从操作系统的发展历史上看，分时操作系统出现在批处理操作系统之后，它是为了弥补批处理方式，不能向用户提供交互式快速服务的缺点而发展起来的。
基本工作方式
在分时系统中，一台计算机主机连接了若干个终端，每个终端可由一个用户使用，用户通过终端交互式的向系统提出秘密请求，系统接受用户的命令之后，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上，向用户显示结果，用户根据系统送回的处理结果发出下一道交互命令。
设计思想
分时操作系统将处理器的运行时间划分成若干个小片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。由于每个时间片极短，而计算机处理速度远比人的反应速度快得多，所以尽管所有的用户在轮流使用一个处理器，但这些时间片轮回的速度远远比用户敲击键盘的速度快，通常处理器总在一个极短的时间片内，先于人的反应而处理完毕了用户发出的交互请求，并在终端屏幕上发出了相应的回应，所以每个用户并感不到，有别的用户又存在而影响了他对计算机的使用效率，用户似乎感觉不到系统是被她独占的。
特点
总体上看，分时操作系统具有多路性，交互性，“独占”性和及时性的特点。 “多路性”是指有多个用户在同时使用一台计算机，从宏观上看是多个人同时使用一个处理器，从微观上看，是多个人在不同时刻轮流使用一个处理器。 “交互性”是指用户根据系统响应的结果提出下一个请求，用户直接干预操作每一步的进行。 “独占性”是指每一个用户感觉不到计算机为其他人服务，就好像整个系统为他个人所独占一样。 “及时性”是指系统能够对用户提出的请求，及时给予响应。 分时操作系统追求的目标是及时响应用户输入的交互命令，用来衡量系统及时响应的指标是响应时间，即系统对一个输入的反应时间，在一个交互系统中，通常把用户从终端发出命令到系统给予回答所经历的时间定义为响应事件，显然响应时间越短越好。 一般应用操作系统结合了分时系统与批处理系统两种系统的特点。典型的通用操作系统是Unix操作系统。在通用操作系统中，对于分时与批处理的处理原则是，分时优先批处理在后。 在通用操作系统中，一般把系统的分时与批处理运行状态称为前台和后台，把处理终端用户的交互式的，比较小的，但需要及时处理的作业及分时作业称为前台作业；而把那些需要运行时间较长，要调用其它外部设备的，比较大型的，但无需终端用户干预的，且不需要立即处理的作业，既可以批量处理的作业称为后台作业。换句话说，在系统的前台响应需要频繁交互的作业，如大量终端的处理请求，而后台的处理处理对时间性要求不强的作业。
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