Būtina sąlyga: Kas yra operacinė sistema?

Operacinė sistema atlieka visas pagrindines užduotis, tokias kaip failų, procesų ir atminties tvarkymas. Taigi operacinė sistema veikia kaip visų išteklių valdytoja, t.y. išteklių valdytojas . Taigi operacinė sistema tampa sąsaja tarp vartotojo ir mašinos. Tai viena iš labiausiai reikalingų programinės įrangos, kuri yra įrenginyje.

Operacinė sistema yra programinės įrangos tipas, veikiantis kaip sąsaja tarp sistemos programos ir aparatinės įrangos. Yra keletas operacinių sistemų tipų, kurių daugelis yra paminėti toliau. Pažvelkime į juos.

uml diagrama java

Operacinių sistemų tipai

Yra keletas operacinių sistemų tipų, kurie yra paminėti toliau.

• Paketinė operacinė sistema
• Daugiafunkcinė programavimo sistema
• Daugiafunkcinė sistema
• Daugiafunkcinė operacinė sistema
• Laiko pasidalijimo operacinė sistema
• Paskirstyta operacinė sistema
• Tinklo operacinė sistema
• Realaus laiko operacinė sistema

1. Paketinė operacinė sistema

Šio tipo operacinė sistema tiesiogiai su kompiuteriu nesąveikauja. Yra operatorius, kuris atlieka panašius darbus, turinčius tuos pačius reikalavimus, ir sugrupuoja juos į partijas. Operatoriaus pareiga yra rūšiuoti darbus su panašiais poreikiais.

Paketinė operacinė sistema

Paketinės operacinės sistemos privalumai

• Keli vartotojai gali dalytis paketinėmis sistemomis.
• Paketinės sistemos tuščiosios eigos laikas yra labai trumpas.
• Paketinėse sistemose lengva pakartotinai valdyti didelius darbus.

Paketinės operacinės sistemos trūkumai

• Kompiuterių operatoriai turėtų būti gerai žinomi naudojant paketines sistemas.
• Paketines sistemas sunku derinti.
• Kartais tai kainuoja.
• Kiti darbai turės laukti nežinomo laiko, jei kuris nors darbas nepavyks.
• Paketinėje operacinėje sistemoje užduočių apdorojimo laiką paprastai sunku tiksliai numatyti, kol jie yra eilėje.
• Sunku tiksliai nuspėti, kiek laiko reikia atlikti darbui, kol jis yra eilėje.

Paketinių operacinių sistemų pavyzdžiai: Darbo užmokesčio apskaitos sistemos, banko išrašai ir kt.

2. Daugiaprograminė operacinė sistema

Daugiaprograminės operacinės sistemos gali būti tiesiog iliustruojamas, nes pagrindinėje atmintyje yra daugiau nei viena programa ir bet kuri iš jų gali būti vykdoma. Tai iš esmės naudojama siekiant geresnio išteklių panaudojimo.

Multiprogramavimas

Daugiaprograminės operacinės sistemos privalumai

• Daugiafunkcis programavimas padidina sistemos pralaidumą.
• Tai padeda sumažinti reakcijos laiką.

Daugiaprograminės operacinės sistemos trūkumai

• Nėra galimybės vartotojui sąveikauti su sistemos ištekliais su sistema.

3. Daugiafunkcinė operacinė sistema

Daugiafunkcinė operacinė sistema yra operacinės sistemos tipas, kuriame ištekliams vykdyti naudojamas daugiau nei vienas procesorius. Tai pagerina sistemos pralaidumą.

Daugiafunkcis apdorojimas

Daugiafunkcinės operacinės sistemos privalumai

• Tai padidina sistemos pralaidumą.
• Kadangi jame yra keli procesoriai, todėl vienam procesoriui sugedus galime pereiti prie kito procesoriaus.

Daugiafunkcinės operacinės sistemos trūkumai

kas yra build-essential ubuntu

• Dėl kelių procesorių jis gali būti sudėtingesnis ir kažkaip sunkiai suprantamas.

4. Daugiafunkcinė operacinė sistema

Daugiafunkcinė operacinė sistema yra tiesiog daugiaprograminė operacinė sistema, turinti galimybę naudoti „Round-Robin“ planavimo algoritmą. Jis gali paleisti kelias programas vienu metu.

