Sistema operacional - Propriedades

Processamento em lote

O processamento em lote é uma técnica na qual um sistema operacional coleta os programas e dados juntos em um lote antes do início do processamento. Um sistema operacional realiza as seguintes atividades relacionadas ao processamento em lote -

O SO define um trabalho que possui uma sequência predefinida de comandos, programas e dados como uma única unidade.
O sistema operacional mantém vários trabalhos na memória e os executa sem nenhuma informação manual.
Os trabalhos são processados na ordem de envio, ou seja, na ordem de chegada.
Quando um trabalho conclui sua execução, sua memória é liberada e a saída do trabalho é copiada em um spool de saída para impressão ou processamento posterior.

Vantagens

O processamento em lote leva muito do trabalho do operador para o computador.
Desempenho aprimorado quando um novo trabalho é iniciado assim que o trabalho anterior é concluído, sem qualquer intervenção manual.

Desvantagens

Difícil de depurar o programa.
Um trabalho pode entrar em um loop infinito.
Devido à falta de esquema de proteção, um trabalho em lote pode afetar os trabalhos pendentes.

Multitarefa

Multitarefa é quando vários trabalhos são executados pela CPU simultaneamente, alternando entre eles. As trocas ocorrem com tanta frequência que os usuários podem interagir com cada programa enquanto ele está sendo executado. Um sistema operacional realiza as seguintes atividades relacionadas à multitarefa -

O usuário dá instruções ao sistema operacional ou a um programa diretamente e recebe uma resposta imediata.
O SO lida com multitarefa da maneira que pode lidar com várias operações / executar vários programas ao mesmo tempo.
Os sistemas operacionais multitarefa também são conhecidos como sistemas de compartilhamento de tempo.
Esses sistemas operacionais foram desenvolvidos para fornecer o uso interativo de um sistema de computador a um custo razoável.
Um sistema operacional de tempo compartilhado usa o conceito de escalonamento e multiprogramação de CPU para fornecer a cada usuário uma pequena parte de uma CPU de tempo compartilhado.
Cada usuário tem pelo menos um programa separado na memória.

Um programa que é carregado na memória e está em execução é comumente referido como process.
Quando um processo é executado, ele normalmente executa apenas por um curto período de tempo antes de terminar ou precisar realizar E / S.
Como o I / O interativo normalmente funciona em velocidades mais lentas, pode levar muito tempo para ser concluído. Durante esse tempo, uma CPU pode ser utilizada por outro processo.
O sistema operacional permite que os usuários compartilhem o computador simultaneamente. Como cada ação ou comando em um sistema de tempo compartilhado tende a ser curto, apenas um pouco de tempo de CPU é necessário para cada usuário.
Como o sistema alterna rapidamente a CPU de um usuário / programa para o próximo, cada usuário tem a impressão de que possui sua própria CPU, enquanto na verdade uma CPU está sendo compartilhada entre vários usuários.

Multiprogramação

Compartilhar o processador, quando dois ou mais programas residem na memória ao mesmo tempo, é referido como multiprogramming. A multiprogramação pressupõe um único processador compartilhado. A multiprogramação aumenta a utilização da CPU, organizando as tarefas de forma que a CPU sempre tenha uma para executar.

A figura a seguir mostra o layout da memória para um sistema de multiprogramação.

Um sistema operacional executa as seguintes atividades relacionadas à multiprogramação.

O sistema operacional mantém vários trabalhos na memória ao mesmo tempo.
Este conjunto de trabalhos é um subconjunto dos trabalhos mantidos no pool de trabalhos.
O sistema operacional seleciona e começa a executar uma das tarefas na memória.
Os sistemas operacionais de multiprogramação monitoram o estado de todos os programas ativos e recursos do sistema usando programas de gerenciamento de memória para garantir que a CPU nunca fique ociosa, a menos que não haja trabalhos para processar.

Vantagens

Utilização elevada e eficiente da CPU.
O usuário sente que muitos programas recebem CPU quase simultaneamente.

Desvantagens

O agendamento da CPU é necessário.
Para acomodar muitos trabalhos na memória, é necessário gerenciamento de memória.

Interatividade

Interatividade refere-se à capacidade dos usuários de interagir com um sistema de computador. Um sistema operacional realiza as seguintes atividades relacionadas à interatividade -

Fornece ao usuário uma interface para interagir com o sistema.
Gerencia os dispositivos de entrada para obter entradas do usuário. Por exemplo, teclado.
Gerencia os dispositivos de saída para mostrar as saídas ao usuário. Por exemplo, Monitor.

O tempo de resposta do SO precisa ser curto, pois o usuário submete e aguarda o resultado.

Sistema em tempo real

Os sistemas de tempo real geralmente são sistemas embarcados dedicados. Um sistema operacional executa as seguintes atividades relacionadas à atividade do sistema em tempo real.

Em tais sistemas, os sistemas operacionais normalmente leem e reagem aos dados do sensor.
O sistema operacional deve garantir a resposta aos eventos dentro de períodos fixos de tempo para garantir o desempenho correto.

Ambiente Distribuído

Um ambiente distribuído refere-se a várias CPUs ou processadores independentes em um sistema de computador. Um sistema operacional realiza as seguintes atividades relacionadas ao ambiente distribuído -

O SO distribui lógicas de computação entre vários processadores físicos.
Os processadores não compartilham memória ou relógio. Em vez disso, cada processador possui sua própria memória local.
O SO gerencia as comunicações entre os processadores. Eles se comunicam por meio de várias linhas de comunicação.

Spool

Spool é um acrônimo para operações periféricas simultâneas on-line. Spool se refere a colocar dados de vários trabalhos de E / S em um buffer. Este buffer é uma área especial na memória ou no disco rígido acessível aos dispositivos de E / S.

Um sistema operacional realiza as seguintes atividades relacionadas ao ambiente distribuído -

Lida com o spool de dados do dispositivo de E / S, pois os dispositivos têm diferentes taxas de acesso a dados.
Mantém o buffer de spool que fornece uma estação de espera onde os dados podem descansar enquanto o dispositivo mais lento o recupera.
Mantém computação paralela devido ao processo de spool, pois um computador pode realizar E / S em paralelo. Torna-se possível fazer com que o computador leia dados de uma fita, grave dados em disco e grave em uma impressora de fita enquanto executa sua tarefa de computação.

Vantagens

A operação de spool usa um disco como um buffer muito grande.
O spool é capaz de sobrepor a operação de E / S para um trabalho com as operações do processador para outro trabalho.