手工操作阶段

在手工操作阶段用户是独占全机的，输入/输出的速度非常慢，计算机处理的速度却很快，因此人机速度矛盾导致资源的利用率较低。

批处理阶段

其引入了脱机输入/输出系统（用磁带完成），并监督程序负责控制作业的输入/输出。

其主要优点是缓解了一定程度上的人机速度矛盾，因此资源利用率有所提升。但缺点是内存中仅有一道程序能运行，只有该程序运行结束后才能调入下一道程序，CPU有大量时间是在空闲等待I/O完成，因此资源利用率依然很低。

其主要优点是多道程序并发执行，共享计算机资源，资源利用率大幅提升，系统的吞吐量也增大。但其缺点是用户的响应时间长，且没有人机交互功能。（用户提交作业只能等待计算机处理完成，而中间不能控制自己的作业执行）。同时输入设备、输出设备和CPU可以并行运行。

计算机以时间片为单位轮流为每个用户/作业服务，各个用户可以通过终端与计算机进行交互。其主要优点是用户的请求可以被及时响应，解决人机交互的问题，，但缺点是不能优先处理一些紧急任务，因为操作系统对每个用户/作业都是公平的，不区分任务的紧急性。

其主要优点是能够优先响应一些紧急任务，某些紧急任务不需时间片排队。
在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且要在严格的时限内处理完事件。
实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性。

此外还有网络操作系统、分布式操作系统、个人计算机操作系统等，在这里就不作讲解。

指令的概念：指CPU能识别、执行的最基本命令。

指令同时又分为特权指令和非特权指令，而特权指令不允许用户程序使用。

两种处理器的状态：用户态（目态）和核心态（管态），用户态CPU只能执行非特权指令，而核心态则两种指令都可以执行

两种程序：内核程序和应用程序：操作系统的内核程序是系统的管理者,既可以执行特权指令，也可以执行非特权指令，运行在核心态。而为了保证系统能安全运行，普通应用程序只能执行非特权指令，运行在用户态。

内核是计算机上配置的底层软件，是操作系统最基本、最核心的部分。实现操作系统内核功能的那些程序就是内核程序。

主要分为大内核和微内核。大内核将主要功能模块都作为系统内核，运行在核心太，其性能较高，而微内核只把最基本的功能保留在内核，其便于维护，结构清晰。

其实操作系统的体系结构问题与企业的管理问题很相似，内核就是企业的管理层，负责一些重要的工作，只有管理层才能执行特权指令，普通员工只能执行非特权指令。用户态、核心态之间的切换相当于普通员工和管理层之间的工作交接。

大内核：企业初创时体量不大，管理层的人会负责大部分的事情。优点是效率高，缺点是组织结构混乱，难以维护。

微内核：随着企业体量越来越大，管理层只负责最核心的一些工作。优点是组织结构清晰，方便维护;缺点是效率低。

今天我们主要对操作系统的发展、分类、运行机制和体系结构进行了了解，同时也体会到了操作系统在运行时各部分的工作优缺点，这对于之后的学习也会有很大帮助。下次我们将进行中断和异常的讲解，我们下一篇文章见！