Hệ điều hành - Thuộc tính

Xử lý hàng loạt

Xử lý hàng loạt là một kỹ thuật trong đó Hệ điều hành thu thập các chương trình và dữ liệu với nhau trong một lô trước khi bắt đầu xử lý. Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến xử lý hàng loạt -

Hệ điều hành xác định một công việc có chuỗi lệnh, chương trình và dữ liệu được xác định trước như một đơn vị duy nhất.
Hệ điều hành lưu giữ một số công việc trong bộ nhớ và thực hiện chúng mà không cần bất kỳ thông tin thủ công nào.
Công việc được xử lý theo thứ tự gửi, tức là ai đến trước được phục vụ trước.
Khi một công việc hoàn thành việc thực thi, bộ nhớ của nó sẽ được giải phóng và đầu ra của công việc được sao chép vào một ống xuất để in hoặc xử lý sau này.

Ưu điểm

Xử lý hàng loạt mất nhiều công việc của người vận hành đối với máy tính.
Tăng hiệu suất khi công việc mới bắt đầu ngay sau khi công việc trước đó kết thúc mà không cần bất kỳ sự can thiệp thủ công nào.

Nhược điểm

Chương trình khó gỡ lỗi.
Một công việc có thể đi vào một vòng lặp vô hạn.
Do thiếu chương trình bảo vệ, một công việc hàng loạt có thể ảnh hưởng đến các công việc đang chờ xử lý.

Đa nhiệm

Đa nhiệm là khi nhiều công việc được CPU thực hiện đồng thời bằng cách chuyển đổi giữa chúng. Việc chuyển mạch xảy ra thường xuyên đến mức người dùng có thể tương tác với từng chương trình khi chương trình đang chạy. Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến đa nhiệm:

Người dùng đưa ra hướng dẫn trực tiếp cho hệ điều hành hoặc một chương trình và nhận được phản hồi ngay lập tức.
Hệ điều hành xử lý đa nhiệm theo cách mà nó có thể xử lý nhiều hoạt động / thực thi nhiều chương trình cùng một lúc.
Hệ điều hành đa nhiệm còn được gọi là hệ thống chia sẻ thời gian.
Các Hệ điều hành này được phát triển để cung cấp việc sử dụng tương tác hệ thống máy tính với chi phí hợp lý.
Hệ điều hành chia sẻ thời gian sử dụng khái niệm lập lịch CPU và đa chương trình để cung cấp cho mỗi người dùng một phần nhỏ của CPU được chia sẻ thời gian.
Mỗi người dùng có ít nhất một chương trình riêng biệt trong bộ nhớ.

Một chương trình được tải vào bộ nhớ và đang thực thi thường được gọi là process.
Khi một quá trình thực thi, nó thường chỉ thực thi trong một thời gian rất ngắn trước khi kết thúc hoặc cần thực hiện I / O.
Vì I / O tương tác thường chạy ở tốc độ chậm hơn, có thể mất nhiều thời gian để hoàn thành. Trong thời gian này, một CPU có thể được sử dụng bởi một quy trình khác.
Hệ điều hành cho phép người dùng chia sẻ máy tính đồng thời. Vì mỗi hành động hoặc lệnh trong hệ thống chia sẻ thời gian có xu hướng ngắn nên chỉ cần một ít thời gian CPU cho mỗi người dùng.
Khi hệ thống chuyển đổi CPU nhanh chóng từ người dùng / chương trình này sang người dùng / chương trình tiếp theo, mỗi người dùng có ấn tượng rằng họ có CPU của riêng mình, trong khi thực tế một CPU đang được chia sẻ cho nhiều người dùng.

Đa chương trình

Chia sẻ bộ xử lý, khi hai hoặc nhiều chương trình nằm trong bộ nhớ cùng một lúc, được gọi là multiprogramming. Đa chương trình giả định một bộ xử lý được chia sẻ duy nhất. Đa chương trình làm tăng khả năng sử dụng CPU bằng cách sắp xếp các công việc để CPU luôn có một công việc để thực thi.

