Попередні умови: Що таке операційна система?

Операційна система виконує всі основні завдання, такі як керування файлами, процесами та пам’яттю. Таким чином операційна система діє як менеджер усіх ресурсів, тобто. менеджер ресурсів . Таким чином, операційна система стає інтерфейсом між користувачем і машиною. Це одне з найбільш потрібних програм, які присутні в пристрої.

Операційна система — це тип програмного забезпечення, яке працює як інтерфейс між системною програмою та обладнанням. Існує кілька типів операційних систем, багато з яких згадуються нижче. Давайте подивимось на них.

upcasting

Типи операційних систем

Існує кілька типів операційних систем, які згадані нижче.

• Пакетна операційна система
• Багатофункціональна система програмування
• Багатопроцесорна система
• Багатозадачна операційна система
• Операційна система з розподілом часу
• Розподілена операційна система
• Мережева операційна система
• Операційна система реального часу

1. Пакетна операційна система

Цей тип операційної системи не взаємодіє з комп’ютером безпосередньо. Є оператор, який бере подібні роботи з однаковими вимогами та групує їх у партії. Оператор відповідає за сортування робіт із подібними потребами.

Пакетна операційна система

Переваги пакетної операційної системи

• Кілька користувачів можуть спільно використовувати пакетні системи.
• Час простою для пакетної системи значно менший.
• У пакетних системах легко керувати великою роботою.

Недоліки пакетної операційної системи

• Оператори комп’ютера повинні добре знати пакетні системи.
• Пакетні системи важко налагодити.
• Іноді це дорого коштує.
• Іншим завданням доведеться чекати невідомий час, якщо якесь завдання не вдасться.
• У пакетній операційній системі час обробки для завдань зазвичай важко точно передбачити, поки вони знаходяться в черзі.
• Важко точно передбачити точний час, необхідний для виконання завдання, поки воно стоїть у черзі.

Приклади пакетних операційних систем: Системи нарахування заробітної плати, банківські виписки тощо.

2. Операційна система мультипрограмування

Мультипрограмні операційні системи можна просто проілюструвати, оскільки в основній пам'яті присутній більше ніж одна програма, і будь-яка з них може залишатися у виконанні. Це в основному використовується для кращого використання ресурсів.

Мультипрограмування

Переваги мультипрограмної операційної системи

• Мультипрограмування збільшує пропускну здатність системи.
• Це допомагає скоротити час відповіді.

Недоліки мультипрограмної операційної системи

• Немає засобів для взаємодії користувача системних ресурсів із системою.

3. Багатопроцесорна операційна система

Багатопроцесорна операційна система це тип операційної системи, в якій для виконання ресурсів використовується більше ніж один ЦП. Це покращує пропускну здатність системи.

Багатопроцесорність

Переваги багатопроцесорної операційної системи

• Це підвищує пропускну здатність системи.
• Оскільки він має кілька процесорів, тому, якщо один процесор виходить з ладу, ми можемо продовжити з іншим процесором.

Недоліки багатопроцесорної операційної системи

є особливим символом

• Через наявність кількох процесорів це може бути складнішим і дещо складнішим для розуміння.

4. Багатозадачна операційна система

Багатозадачна операційна система — це просто мультипрограмна операційна система з можливістю циклічного алгоритму планування. Він може запускати кілька програм одночасно.

Нижче наведено два типи багатозадачних систем.

як дізнатися розмір монітора?

• Превентивна багатозадачність
• Спільна багатозадачність

Багатозадачність

Переваги багатозадачної операційної системи

• Кілька програм можуть виконуватися одночасно в багатозадачній операційній системі.
• Він поставляється з належним керуванням пам’яттю.

Недоліки багатозадачної операційної системи

• У разі важких програм система нагрівається кілька разів.

5. Операційні системи з розподілом часу

Кожному завданню дається деякий час на виконання, щоб усі завдання працювали гладко. Кожен користувач отримує час процесора, оскільки він використовує одну систему. Ці системи також відомі як багатозадачні системи. Завдання може бути як від одного користувача, так і від різних користувачів. Час, який кожне завдання має на виконання, називається квантом. Після закінчення цього інтервалу часу ОС переходить до наступного завдання.

