Priekšnosacījums: Kas ir operētājsistēma?

Operētājsistēma veic visus pamatuzdevumus, piemēram, failu, procesu un atmiņas pārvaldību. Tādējādi operētājsistēma darbojas kā visu resursu pārvaldītājs, t.i. resursu pārvaldnieks . Tādējādi operētājsistēma kļūst par saskarni starp lietotāju un mašīnu. Tā ir viena no pieprasītākajām programmatūrām, kas atrodas ierīcē.

Operētājsistēma ir programmatūras veids, kas darbojas kā saskarne starp sistēmas programmu un aparatūru. Ir vairāki operētājsistēmu veidi, no kuriem daudzi ir minēti tālāk. Apskatīsim tos.

importēt skeneri java

Operētājsistēmu veidi

Ir vairāki operētājsistēmu veidi, kas ir minēti tālāk.

• Pakešu operētājsistēma
• Daudzprogrammēšanas sistēma
• Daudzapstrādes sistēma
• Daudzuzdevumu operētājsistēma
• Laika dalīšanas operētājsistēma
• Izplatītā operētājsistēma
• Tīkla operētājsistēma
• Reāllaika operētājsistēma

1. Pakešu operētājsistēma

Šāda veida operētājsistēma tieši nesadarbojas ar datoru. Ir operators, kas veic līdzīgus darbus ar vienādām prasībām un grupē tos partijās. Operatora pienākums ir šķirot darbus ar līdzīgām vajadzībām.

Pakešu operētājsistēma

Pakešu operētājsistēmas priekšrocības

• Vairāki lietotāji var koplietot pakešu sistēmas.
• Pakešu sistēmas dīkstāves laiks ir ļoti mazāks.
• Pakešu sistēmās ir viegli atkārtoti pārvaldīt lielus darbus.

Pakešu operētājsistēmas trūkumi

• Datoru operatoriem jābūt labi zināmiem ar pakešu sistēmām.
• Pakešu sistēmas ir grūti atkļūdot.
• Dažreiz tas ir dārgi.
• Pārējiem darbiem būs jāgaida nezināms laiks, ja kāds darbs neizdosies.
• Pakešu operētājsistēmā parasti ir grūti precīzi paredzēt darbu apstrādes laiku, kamēr tie atrodas rindā.
• Ir grūti precīzi paredzēt precīzu laiku, kas nepieciešams, lai darbs tiktu pabeigts, kamēr tas ir rindā.

Pakešu operētājsistēmu piemēri: Algu sistēmas, bankas izraksti utt.

2. Vairāku programmēšanas operētājsistēma

Daudzprogrammēšanas operētājsistēmas var vienkārši ilustrēt, jo galvenajā atmiņā ir vairāk nekā viena programma, un jebkura no tām var tikt izpildīta. To pamatā izmanto resursu labākai izpildei.

Daudzprogrammēšana

Daudzprogrammēšanas operētājsistēmas priekšrocības

• Vairāku programmēšana palielina sistēmas caurlaidspēju.
• Tas palīdz samazināt reakcijas laiku.

Daudzprogrammēšanas operētājsistēmas trūkumi

• Nav iespējas lietotājam sistēmas resursu mijiedarbībai ar sistēmu.

3. Daudzapstrādes operētājsistēma

Daudzapstrādes operētājsistēma ir operētājsistēmas veids, kurā resursu izpildei tiek izmantots vairāk nekā viens CPU. Tas uzlabo sistēmas caurlaidspēju.

Daudzkārtēja apstrāde

Daudzapstrādes operētājsistēmas priekšrocības

• Tas palielina sistēmas caurlaidspēju.
• Tā kā tam ir vairāki procesori, tāpēc, ja viens procesors neizdodas, mēs varam turpināt ar citu procesoru.

Daudzapstrādes operētājsistēmas trūkumi

vai klase var paplašināt vairākas klases

• Vairāku CPU dēļ tas var būt sarežģītāks un kaut kā grūti saprotams.

4. Daudzuzdevumu operētājsistēma

Daudzuzdevumu operētājsistēma ir vienkārši vairāku programmu operētājsistēma ar iespēju izmantot Round-Robin plānošanas algoritmu. Tas var vienlaikus palaist vairākas programmas.

