ประเภทของระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการมีตั้งแต่คอมพิวเตอร์รุ่นแรก ๆ และพัฒนาไปเรื่อย ๆ ตามกาลเวลา ในบทนี้เราจะพูดถึงระบบปฏิบัติการที่สำคัญบางประเภทซึ่งมักใช้กันมากที่สุด

ระบบปฏิบัติการแบทช์

ผู้ใช้ระบบปฏิบัติการแบบแบตช์ไม่ได้โต้ตอบกับคอมพิวเตอร์โดยตรง ผู้ใช้แต่ละคนเตรียมงานของตนบนอุปกรณ์ออฟไลน์เช่นบัตรเจาะรูและส่งงานนั้นไปยังผู้ประกอบการคอมพิวเตอร์ เพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลงานที่มีความต้องการคล้ายกันจะถูกรวมเข้าด้วยกันและทำงานเป็นกลุ่ม โปรแกรมเมอร์จะทิ้งโปรแกรมไว้กับตัวดำเนินการจากนั้นผู้ปฏิบัติงานจะจัดเรียงโปรแกรมที่มีความต้องการคล้ายกันออกเป็นแบตช์

ปัญหาเกี่ยวกับ Batch Systems มีดังนี้ -

• ขาดการโต้ตอบระหว่างผู้ใช้และงาน
• CPU มักไม่ได้ใช้งานเนื่องจากความเร็วของอุปกรณ์ I / O เชิงกลช้ากว่า CPU
• ยากที่จะจัดลำดับความสำคัญที่ต้องการ

ระบบปฏิบัติการที่ใช้เวลาร่วมกัน

การแบ่งปันเวลาเป็นเทคนิคที่ช่วยให้ผู้คนจำนวนมากซึ่งอยู่ในอาคารผู้โดยสารต่างๆสามารถใช้ระบบคอมพิวเตอร์เฉพาะในเวลาเดียวกันได้ การแบ่งเวลาหรือมัลติทาสก์เป็นส่วนขยายเชิงตรรกะของการตั้งโปรแกรมหลายโปรแกรม เวลาของโปรเซสเซอร์ที่ใช้ร่วมกันระหว่างผู้ใช้หลายคนพร้อมกันเรียกว่าการแบ่งเวลา

ความแตกต่างหลักระหว่าง Multiprogrammed Batch Systems และ Time-Sharing Systems คือในกรณีของระบบแบตช์แบบ Multiprogrammed วัตถุประสงค์คือเพื่อเพิ่มการใช้โปรเซสเซอร์ให้สูงสุดในขณะที่ระบบแบ่งเวลามีวัตถุประสงค์เพื่อลดเวลาตอบสนองให้น้อยที่สุด

CPU ทำงานหลายงานโดยการสลับไปมาระหว่างกัน แต่สวิตช์เกิดขึ้นบ่อยมาก ดังนั้นผู้ใช้สามารถได้รับการตอบสนองทันที ตัวอย่างเช่นในการประมวลผลธุรกรรมโปรเซสเซอร์จะเรียกใช้โปรแกรมผู้ใช้แต่ละโปรแกรมในช่วงเวลาสั้น ๆ หรือการคำนวณควอนตัม นั่นคือถ้าnมีผู้ใช้อยู่แล้วผู้ใช้แต่ละคนจะได้รับควอนตัมเวลา เมื่อผู้ใช้ส่งคำสั่งเวลาตอบสนองสูงสุดไม่กี่วินาที

ระบบปฏิบัติการใช้การตั้งเวลา CPU และการตั้งโปรแกรมหลายโปรแกรมเพื่อให้ผู้ใช้แต่ละคนมีเวลาเพียงเล็กน้อย ระบบคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการออกแบบเป็นระบบแบตช์เป็นหลักได้รับการแก้ไขเป็นระบบแบ่งเวลา

ข้อดีของระบบปฏิบัติการ Timesharing มีดังนี้ -

• ให้ประโยชน์ของการตอบสนองอย่างรวดเร็ว
• หลีกเลี่ยงการซ้ำซ้อนของซอฟต์แวร์
• ลดเวลาว่างของ CPU

ข้อเสียของระบบปฏิบัติการแบ่งเวลามีดังนี้ -

• ปัญหาความน่าเชื่อถือ
• คำถามเกี่ยวกับความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของโปรแกรมและข้อมูลของผู้ใช้
• ปัญหาการสื่อสารข้อมูล

ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย

ระบบแบบกระจายใช้โปรเซสเซอร์กลางหลายตัวเพื่อให้บริการแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์หลายตัวและผู้ใช้หลายคน งานการประมวลผลข้อมูลจะกระจายไปยังโปรเซสเซอร์ตามลำดับ

โปรเซสเซอร์สื่อสารกันผ่านสายสื่อสารต่างๆ (เช่นรถเมล์ความเร็วสูงหรือสายโทรศัพท์) สิ่งเหล่านี้เรียกว่าloosely coupled systemsหรือระบบกระจาย โปรเซสเซอร์ในระบบกระจายอาจมีขนาดและหน้าที่แตกต่างกันไป โปรเซสเซอร์เหล่านี้เรียกว่าไซต์โหนดคอมพิวเตอร์และอื่น ๆ