Yra dviejų tipų kelių užduočių sistemos, kurios išvardytos toliau.

• Prevencinis kelių užduočių atlikimas
• Daugiafunkcinis bendradarbiavimas

Daugiafunkcinis darbas

Daugiafunkcinės operacinės sistemos privalumai

kuriais metais buvo išrastas kompiuteris

• Kelių užduočių operacinėje sistemoje vienu metu gali būti vykdomos kelios programos.
• Jis pateikiamas su tinkamu atminties valdymu.

Daugiafunkcinės operacinės sistemos trūkumai

• Sistema įkaista kelis kartus, jei programos yra sunkios.

5. Laiko pasidalijimo operacinės sistemos

Kiekvienai užduočiai skiriama šiek tiek laiko atlikti, kad visos užduotys vyktų sklandžiai. Kiekvienas vartotojas gauna procesoriaus laiką, nes naudoja vieną sistemą. Šios sistemos taip pat žinomos kaip daugiafunkcinės sistemos. Užduotį gali atlikti vienas vartotojas arba skirtingi vartotojai. Laikas, per kurį kiekviena užduotis turi būti įvykdyta, vadinamas kvantiniu. Pasibaigus šiam laiko tarpui, OS persijungia į kitą užduotį.

Laiko dalijimosi OS

Laiko dalijimosi OS privalumai

• Kiekviena užduotis turi lygias galimybes.
• Mažesnė programinės įrangos dubliavimo tikimybė.
• Galima sumažinti procesoriaus tuščiosios eigos laiką.
• Išteklių dalijimasis: Laiko pasidalijimo sistemos leidžia keliems vartotojams dalytis aparatinės įrangos ištekliais, tokiais kaip centrinis procesorius, atmintis ir išoriniai įrenginiai, taip sumažinant aparatinės įrangos kainą ir padidinant efektyvumą.
• Padidėjęs produktyvumas: Laiko pasidalijimas leidžia vartotojams dirbti vienu metu, taip sumažinant laukimo laiką, kol jie turės naudotis kompiuteriu. Padidėjęs produktyvumas reiškia, kad daugiau darbo atliekama per trumpesnį laiką.
• Pagerinta vartotojo patirtis: Laiko pasidalijimas suteikia interaktyvią aplinką, leidžiančią vartotojams bendrauti su kompiuteriu realiuoju laiku, o tai suteikia geresnę vartotojo patirtį nei paketinis apdorojimas.

Laiko dalijimosi OS trūkumai

• Patikimumo problema.
• Reikia pasirūpinti vartotojo programų ir duomenų saugumu ir vientisumu.
• Duomenų perdavimo problema.
• Didelės papildomos išlaidos: laiko paskirstymo sistemos turi didesnes išlaidas nei kitos operacinės sistemos, nes reikia planuoti, keisti kontekstą ir kitus pridėtinius kaštus, susijusius su kelių vartotojų palaikymu.
• Sudėtingumas: laiko pasidalijimo sistemos yra sudėtingos ir reikalauja pažangios programinės įrangos, kad būtų galima vienu metu valdyti kelis vartotojus. Šis sudėtingumas padidina klaidų ir klaidų tikimybę.
• Saugumo rizika: kai išteklius dalijasi keli vartotojai, padidėja saugumo pažeidimų rizika. Laiko paskirstymo sistemos reikalauja kruopštaus vartotojo prieigos, autentifikavimo ir autorizacijos valdymo, kad būtų užtikrintas duomenų ir programinės įrangos saugumas.

Laiko dalijimosi OS pavyzdžiai su paaiškinimu

• IBM VM/CMS : IBM VM/CMS yra laiko dalijimosi operacinė sistema, kuri pirmą kartą buvo pristatyta 1972 m. Ji vis dar naudojama ir šiandien, suteikdama virtualios mašinos aplinką, leidžiančią keliems vartotojams paleisti savo operacinių sistemų ir programų egzempliorius.
• PSO (dalijimosi laiko parinktis) : TSO yra laiko dalijimosi operacinė sistema, kurią IBM pirmą kartą septintajame dešimtmetyje pristatė pagrindiniam kompiuteriui IBM System/360. Tai leido keliems vartotojams vienu metu pasiekti tą patį kompiuterį, paleisdami savo programas.
• „Windows“ terminalo paslaugos : „Windows Terminal Services“ yra laiko dalijimosi operacinė sistema, leidžianti keliems vartotojams nuotoliniu būdu pasiekti „Windows“ serverį. Vartotojai gali paleisti savo programas ir realiuoju laiku pasiekti bendrinamus išteklius, tokius kaip spausdintuvai ir tinklo saugykla.

