操作系统原理：批处理与分时系统对比分析

"操作系统原理作业包含了对操作系统基本概念和特性的探讨，主要涉及批处理系统、分时系统、多道程序设计技术以及操作系统的主要特性。作业中还提到了工作情况的分析，处理机的状态，中断机制及其意义，以及操作系统虚拟机的概念。" 在批处理系统中，作业批量提交，用户不直接参与，系统主要特点是作业的成批处理、并发执行以及缺乏交互性。相反，分时系统允许多个用户通过终端同时交互使用计算机，系统响应快速，主要得益于时间片轮转的调度策略，确保了用户请求的及时处理。 多道程序设计技术是将多个作业同时放入内存，它们交替执行，资源共享。这种技术使得宏观上看似多个程序并行运行，实际上微观上是分时执行，即在CPU的控制下快速切换，形成了并行的效果。多道程序运行的主要特征包括内存中多道程序的共存、宏观上的并行性和微观上的串行性。 操作系统的特性主要包括并发性、共享性、异步性和虚拟性。并发性使得多个任务可以同时进行，共享性允许资源被多个进程共享，异步性反映了程序执行的非顺序性，而虚拟性则是通过系统提供的服务，让用户感觉拥有专享资源，实际上可能是共享的硬件或软件资源。 在作业中提到的工作情况分析，涉及CPU的空闲等待和程序的I/O操作。CPU在100ms到150ms间无工作可做，可能是因为A和B程序都在进行I/O操作，此时CPU可以转向其他任务。程序A没有等待现象，而B在特定时间范围内有等待，这可能是因为I/O请求或资源竞争导致。 处理机的态分为管态（或核心态）和用户态，这是为了保护操作系统不被用户程序随意修改，确保系统安全。管态下，程序可以执行更高级的操作，如硬件控制和资源分配；用户态则限制了程序的权限，防止错误操作破坏系统。 中断是系统响应外部或内部事件的方式，中断机制允许系统及时响应并处理这些事件，比如设备输入、错误检测等，提高了系统的效率和反应能力。操作系统虚拟机是在裸机上构建的操作系统环境，为用户提供了一个隔离的、独立的运行环境，使得多个应用程序可以在同一硬件上独立运行，互不影响。 这些知识点构成了操作系统理论的基础，对于理解和设计操作系统至关重要。