ОС із розподілом часу

Переваги ОС з розподілом часу

• Кожне завдання отримує рівні можливості.
• Менше ймовірності дублювання програмного забезпечення.
• Час простою ЦП можна скоротити.
• Спільне використання ресурсів. Системи розподілу часу дозволяють декільком користувачам спільно використовувати апаратні ресурси, такі як центральний процесор, пам’ять і периферійні пристрої, знижуючи вартість обладнання та підвищуючи ефективність.
• Підвищення продуктивності: розподіл часу дозволяє користувачам працювати одночасно, тим самим скорочуючи час очікування своєї черги, щоб скористатися комп’ютером. Це підвищення продуктивності означає виконання більшої кількості роботи за менший час.
• Покращена взаємодія з користувачем: розподіл часу забезпечує інтерактивне середовище, яке дозволяє користувачам спілкуватися з комп’ютером у режимі реального часу, забезпечуючи кращу взаємодію з користувачем, ніж пакетна обробка.

Недоліки ОС з розподілом часу

• Проблема надійності.
• Необхідно подбати про безпеку та цілісність програм і даних користувача.
• Проблема передачі даних.
• Великі накладні витрати: системи розподілу часу мають вищі накладні витрати, ніж інші операційні системи, через необхідність планування, перемикання контексту та інших накладних витрат, пов’язаних із підтримкою кількох користувачів.
• Складність: системи розподілу часу є складними і потребують розширеного програмного забезпечення для одночасного керування декількома користувачами. Ця складність збільшує ймовірність помилок і помилок.
• Ризики безпеці: коли кілька користувачів спільно використовують ресурси, ризик порушення безпеки зростає. Системи розподілу часу вимагають ретельного керування доступом користувачів, аутентифікацією та авторизацією для забезпечення безпеки даних і програмного забезпечення.

Приклади ОС із розподілом часу з поясненням

• IBM VM/CMS : IBM VM/CMS — це операційна система з розподілом часу, яка вперше була представлена ​​в 1972 році. Вона використовується й сьогодні, забезпечуючи середовище віртуальної машини, яке дозволяє декільком користувачам запускати власні екземпляри операційних систем і програм.
• TSO (опція розподілу часу) : TSO — це операційна система з розподілом часу, яка вперше була представлена ​​в 1960-х роках компанією IBM для мейнфрейму IBM System/360. Це дозволяло кільком користувачам отримувати доступ до одного комп’ютера одночасно, запускаючи власні програми.
• Служби терміналів Windows : Windows Terminal Services — це операційна система з розподілом часу, яка дозволяє кільком користувачам віддалено отримувати доступ до сервера Windows. Користувачі можуть запускати власні програми та отримувати доступ до спільних ресурсів, таких як принтери та мережеве сховище, у режимі реального часу.

6. Розподілена операційна система

Ці типи операційних систем є нещодавнім досягненням у світі комп’ютерних технологій і широко поширені в усьому світі, і це теж дуже швидко. Різноманітні автономні взаємопов'язані комп'ютери спілкуються один з одним за допомогою спільної мережі зв'язку. Незалежні системи мають власну пам'ять і центральний процесор. Вони називаються слабозв'язані системи або розподілені системи . Процесори цих систем відрізняються розміром і функціями. Основна перевага роботи з такими типами операційної системи полягає в тому, що один користувач завжди може отримати доступ до файлів або програмного забезпечення, які насправді присутні не в його системі, а в іншій системі, підключеній до цієї мережі, тобто віддалений доступ увімкнено в межах пристрої, підключені до цієї мережі.

Розподілена ОС

Переваги розподіленої операційної системи

• Збій однієї з них не вплине на комунікацію іншої мережі, оскільки всі системи незалежні одна від одної.
• Електронна пошта збільшує швидкість обміну даними.
• Оскільки ресурси є спільними, обчислення дуже швидкі та довговічні.
• Зменшується навантаження на головний комп'ютер.
• Ці системи легко масштабуються, оскільки багато систем можна легко додати до мережі.
• Затримка в обробці даних зменшується.

Недоліки розподіленої операційної системи

• Збій основної мережі призведе до припинення зв’язку.
• Для створення розподілених систем мова використовується ще не чітко визначена.
• Ці типи систем не є легкодоступними, оскільки вони дуже дорогі. Мало того, що програмне забезпечення, що лежить в його основі, є дуже складним і ще недостатньо зрозумілим.

Прикладами розподілених операційних систем є ЛОКУС та ін.