6. Paskirstyta operacinė sistema

Tokio tipo operacinės sistemos yra naujausia kompiuterinių technologijų pasaulio pažanga ir yra plačiai pripažįstamos visame pasaulyje ir taip pat dideliu tempu. Įvairūs autonominiai tarpusavyje sujungti kompiuteriai bendrauja tarpusavyje naudodami bendrą ryšio tinklą. Nepriklausomos sistemos turi savo atminties bloką ir procesorių. Tai vadinami laisvai susietos sistemos arba paskirstytos sistemos . Šių sistemų procesoriai skiriasi dydžiu ir funkcijomis. Pagrindinis privalumas dirbant su tokio tipo operacinėmis sistemomis yra tai, kad visada įmanoma, kad vienas vartotojas gali pasiekti failus ar programinę įrangą, kurių jo sistemoje iš tikrųjų nėra, bet kuri nors kita sistema, prijungta prie šio tinklo, t. y. nuotolinė prieiga yra įjungta. tame tinkle prijungtų įrenginių.

Paskirstyta OS

Paskirstytos operacinės sistemos privalumai

• Vieno gedimas neturės įtakos kito tinklo ryšiui, nes visos sistemos yra nepriklausomos viena nuo kitos.
• Elektroninis paštas padidina duomenų mainų greitį.
• Kadangi ištekliai yra dalijami, skaičiavimas yra labai greitas ir patvarus.
• Sumažėja pagrindinio kompiuterio apkrova.
• Šios sistemos yra lengvai keičiamos, nes daug sistemų gali būti lengvai įtrauktos į tinklą.
• Sumažėja duomenų apdorojimo delsimas.

Paskirstytos operacinės sistemos trūkumai

• Pagrindinio tinklo gedimas nutrauks visą ryšį.
• Paskirstytoms sistemoms sukurti naudojama kalba, kuri dar nėra tiksliai apibrėžta.
• Tokio tipo sistemos nėra lengvai prieinamos, nes yra labai brangios. Ne tik tai, kad pagrindinė programinė įranga yra labai sudėtinga ir dar nėra gerai suprantama.

Paskirstytų operacinių sistemų pavyzdžiai yra LOCUS ir kt.

Paskirstytos OS turi išspręsti šias problemas:

• Tinklas sukelia vėlavimą perduoti duomenis tarp paskirstytos sistemos mazgų. Dėl tokių vėlavimų gali atsirasti nenuoseklus duomenų, esančių skirtinguose mazguose, vaizdas ir gali būti sunku žinoti chronologinę įvykių eilę sistemoje.
• Valdymo funkcijos, pvz., planavimas, išteklių paskirstymas ir aklavietės aptikimas, turi būti atliekamos keliuose mazguose, kad būtų paspartintas skaičiavimas ir užtikrintas patikimas veikimas, kai sugenda kompiuteriai ar tinklo komponentai.
• Pranešimai, kuriais keičiasi skirtinguose mazguose esantys procesai, gali keliauti viešaisiais tinklais ir pereiti per kompiuterių sistemas, kurių nekontroliuoja paskirstyta operacinė sistema. Įsibrovėlis gali pasinaudoti šia funkcija, kad sugadintų pranešimus arba sukurtų netikrus pranešimus, kad suklaidintų autentifikavimo procedūrą ir apsimestų sistemos vartotoju.

7. Tinklo operacinė sistema

Šios sistemos veikia serveryje ir suteikia galimybę valdyti duomenis, vartotojus, grupes, saugumą, programas ir kitas tinklo funkcijas. Tokio tipo operacinės sistemos leidžia bendrai pasiekti failus, spausdintuvus, saugos, taikomąsias programas ir kitas tinklo funkcijas per mažą privatų tinklą. Dar vienas svarbus tinklo operacinių sistemų aspektas yra tai, kad visi vartotojai gerai žino pagrindinę konfigūraciją, visus kitus tinklo vartotojus, jų individualius ryšius ir pan., todėl šie kompiuteriai yra populiariai žinomi kaip glaudžiai sujungtos sistemos .

