操作系统课件：分时系统特征与响应时间优化

"分时系统的特征-操作系统课件" 分时系统是一种计算机操作系统设计模式，其核心特性包括多路性、独立性、及时性和交互性。这种系统允许多个用户同时通过各自的终端设备使用同一台计算机，使得计算资源得以高效共享。 1. 多路性：在分时系统中，多个用户可以并发地使用计算机，虽然从微观上看，CPU是在不同用户之间快速切换执行，但在宏观上，每个用户都会感觉自己拥有单独使用计算机的时间，从而提高了资源的利用率。 2. 独立性：用户在使用分时系统时，并不会意识到计算机正在为其他用户提供服务。每个用户都拥有自己的工作空间，仿佛整个系统都是为其个人服务的，增强了用户体验。 3. 及时性：分时系统能够迅速响应用户的请求，确保用户在短时间内得到反馈，提高了工作效率。响应时间Ti由三个部分组成：N（系统中等待服务的进程数量）乘以Q（平均进程周转时间），加上操作系统内部开销To.s，以及等待I/O操作完成的时间Twap。 4. 交互性：用户可以直接干预计算机的操作过程，根据系统响应的结果进行下一步操作。这种交互性使得用户可以实时地查看和调整任务状态，增强了用户对计算过程的控制。 为了改善响应时间和提高系统性能，有几种策略可以采用： - 采用重入码：通过优化代码设计，减少信息交换，降低由于数据保护而引起的上下文切换，从而减少CPU的等待时间。 - 虚拟存储技术：通过使用虚拟内存，用户可以访问超过实际物理内存大小的地址空间。这减少了物理内存的对换，因为不是所有的程序段都需要一直驻留在内存中，只有在需要时才会被调入，从而提高了系统效率。 此外，课件还介绍了操作系统的一些基本概念和发展历程。操作系统是计算机系统中的关键组成部分，它的目标包括提供方便性、有效性、可扩展性和开放性。操作系统通过用户接口（如命令行、菜单和图形用户界面）提供用户与计算机的交互，并通过系统调用（API）为应用程序提供服务。操作系统的主要职责包括处理机管理、存储器管理、I/O设备管理和文件管理，它扮演着资源管理者和虚拟机的角色，使得计算机系统变得更加用户友好且高效。早期的计算机系统经历了从无操作系统到单道批处理系统的发展，逐渐解决了人机矛盾和资源利用率问题，而分时系统则进一步提升了多用户交互和资源分享的能力。