Операционная система - Свойства

Пакетная обработка

Пакетная обработка - это метод, при котором операционная система собирает программы и данные вместе в пакет перед началом обработки. Операционная система выполняет следующие действия, связанные с пакетной обработкой:

ОС определяет задание, которое имеет предопределенную последовательность команд, программ и данных как единое целое.
ОС хранит ряд заданий в памяти и выполняет их без какой-либо ручной информации.
Задания обрабатываются в порядке отправки, т. Е. В порядке очереди.
Когда задание завершает свое выполнение, его память освобождается, и выходные данные для задания копируются в выходной буфер для последующей печати или обработки.

Преимущества

Пакетная обработка переносит большую часть работы оператора на компьютер.
Повышение производительности при запуске новой работы сразу после завершения предыдущей без какого-либо ручного вмешательства.

Недостатки

Сложно отлаживать программу.
Задание могло войти в бесконечный цикл.
Из-за отсутствия схемы защиты одно пакетное задание может повлиять на ожидающие задания.

Многозадачность

Многозадачность - это когда несколько задач одновременно выполняются ЦП путем переключения между ними. Переключения происходят так часто, что пользователи могут взаимодействовать с каждой программой во время ее работы. ОС выполняет следующие действия, связанные с многозадачностью:

Пользователь дает инструкции операционной системе или программе напрямую и получает немедленный ответ.
ОС обрабатывает многозадачность таким образом, что может обрабатывать несколько операций / выполнять несколько программ одновременно.
Многозадачные операционные системы также известны как системы с разделением времени.
Эти операционные системы были разработаны для обеспечения интерактивного использования компьютерной системы по разумной цене.
Операционная система с разделением времени использует концепцию планирования ЦП и мультипрограммирования, чтобы предоставить каждому пользователю небольшую часть ЦП с разделением по времени.
У каждого пользователя в памяти есть как минимум одна отдельная программа.

Программа, которая загружается в память и выполняется, обычно называется process.
Когда процесс выполняется, он обычно выполняется очень короткое время, прежде чем он либо завершится, либо ему потребуется выполнить ввод-вывод.
Поскольку интерактивный ввод-вывод обычно выполняется на более низкой скорости, это может занять много времени. В это время ЦП может использоваться другим процессом.
Операционная система позволяет пользователям использовать компьютер одновременно. Поскольку каждое действие или команда в системе с разделением времени имеет тенденцию быть короткими, каждому пользователю требуется лишь немного времени ЦП.
Поскольку система быстро переключает ЦП от одного пользователя / программы к другому, у каждого пользователя создается впечатление, что он / она имеет свой собственный ЦП, тогда как на самом деле один ЦП используется совместно многими пользователями.

Мультипрограммирование

Совместное использование процессора, когда две или более программы находятся в памяти одновременно, называется multiprogramming. Мультипрограммирование предполагает использование одного разделяемого процессора. Многопрограммирование увеличивает загрузку ЦП за счет организации заданий так, чтобы ЦП всегда имел одно для выполнения.

На следующем рисунке показана структура памяти для многопрограммной системы.

ОС выполняет следующие действия, связанные с мультипрограммированием.

Операционная система поддерживает в памяти несколько заданий одновременно.
Этот набор заданий является подмножеством заданий, хранящихся в пуле заданий.
Операционная система выбирает и начинает выполнять одно из заданий в памяти.
Операционные системы с мультипрограммированием отслеживают состояние всех активных программ и системных ресурсов с помощью программ управления памятью, чтобы гарантировать, что ЦП никогда не простаивает, если нет заданий для обработки.

Преимущества

Высокая и эффективная загрузка ЦП.
Пользователь чувствует, что многим программам выделяется процессор почти одновременно.

Недостатки

Требуется планирование CPU.
Чтобы разместить в памяти много заданий, требуется управление памятью.

Интерактивность

Интерактивность относится к способности пользователей взаимодействовать с компьютерной системой. Операционная система выполняет следующие действия, связанные с интерактивностью:

Предоставляет пользователю интерфейс для взаимодействия с системой.
Управляет устройствами ввода для получения входных данных от пользователя. Например, клавиатура.
Управляет устройствами вывода для отображения результатов пользователю. Например, Monitor.

Время отклика ОС должно быть коротким, поскольку пользователь отправляет и ждет результата.

Система реального времени

Системы реального времени обычно представляют собой специализированные встроенные системы. Операционная система выполняет следующие действия, связанные с активностью системы в реальном времени.

В таких системах операционные системы обычно считывают данные датчиков и реагируют на них.
Операционная система должна гарантировать реакцию на события в течение фиксированных периодов времени для обеспечения правильной работы.

Распределенная среда

Распределенная среда относится к нескольким независимым ЦП или процессорам в компьютерной системе. Операционная система выполняет следующие действия, связанные с распределенной средой:

ОС распределяет логику вычислений между несколькими физическими процессорами.
Процессоры не разделяют память или часы. Вместо этого каждый процессор имеет свою собственную локальную память.
ОС управляет связью между процессорами. Они общаются друг с другом посредством различных линий связи.

Намотка

Спулинг - это сокращение от одновременных периферийных операций в сети. Буферизация относится к помещению данных различных заданий ввода-вывода в буфер. Этот буфер представляет собой особую область памяти или жесткого диска, доступную для устройств ввода-вывода.

Операционная система выполняет следующие действия, связанные с распределенной средой:

Обрабатывает буферизацию данных устройства ввода-вывода, поскольку устройства имеют разные скорости доступа к данным.
Поддерживает буфер буферизации, который обеспечивает станцию ожидания, где данные могут находиться, пока более медленное устройство догоняет их.
Поддерживает параллельные вычисления из-за процесса буферизации, поскольку компьютер может выполнять ввод-вывод параллельно. Становится возможным заставить компьютер считывать данные с ленты, записывать данные на диск и записывать на ленточный принтер, пока он выполняет свою вычислительную задачу.

Преимущества

Операция буферизации использует диск как очень большой буфер.
Буферизация может перекрывать операции ввода-вывода для одного задания с операциями процессора для другого задания.