Tinklo operacinė sistema

anuliuoti paskutinį įsipareigojimą

Tinklo operacinės sistemos privalumai

• Labai stabilūs centralizuoti serveriai.
• Saugumo problemos sprendžiamos per serverius.
• Naujos technologijos ir techninės įrangos atnaujinimas yra lengvai integruojami į sistemą.
• Prieiga prie serverio galima nuotoliniu būdu iš įvairių vietų ir tipų sistemų.

Tinklo operacinės sistemos trūkumai

• Serveriai yra brangūs.
• Daugeliui operacijų naudotojas turi priklausyti nuo centrinės vietos.
• Reikalinga nuolatinė priežiūra ir atnaujinimai.

Tinklo operacinių sistemų pavyzdžiai yra Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, BSD ir kt.

8. Realaus laiko operacinė sistema

Šio tipo OS aptarnauja realaus laiko sistemas. Laiko intervalas, reikalingas įvestims apdoroti ir reaguoti, yra labai mažas. Šis laiko intervalas vadinamas atsakymo laikas .
Realaus laiko sistemos naudojami, kai yra labai griežti laiko reikalavimai, pavyzdžiui, raketų sistemos, oro eismo valdymo sistemos, robotai ir kt.

java lambda pavyzdys

Realaus laiko operacinių sistemų tipai

• Kietosios realaus laiko sistemos:
  Kietosios realaus laiko OS yra skirtos programoms, kuriose laiko apribojimai yra labai griežti ir net trumpiausias galimas delsimas yra nepriimtinas. Šios sistemos sukurtos gelbėti gyvybes, pavyzdžiui, automatiniai parašiutai ar oro pagalvės, kurios turi būti lengvai pasiekiamos avarijos atveju. Šiose sistemose retai randama virtualioji atmintis.
• Minkštos realaus laiko sistemos:
  Šios OS skirtos programoms, kuriose laiko apribojimas yra ne toks griežtas.

Norėdami sužinoti daugiau, žr Skirtumas tarp „Hard Real-Time OS“ ir „Soft Real-Time“ OS .

Realaus laiko operacinė sistema

RTOS privalumai

• Maksimalus suvartojimas: Maksimalus įrenginių ir sistemų išnaudojimas, taigi daugiau produkcijos iš visų išteklių.
• Užduočių perkėlimas: Šiose sistemose užduočių perkėlimui skiriamas laikas labai trumpas. Pavyzdžiui, senesnėse sistemose perėjimas nuo vienos užduoties prie kitos užtrunka apie 10 mikrosekundžių, o naujausiose sistemose – 3 mikrosekundės.
• Dėmesys taikymui: Sutelkite dėmesį į veikiančias programas ir mažiau dėmesio skirkite programoms, kurios yra eilėje.
• Realiu laiku operacinėje sistemoje į integruota sistema: Kadangi programų dydis yra mažas, RTOS taip pat gali būti naudojamas įterptosiose sistemose, tokiose kaip transportas ir kt.
• Be klaidų: Tokio tipo sistemose nėra klaidų.
• Atminties paskirstymas: Atminties paskirstymas geriausiai valdomas tokio tipo sistemose.

RTOS trūkumai

• Ribotos užduotys: Vienu metu vykdoma labai nedaug užduočių, o norint išvengti klaidų, jų koncentracija yra labai mažesnė į kelias programas.
• Naudokite didelius sistemos išteklius: Kartais sistemos ištekliai nėra tokie geri ir brangūs.
• Sudėtingi algoritmai: Algoritmai yra labai sudėtingi ir dizaineriui sunku rašyti.
• Įrenginio tvarkyklės ir pertraukimo signalai: Jam reikia specialių įrenginių tvarkyklių ir pertraukimų signalo, kad būtų galima anksčiau reaguoti į pertraukimus.
• Gijos prioritetas: Netinka nustatyti gijų prioritetą, nes šios sistemos yra labai mažiau linkusios keisti užduotis.

Realiojo laiko operacinių sistemų pavyzdžiai yra Moksliniai eksperimentai, medicininės vaizdo sistemos, pramoninės valdymo sistemos, ginklų sistemos, robotai, oro eismo valdymo sistemos ir kt.