操作系统原理：联机批处理与作业流程

"这篇资料主要讨论了操作系统的概念，特别是批处理方式的一种——联机批处理。联机批处理是早期计算机系统中处理用户作业的一种方法，用户通过纸带或卡片提交作业，操作员将这些作业合成批处理，然后由系统进行处理。在这个过程中，存在输入输出效率低下的问题，因为CPU在等待输入输出操作完成时会被闲置。" 操作系统是计算机系统的核心，它负责管理硬件和软件资源，扩展计算机功能，并为用户提供服务。在操作系统中，批处理是一种处理大量作业的方式，尤其在早期计算机时代，由于输入输出设备的速度较慢，批处理能有效地利用计算资源。 联机批处理的工作流程如下： 1. 用户通过物理介质如纸带或卡片提交他们的作业给系统。 2. 操作员将这些单独的作业合成一个批处理作业，通常将结果保存在磁带上。 3. 系统读取这个批处理作业，对其中的每个作业执行相同的处理步骤，包括读取用户程序，进行编译和链接，生成可执行代码。 4. CPU执行这些可执行程序，并将结果输出。 然而，联机批处理的一个主要问题是输入输出(I/O)的效率。在等待数据输入或输出时，强大的CPU可能会被闲置，因为I/O设备的速度远低于CPU的运算速度。这导致了计算资源的浪费，也是后来操作系统发展改进的一个关键领域。 在操作系统设计与实现中，会涉及更多核心概念，如进程、内存管理和文件系统等。例如： - 进程：是操作系统中执行的程序实例，具有独立的资源和状态。 - 输入/输出：操作系统负责管理设备的I/O操作，包括缓冲技术、I/O控制策略等，以提高系统效率。 - 内存管理：涉及到如何分配、回收和保护内存，防止数据冲突和内存泄漏。 - 文件系统：是组织和存储数据的层次结构，提供访问和检索文件的方法。 此外，操作系统通过系统调用接口提供服务，允许应用程序请求操作系统的服务，如创建进程、读写文件等。系统调用是用户程序与操作系统内核交互的唯一方式。内核是操作系统的核心部分，运行在最高权限模式下，负责执行系统调用并管理所有硬件资源。 在学习操作系统时，通常需要具备C/C++编程语言基础、数据结构和基本的计算机架构知识。推荐的教材包括《操作系统：设计与实现》、《高级UNIX编程》以及《UNIX环境高级编程》，这些书籍提供了深入理解操作系统工作原理的宝贵资源。