ข้อดีของระบบกระจายมีดังนี้ -

• ด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกในการแบ่งปันทรัพยากรผู้ใช้ในไซต์หนึ่งอาจสามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในอีกแห่งหนึ่งได้
• เร่งการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันทางไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์
• หากไซต์ใดไซต์หนึ่งล้มเหลวในระบบแบบกระจายไซต์ที่เหลืออาจดำเนินการต่อไปได้
• บริการที่ดีกว่าให้กับลูกค้า
• การลดภาระในคอมพิวเตอร์โฮสต์
• ลดความล่าช้าในการประมวลผลข้อมูล

ระบบปฏิบัติการเครือข่าย

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายทำงานบนเซิร์ฟเวอร์และให้ความสามารถแก่เซิร์ฟเวอร์ในการจัดการข้อมูลผู้ใช้กลุ่มความปลอดภัยแอปพลิเคชันและฟังก์ชันเครือข่ายอื่น ๆ จุดประสงค์หลักของระบบปฏิบัติการเครือข่ายคืออนุญาตให้เข้าถึงไฟล์และเครื่องพิมพ์ที่ใช้ร่วมกันระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเครือข่ายโดยทั่วไปจะเป็นเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) เครือข่ายส่วนตัวหรือเครือข่ายอื่น

ตัวอย่างของระบบปฏิบัติการเครือข่าย ได้แก่ Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare และ BSD

ข้อดีของระบบปฏิบัติการเครือข่ายมีดังนี้ -

• เซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางมีความเสถียรสูง
• ความปลอดภัยถูกจัดการโดยเซิร์ฟเวอร์
• การอัปเกรดเป็นเทคโนโลยีและฮาร์ดแวร์ใหม่สามารถรวมเข้ากับระบบได้อย่างง่ายดาย
• การเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์ระยะไกลสามารถทำได้จากสถานที่และประเภทของระบบที่แตกต่างกัน

ข้อเสียของระบบปฏิบัติการเครือข่ายมีดังนี้ -

• ต้นทุนสูงในการซื้อและใช้งานเซิร์ฟเวอร์
• การพึ่งพาสถานที่กลางสำหรับการดำเนินงานส่วนใหญ่
• จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาและอัพเดตเป็นประจำ

ระบบปฏิบัติการตามเวลาจริง

ระบบเรียลไทม์ถูกกำหนดให้เป็นระบบประมวลผลข้อมูลซึ่งช่วงเวลาที่ต้องใช้ในการประมวลผลและตอบสนองต่ออินพุตมีขนาดเล็กมากจนควบคุมสภาพแวดล้อม เวลาที่ระบบใช้ในการตอบสนองต่ออินพุตและการแสดงข้อมูลที่อัปเดตที่จำเป็นเรียกว่าเป็นresponse time. ดังนั้นในวิธีนี้เวลาตอบสนองจึงน้อยลงมากเมื่อเทียบกับการประมวลผลออนไลน์

ระบบเรียลไทม์ใช้เมื่อมีข้อกำหนดด้านเวลาที่เข้มงวดในการทำงานของโปรเซสเซอร์หรือการไหลของข้อมูลและระบบเรียลไทม์สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมในแอปพลิเคชันเฉพาะได้ ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์ต้องมีข้อ จำกัด ด้านเวลาที่กำหนดไว้อย่างดีมิฉะนั้นระบบจะล้มเหลว ตัวอย่างเช่นการทดลองทางวิทยาศาสตร์ระบบภาพทางการแพทย์ระบบควบคุมอุตสาหกรรมระบบอาวุธหุ่นยนต์ระบบควบคุมการจราจรทางอากาศเป็นต้น

ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์มีสองประเภท

ระบบฮาร์ดเรียลไทม์

ระบบฮาร์ดเรียลไทม์รับประกันว่างานสำคัญจะเสร็จสิ้นตามเวลา ในระบบฮาร์ดเรียลไทม์หน่วยเก็บข้อมูลสำรองมี จำกัด หรือขาดหายไปและข้อมูลจะถูกเก็บไว้ใน ROM ในระบบเหล่านี้แทบจะไม่พบหน่วยความจำเสมือน

ระบบเรียลไทม์ที่นุ่มนวล

ระบบซอฟต์เรียลไทม์มีข้อ จำกัด น้อยกว่า งานแบบเรียลไทม์ที่สำคัญจะมีลำดับความสำคัญเหนืองานอื่น ๆ และยังคงรักษาลำดับความสำคัญไว้จนกว่าจะเสร็จสิ้น ระบบซอฟต์เรียลไทม์มียูทิลิตี้ที่ จำกัด กว่าระบบฮาร์ดเรียลไทม์ ตัวอย่างเช่นมัลติมีเดียความจริงเสมือนโครงการทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูงเช่นการสำรวจใต้ทะเลและยานสำรวจดาวเคราะห์เป็นต้น