Ir divu veidu vairākuzdevumu sistēmas, kas ir uzskaitītas zemāk.

• Preventīva vairākuzdevumu veikšana
• Kooperatīva daudzuzdevumu veikšana

Daudzuzdevumu veikšana

Daudzuzdevumu operētājsistēmas priekšrocības

• Vairāku uzdevumu operētājsistēmā vienlaikus var izpildīt vairākas programmas.
• Tas ir aprīkots ar pareizu atmiņas pārvaldību.

Daudzuzdevumu operētājsistēmas trūkumi

• Smagas programmas gadījumā sistēma tiek uzkarsēta vairākas reizes.

5. Laika dalīšanas operētājsistēmas

Katram uzdevumam tiek dots zināms laiks izpildei, lai visi uzdevumi noritētu nevainojami. Katrs lietotājs saņem CPU laiku, jo viņi izmanto vienu sistēmu. Šīs sistēmas ir pazīstamas arī kā daudzuzdevumu sistēmas. Uzdevums var būt no viena lietotāja vai arī dažādiem lietotājiem. Katra uzdevuma izpildes laiku sauc par kvantu. Kad šis laika intervāls ir beidzies, OS pārslēdzas uz nākamo uzdevumu.

Laika dalīšanas OS

Laika dalīšanas OS priekšrocības

• Katrs uzdevums saņem vienādas iespējas.
• Mazāka programmatūras dublēšanas iespēja.
• CPU dīkstāves laiku var samazināt.
• Resursu koplietošana: Laika dalīšanas sistēmas ļauj vairākiem lietotājiem koplietot aparatūras resursus, piemēram, centrālo procesoru, atmiņu un perifērijas ierīces, samazinot aparatūras izmaksas un palielinot efektivitāti.
• Uzlabota produktivitāte: laika dalīšana ļauj lietotājiem strādāt vienlaikus, tādējādi samazinot gaidīšanas laiku, līdz nāksies lietot datoru. Šī paaugstinātā produktivitāte nozīmē, ka vairāk darba tiek paveikts īsākā laikā.
• Uzlabota lietotāja pieredze: laika dalīšana nodrošina interaktīvu vidi, kas ļauj lietotājiem sazināties ar datoru reāllaikā, nodrošinot labāku lietotāja pieredzi nekā pakešu apstrāde.

Laika dalīšanas OS trūkumi

kā lejupielādēt mūziku

• Uzticamības problēma.
• Ir jārūpējas par lietotāju programmu un datu drošību un integritāti.
• Datu komunikācijas problēma.
• Augstas pieskaitāmās izmaksas: laika dalīšanas sistēmām ir augstākas pieskaitāmās izmaksas nekā citām operētājsistēmām, jo ​​ir nepieciešama plānošana, konteksta maiņa un citas pieskaitāmās izmaksas, kas saistītas ar vairāku lietotāju atbalstu.
• Sarežģītība: laika dalīšanas sistēmas ir sarežģītas, un tām ir nepieciešama uzlabota programmatūra, lai vienlaikus pārvaldītu vairākus lietotājus. Šī sarežģītība palielina kļūdu un kļūdu iespējamību.
• Drošības riski: ja vairāki lietotāji koplieto resursus, palielinās drošības pārkāpumu risks. Laika dalīšanas sistēmām ir nepieciešama rūpīga lietotāju piekļuves, autentifikācijas un autorizācijas pārvaldība, lai nodrošinātu datu un programmatūras drošību.

Laika dalīšanas OS piemēri ar skaidrojumu

• IBM VM/CMS : IBM VM/CMS ir laika koplietošanas operētājsistēma, kas pirmo reizi tika ieviesta 1972. gadā. Tā tiek izmantota joprojām, nodrošinot virtuālās mašīnas vidi, kas ļauj vairākiem lietotājiem palaist savus operētājsistēmu un lietojumprogrammu gadījumus.
• PSO (laika dalīšanas opcija) : PSO ir laika dalīšanas operētājsistēma, ko IBM pirmo reizi ieviesa 1960. gados lielajam datoram IBM System/360. Tas ļāva vairākiem lietotājiem vienlaikus piekļūt vienam datoram, darbinot savas lietojumprogrammas.
• Windows termināļa pakalpojumi : Windows termināļa pakalpojumi ir laika koplietošanas operētājsistēma, kas ļauj vairākiem lietotājiem attālināti piekļūt Windows serverim. Lietotāji var palaist savas lietojumprogrammas un piekļūt koplietotajiem resursiem, piemēram, printeriem un tīkla krātuvei, reāllaikā.

