批处理系统演进：从手工操作到脱机I/O与单道批处理的优化

批处理系统总结概述了早期计算机操作系统的演变和发展，以适应硬件更新、体系结构变化和提高资源利用率的需求。在1945年至1955年电子管时代的计算机，由于运算速度慢、规模有限和缺乏操作系统，用户必须通过手工操作机器语言编写程序，这导致有效机时严重浪费和效率低下。为解决这个问题，出现了脱机输入输出技术，通过外围设备管理输入输出，显著减少了CPU的空闲时间并提高了I/O速度。 在批处理系统中，主要使用的编程语言是汇编语言和FORTRAN语言，以磁带作为主要的输入输出媒介。这种系统中，程序员、操作员和维护员之间的角色开始明确划分，反映出系统朝着更专业化的方向发展。然而，批处理系统的不足也很明显，如I/O速度仍然较慢，限制了系统的交互能力，用户只能通过作业说明书来提交任务，无法实时监控或修改。 随着微电子技术的发展，操作系统经历了从8位到64位的飞跃，计算机体系结构也从单处理机扩展到多处理机和分布式系统，包括网络操作系统。这些变化是为了提高系统资源的利用率，让多个用户能共享资源，同时满足交互性和图形用户界面的需求，如分时操作系统和GUI界面的引入，极大地改善了用户体验。 对于实时性应用和新功能的需求，催生了嵌入式操作系统和操作系统升级。例如，嵌入式操作系统针对特定设备设计，提供实时响应，而现有操作系统的升级则反映了用户需求的动态变化。 批处理系统的出现是操作系统发展的重要里程碑，它在提高CPU使用率和I/O效率方面取得了显著进步，但同时也暴露了与硬件速度不匹配和缺乏交互性的局限。后续的操作系统迭代正是为了克服这些问题，以更好地服务于用户和适应技术的进步。