Розподілена ОС повинна вирішувати такі проблеми:

• Мережа викликає затримки в передачі даних між вузлами розподіленої системи. Такі затримки можуть призвести до неузгодженого перегляду даних, розташованих у різних вузлах, і ускладнити визначення хронологічного порядку подій у системі.
• Такі функції керування, як планування, розподіл ресурсів і виявлення взаємоблокувань, мають виконуватися на кількох вузлах, щоб досягти прискорення обчислень і забезпечити надійну роботу в разі збою комп’ютерів або мережевих компонентів.
• Повідомлення, якими обмінюються процеси, присутні в різних вузлах, можуть переміщатися через загальнодоступні мережі та проходити через комп’ютерні системи, які не контролюються розподіленою операційною системою. Зловмисник може використати цю функцію для підробки повідомлень або створення фальшивих повідомлень, щоб обдурити процедуру автентифікації та видати себе за користувача системи.

7. Мережева операційна система

Ці системи працюють на сервері та надають можливість керувати даними, користувачами, групами, безпекою, програмами та іншими мережевими функціями. Ці типи операційних систем забезпечують спільний доступ до файлів, принтерів, безпеки, програм та інших мережевих функцій через невелику приватну мережу. Ще один важливий аспект мережевих операційних систем полягає в тому, що всі користувачі добре знають базову конфігурацію, усіх інших користувачів у мережі, їхні індивідуальні підключення тощо, тому ці комп’ютери широко відомі як тісно пов'язані системи .

Мережева операційна система

зображення уцінки

Переваги мережевої операційної системи

• Високостабільні централізовані сервери.
• Проблеми безпеки вирішуються через сервери.
• Нові технології та оновлення обладнання легко інтегруються в систему.
• Доступ до сервера можливий віддалено з різних місць і типів систем.

Недоліки мережевої операційної системи

• Сервери дорогі.
• Користувач повинен залежати від центрального розташування для більшості операцій.
• Потрібне регулярне обслуговування та оновлення.

Прикладами мережевих операційних систем є Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, BSD тощо.

8. Операційна система реального часу

Ці типи ОС обслуговують системи реального часу. Інтервал часу, необхідний для обробки та відповіді на вхідні дані, дуже малий. Цей інтервал часу наз час реакції .
Системи реального часу використовуються, коли є дуже суворі вимоги до часу, як-от ракетні системи, системи управління повітряним рухом, роботи тощо.

викликати функцію js із html

Типи операційних систем реального часу

• Жорсткі системи реального часу:
  Жорсткі ОС реального часу призначені для додатків, де часові обмеження дуже суворі, і навіть найменша можлива затримка неприйнятна. Ці системи створені для порятунку життя, наприклад, автоматичні парашути або подушки безпеки, які повинні бути готові у разі аварії. Віртуальна пам'ять рідко зустрічається в цих системах.
• М'які системи реального часу:
  Ці ОС призначені для додатків, де часові обмеження є менш суворими.

Щоб дізнатися більше, зверніться до Різниця між жорсткою ОС реального часу та програмною ОС реального часу .

Операційна система реального часу

Переваги RTOS

• Максимальне споживання: Максимальне використання пристроїв і систем, отже, більший результат від усіх ресурсів.
• Перенесення завдань: Час, призначений для перенесення завдань у цих системах, значно менший. Наприклад, у старих системах перехід від одного завдання до іншого займає приблизно 10 мікросекунд, а в новітніх системах – 3 мікросекунди.
• Зосередьтеся на застосуванні: Зосередьтеся на запущених програмах і зменшіть увагу на програмах, які знаходяться в черзі.
• Реальний час операційна система в в вбудована система: Оскільки розмір програм невеликий, RTOS також можна використовувати у вбудованих системах, таких як транспортні та інші.
• Без помилок: Ці типи систем не мають помилок.
• Розподіл пам'яті: У системах такого типу найкраще керувати розподілом пам’яті.

Недоліки RTOS

• Обмежені завдання: Дуже мало завдань виконується одночасно, і їхня концентрація на кількох програмах дуже низька, щоб уникнути помилок.
• Використовуйте важкі системні ресурси: Іноді системні ресурси не такі хороші, а також дорогі.
• Складні алгоритми: Алгоритми дуже складні, і дизайнеру важко писати.
• Драйвер пристрою та сигнали переривання: Йому потрібні спеціальні драйвери пристроїв і сигнал переривань, щоб якнайшвидше відповісти на переривання.
• Пріоритет теми: Недобре встановлювати пріоритет потоку, оскільки ці системи менш схильні до перемикання завдань.

Прикладами операційних систем реального часу є Наукові експерименти, медичні системи візуалізації, промислові системи управління, системи зброї, роботи, системи управління повітряним рухом тощо.