Rodzaje systemów operacyjnych

Systemy operacyjne istnieją od pierwszej generacji komputerów i ewoluują z czasem. W tym rozdziale omówimy kilka ważnych typów systemów operacyjnych, które są najczęściej używane.

System operacyjny wsadowy

Użytkownicy wsadowego systemu operacyjnego nie współdziałają bezpośrednio z komputerem. Każdy użytkownik przygotowuje swoją pracę na urządzeniu offline, takim jak karty perforowane, i przesyła ją do operatora komputera. Aby przyspieszyć przetwarzanie, zadania o podobnych potrzebach są grupowane i uruchamiane jako grupa. Programiści zostawiają swoje programy operatorowi, a operator sortuje programy o podobnych wymaganiach w partie.

Problemy z systemami wsadowymi są następujące -

Brak interakcji między użytkownikiem a pracą.
Procesor jest często bezczynny, ponieważ prędkość mechanicznych urządzeń we / wy jest mniejsza niż procesora.
Trudno jest zapewnić pożądany priorytet.

Systemy operacyjne z podziałem czasu

Współdzielenie czasu to technika, która umożliwia wielu osobom znajdującym się na różnych terminalach jednoczesne korzystanie z określonego systemu komputerowego. Dzielenie czasu lub wielozadaniowość to logiczne rozszerzenie wieloprogramowania. Czas procesora, który jest współdzielony przez wielu użytkowników jednocześnie, nazywany jest współdzieleniem czasu.

Główna różnica między wieloprogramowymi systemami wsadowymi a systemami z podziałem czasu polega na tym, że w przypadku wieloprogramowych systemów wsadowych celem jest maksymalizacja wykorzystania procesora, podczas gdy w systemach z podziałem czasu celem jest zminimalizowanie czasu reakcji.

Procesor wykonuje wiele zadań, przełączając się między nimi, ale przełączniki występują tak często. W ten sposób użytkownik może otrzymać natychmiastową odpowiedź. Na przykład podczas przetwarzania transakcji procesor wykonuje każdy program użytkownika w krótkiej serii lub ilości obliczeń. To znaczy, jeślinUżytkownicy są obecni, wtedy każdy użytkownik może uzyskać kwant czasu. Gdy użytkownik przesyła polecenie, czas odpowiedzi wynosi najwyżej kilka sekund.

System operacyjny wykorzystuje planowanie procesora i wieloprogramowanie, aby zapewnić każdemu użytkownikowi niewielką część czasu. Systemy komputerowe, które zostały zaprojektowane głównie jako systemy wsadowe, zostały zmodyfikowane do systemów z podziałem czasu.

Zalety systemów operacyjnych z podziałem czasu są następujące:

Zapewnia szybką reakcję.
Pozwala uniknąć powielania oprogramowania.
Zmniejsza czas bezczynności procesora.

Wady systemów operacyjnych z podziałem czasu są następujące -

Problem niezawodności.
Kwestia bezpieczeństwa i integralności programów i danych użytkownika.
Problem transmisji danych.

Rozproszony system operacyjny

Systemy rozproszone wykorzystują wiele procesorów centralnych do obsługi wielu aplikacji czasu rzeczywistego i wielu użytkowników. Zadania przetwarzania danych są odpowiednio rozdzielane między procesory.

Procesory komunikują się ze sobą za pośrednictwem różnych linii komunikacyjnych (takich jak szybkie magistrale lub linie telefoniczne). Są one określane jakoloosely coupled systemslub systemy rozproszone. Procesory w systemie rozproszonym mogą różnić się rozmiarem i funkcją. Te procesory są nazywane lokacjami, węzłami, komputerami i tak dalej.

Zalety systemów rozproszonych są następujące -

Dzięki funkcji współdzielenia zasobów użytkownik w jednej witrynie może mieć możliwość korzystania z zasobów dostępnych w innej.
Przyspiesz wymianę danych między sobą za pośrednictwem poczty elektronicznej.
Jeśli jedna witryna ulegnie awarii w systemie rozproszonym, pozostałe mogą nadal działać.
Lepsza obsługa klientów.
Zmniejszenie obciążenia komputera hosta.
Redukcja opóźnień w przetwarzaniu danych.

Sieciowy system operacyjny

Sieciowy system operacyjny działa na serwerze i zapewnia serwerowi możliwość zarządzania danymi, użytkownikami, grupami, zabezpieczeniami, aplikacjami i innymi funkcjami sieciowymi. Głównym celem sieciowego systemu operacyjnego jest umożliwienie udostępniania plików i drukarek wielu komputerom w sieci, zazwyczaj w sieci lokalnej (LAN), sieci prywatnej lub w innych sieciach.

Przykłady sieciowych systemów operacyjnych obejmują Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare i BSD.

Zalety sieciowych systemów operacyjnych są następujące -

Scentralizowane serwery są bardzo stabilne.
Bezpieczeństwo jest zarządzane przez serwer.
Uaktualnienia do nowych technologii i sprzętu można łatwo zintegrować z systemem.
Zdalny dostęp do serwerów jest możliwy z różnych lokalizacji i typów systemów.

Wady sieciowych systemów operacyjnych są następujące -

Wysoki koszt zakupu i eksploatacji serwera.
Zależność od centralnej lokalizacji dla większości operacji.
Wymagana jest regularna konserwacja i aktualizacje.

System operacyjny czasu rzeczywistego

System czasu rzeczywistego definiuje się jako system przetwarzania danych, w którym przedział czasu wymagany do przetwarzania i reagowania na dane wejściowe jest tak mały, że kontroluje środowisko. Czas, w jakim system reaguje na dane wejściowe i wyświetla wymagane zaktualizowane informacje, jest określany jakoresponse time. Zatem w tej metodzie czas odpowiedzi jest znacznie krótszy w porównaniu z przetwarzaniem online.

Systemy czasu rzeczywistego są wykorzystywane, gdy istnieją sztywne wymagania czasowe dotyczące działania procesora lub przepływu danych, a systemy czasu rzeczywistego mogą służyć jako urządzenie sterujące w dedykowanej aplikacji. System operacyjny czasu rzeczywistego musi mieć dobrze zdefiniowane, stałe ograniczenia czasowe, w przeciwnym razie system ulegnie awarii. Na przykład eksperymenty naukowe, medyczne systemy obrazowania, przemysłowe systemy sterowania, systemy uzbrojenia, roboty, systemy kontroli ruchu lotniczego itp.

Istnieją dwa rodzaje systemów operacyjnych czasu rzeczywistego.

Twarde systemy czasu rzeczywistego

Twarde systemy czasu rzeczywistego gwarantują terminowe wykonanie krytycznych zadań. W twardych systemach czasu rzeczywistego dodatkowa pamięć jest ograniczona lub jej brakuje, a dane są przechowywane w pamięci ROM. W tych systemach prawie nigdy nie można znaleźć pamięci wirtualnej.

Miękkie systemy czasu rzeczywistego

Miękkie systemy czasu rzeczywistego są mniej restrykcyjne. Krytyczne zadanie w czasie rzeczywistym ma pierwszeństwo przed innymi zadaniami i zachowuje priorytet, dopóki nie zostanie ukończone. Miękkie systemy czasu rzeczywistego mają ograniczoną użyteczność niż twarde systemy czasu rzeczywistego. Na przykład multimedia, rzeczywistość wirtualna, zaawansowane projekty naukowe, takie jak eksploracja podmorska i łaziki planetarne itp.