处理机； 提供新界面，呈现的是一台功能强的处理机； • 系统更加安全。 系统更加安全。 系统空间：监督程序所占内存(0-K)。 系统空间：监督程序所占内存(0-K)。 (0 用户空间：供用户程序使用的内存(K+1 N)。 (K+1用户空间：供用户程序使用的内存(K+1-N)。 存储保护：界地址寄存器存放分界地址。 存储保护：界地址寄存器存放分界地址。
计算机操作系统
4.分时系统中影响响应时间的因素
响应时间=N*q+系统开销时间 系统开销时间 响应时间 (1)时间片 时间片q 时间片 (2)用户数 用户数N 用户数 (3)系统开销： 单道：对换；多道：进程调度/对换 系统开销： 单道：对换；多道：进程调度 对换 系统开销 5.分时系统的特征 5.分时系统的特征 ；（2）共享性； （1）并发性；（ ）共享性； ）并发性；（ ；（4） （3）交互性；（ ）独占性 ）交互性；（ 6. 交互式系统：操作系统提供终端命令语言及命 交互式系统： 令解释程序。用户通过终端命令指导作业运行， 令解释程序。用户通过终端命令指导作业运行， 实现与系统的交互。 实现与系统的交互。
用户作业1 用户作业 CPU 内存 用户作业n 用户作业 用户作业2 用户作业 用户1 用户 用户2 用户 用户n 用户
计算机操作系统
终 端
主机
计算机操作系统
2. 实现方法
(1) 简单分时系统 内存中只允许一道作业运行，系统采用调入-调 内存中只允许一道作业运行，系统采用调入 调 出的方式来实现， 开销大 系统性能差。 开销大， 出的方式来实现，I/O开销大，系统性能差。 (2) 具有前后台的分时系统 内存分为“前台区” 后台区” 内存分为“前台区”和“后台区”，前台存放 分时作业；后台存放批处理作业。仅当前台无作业 分时作业；后台存放批处理作业。 处理时，才运行后台作业。 处理时，才运行后台作业。 (3) 多道分时系统 多道程序在内存中同时执行；目前多采用。 多道程序在内存中同时执行；目前多采用。
计算机操作系统
1.2.1 多道批处理系统
背景：60年代中，前提：中断技术、通道的出现 年代中， 背景： 年代中 前提：中断技术、 通道：专门用于负责输入输出的硬件装置(简单的 通道：专门用于负责输入输出的硬件装置 简单的 输入输出处理机， 输入输出处理机，IOP)。 。 多道程序设计：内存中存放多道作业、同时运行、 多道程序设计：内存中存放多道作业、同时运行、 共享资源。 共享资源。 多道批处理系统）思想： （多道批处理系统）思想：用户提交的作业先在 外存排成一个队列（后备队列）， ），由作业调度程 外存排成一个队列（后备队列），由作业调度程 序按照一定的策略从中选择若干作业调入内存， 序按照一定的策略从中选择若干作业调入内存， 共享系统中的各种资源。 共享系统中的各种资源。
计算机操作系统
监督程序工作的特点： 监督程序工作的特点：
单道性 ； 顺序性； 顺序性； 自动性
监督程序的优点：减少了人工干预，减少了准 监督程序的优点：减少了人工干预， 备时间，提高了CPU的利用率。 的利用率。 备时间，提高了 的利用率 监督程序的缺点： 监督程序的缺点：
当输入输出时， 空闲； 当输入输出时，CPU空闲； 空闲 CPU与I/O设备之间串行工作；不能交互式工作 与 设备之间串行工作； 设备之间串行工作
多道批处理系统的特征： 多道批处理系统的特征：
并发； 并发；共享
计算机操作系统
多道批处理系统需解决的问题
(1)处理机分配、回收； 处理机分配、回收； 处理机分配 (2)存储保护机制； 存储保护机制； 存储保护机制 (3)合理的 设备分配机制； 合理的I/O设备分配机制 合理的 设备分配机制； (4)作业管理：根据具体情况，选择合理的作业调 作业管理：根据具体情况， 作业管理 度算法； 度算法； 短作业优先、 型与 型与CPU型搭配、... ... 型搭配、 短作业优先、I/O型与 型搭配 (5)完善的文件管理功能，提供有效、快速的信 完善的文件管理功能，提供有效、 完善的文件管理功能 息检索、存储机制； 息检索、存储机制； (6)系统安全保护机制：设置管态 目态； 系统安全保护机制：设置管态/目态 目态； 特权指令/非特权指令 特权指令 非特权指令
计算机操作系统
作业状态转换示意图
进程调度 作业调度 CPU P1 P2 P3 完成 状态
提交 状态
后备 状态
I/O
运行
外存盘交 换区
外 存 就 绪
计算机操作系统
外 存 阻 塞
单道/ 单道/多道程序运行示意图
用户程序 监督程序 I/O操作 操作
t
作业A 作业B 监督程序 磁带I/O 磁带 磁盘I/O 磁盘
a.取作业说明书中一条语句,解析执行,如果是“ a.取作业说明书中一条语句,解析执行,如果是“作业终 取作业说明书中一条语句 语句,则删除该作业, 止”语句,则删除该作业,转1； b.如果是一条执行性语句 如果是一条执行性语句, b.如果是一条执行性语句,则在主存中建立相应程序运 行环境,传递好参数,转去执行该程序(变到用户态运行)； 行环境,传递好参数,转去执行该程序(变到用户态运行) c.在用户态程序运行过程中 如发生中断事件( 在用户态程序运行过程中, c.在用户态程序运行过程中,如发生中断事件(如系统调 定时器中断),立即转监督程序, ),立即转监督程序 用/定时器中断),立即转监督程序,待中断事件处理结束 用户态程序继续执行。 后,用户态程序继续执行。 d.用户态程序结束后 用户态程序结束后, 取下一作业控制语句。 d.用户态程序结束后,转a取下一作业控制语句。