Hình sau đây cho thấy cách bố trí bộ nhớ cho một hệ thống đa chương trình.

Một hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến đa chương trình.

Hệ điều hành lưu giữ một số công việc trong bộ nhớ cùng một lúc.
Nhóm công việc này là một tập hợp con của các công việc được giữ trong nhóm công việc.
Hệ điều hành chọn và bắt đầu thực hiện một trong các công việc trong bộ nhớ.
Hệ điều hành đa chương trình giám sát trạng thái của tất cả các chương trình đang hoạt động và tài nguyên hệ thống bằng cách sử dụng các chương trình quản lý bộ nhớ để đảm bảo rằng CPU không bao giờ rảnh, trừ khi không có công việc nào để xử lý.

Ưu điểm

Sử dụng CPU cao và hiệu quả.
Người dùng cảm thấy rằng nhiều chương trình được phân bổ CPU gần như đồng thời.

Nhược điểm

Lập lịch CPU là bắt buộc.
Để đáp ứng nhiều công việc trong bộ nhớ, cần phải quản lý bộ nhớ.

Tương tác

Tính tương tác đề cập đến khả năng người dùng tương tác với hệ thống máy tính. Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến tương tác:

Cung cấp cho người dùng một giao diện để tương tác với hệ thống.
Quản lý các thiết bị đầu vào để lấy đầu vào từ người dùng. Ví dụ, bàn phím.
Quản lý thiết bị đầu ra để hiển thị đầu ra cho người dùng. Ví dụ, Màn hình.

Thời gian phản hồi của HĐH cần ngắn, vì người dùng gửi và đợi kết quả.

Hệ thống thời gian thực

Hệ thống thời gian thực thường là các hệ thống nhúng chuyên dụng. Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến hoạt động của hệ thống thời gian thực.

Trong các hệ thống như vậy, Hệ điều hành thường đọc từ và phản ứng với dữ liệu cảm biến.
Hệ điều hành phải đảm bảo phản ứng với các sự kiện trong khoảng thời gian cố định để đảm bảo hiệu suất chính xác.

Môi trường phân tán

Môi trường phân tán đề cập đến nhiều CPU hoặc bộ xử lý độc lập trong hệ thống máy tính. Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến môi trường phân tán:

Hệ điều hành phân phối lôgic tính toán giữa một số bộ xử lý vật lý.
Bộ xử lý không chia sẻ bộ nhớ hoặc đồng hồ. Thay vào đó, mỗi bộ xử lý có bộ nhớ cục bộ riêng.
Hệ điều hành quản lý giao tiếp giữa các bộ xử lý. Họ giao tiếp với nhau thông qua nhiều đường liên lạc khác nhau.

Spooling

Spooling là từ viết tắt của các hoạt động ngoại vi đồng thời trên đường truyền. Spooling đề cập đến việc đưa dữ liệu của các công việc I / O khác nhau vào một bộ đệm. Bộ đệm này là một vùng đặc biệt trong bộ nhớ hoặc đĩa cứng mà các thiết bị I / O có thể truy cập được.

Hệ điều hành thực hiện các hoạt động sau liên quan đến môi trường phân tán:

Xử lý bộ đệm dữ liệu thiết bị I / O vì các thiết bị có tốc độ truy cập dữ liệu khác nhau.
Duy trì bộ đệm đệm cung cấp một trạm chờ, nơi dữ liệu có thể nghỉ trong khi thiết bị chậm hơn bắt kịp.
Duy trì tính toán song song vì quá trình ghép đệm như một máy tính có thể thực hiện I / O theo kiểu song song. Máy tính có thể đọc dữ liệu từ băng, ghi dữ liệu vào đĩa và ghi ra máy in băng trong khi nó đang thực hiện nhiệm vụ tính toán của mình.

Ưu điểm

Thao tác đệm sử dụng đĩa làm bộ đệm rất lớn.
Spooling có khả năng chồng chéo hoạt động I / O cho một công việc với các hoạt động của bộ xử lý cho một công việc khác.