6. Izplatītā operētājsistēma

Šāda veida operētājsistēmas ir nesens sasniegums datortehnoloģiju pasaulē, un tās tiek plaši pieņemtas visā pasaulē un arī lielā tempā. Dažādi autonomi savstarpēji savienoti datori sazinās savā starpā, izmantojot kopīgu sakaru tīklu. Neatkarīgām sistēmām ir sava atmiņas vienība un centrālais procesors. Tie tiek saukti par brīvi savienotas sistēmas vai sadalītas sistēmas . Šo sistēmu procesori atšķiras pēc izmēra un funkcijām. Lielākais ieguvums, strādājot ar šāda veida operētājsistēmām, ir tas, ka vienmēr ir iespējams, ka viens lietotājs var piekļūt failiem vai programmatūrai, kas faktiski nav viņa sistēmā, bet kāda cita sistēma, kas ir savienota šajā tīklā, t.i., attālā piekļuve ir iespējota. šajā tīklā pievienotās ierīces.

Izplatītā OS

Izplatītās operētājsistēmas priekšrocības

• Viena neveiksme neietekmēs otra tīkla saziņu, jo visas sistēmas ir neatkarīgas viena no otras.
• Elektroniskais pasts palielina datu apmaiņas ātrumu.
• Tā kā resursi tiek koplietoti, aprēķins ir ļoti ātrs un izturīgs.
• Samazinās resursdatora slodze.
• Šīs sistēmas ir viegli mērogojamas, jo daudzas sistēmas var viegli pievienot tīklam.
• Samazinās datu apstrādes kavēšanās.

Izkliedētās operētājsistēmas trūkumi

• Galvenā tīkla kļūme pārtrauks visu saziņu.
• Lai izveidotu sadalītas sistēmas, valoda vēl nav precīzi definēta.
• Šāda veida sistēmas nav viegli pieejamas, jo tās ir ļoti dārgas. Ne tikai tas, ka pamatā esošā programmatūra ir ļoti sarežģīta un vēl nav labi saprotama.

Izplatīto operētājsistēmu piemēri ir LOCUS utt.

Izplatītajām operētājsistēmām ir jārisina šādas problēmas:

• Tīklošana izraisa aizkavēšanos datu pārsūtīšanā starp sadalītās sistēmas mezgliem. Šādas kavēšanās var radīt nekonsekventu skatījumu uz datiem, kas atrodas dažādos mezglos, un apgrūtināt hronoloģiskās secības noteikšanu, kādā notikumi notika sistēmā.
• Kontroles funkcijas, piemēram, plānošana, resursu piešķiršana un strupceļa noteikšana, ir jāveic vairākos mezglos, lai panāktu skaitļošanas ātrumu un nodrošinātu uzticamu darbību, ja datori vai tīkla komponenti atteicas.
• Ziņojumi, ar kuriem apmainās dažādos mezglos esošie procesi, var pārvietoties pa publiskajiem tīkliem un iziet cauri datorsistēmām, kuras nekontrolē izplatītā operētājsistēma. Iebrucējs var izmantot šo funkciju, lai manipulētu ar ziņojumiem vai radītu viltus ziņojumus, lai apmānītu autentifikācijas procedūru un maskētos par sistēmas lietotāju.

7. Tīkla operētājsistēma

Šīs sistēmas darbojas serverī un nodrošina iespēju pārvaldīt datus, lietotājus, grupas, drošību, lietojumprogrammas un citas tīkla funkcijas. Šāda veida operētājsistēmas nodrošina kopīgu piekļuvi failiem, printeriem, drošībai, lietojumprogrammām un citām tīkla funkcijām nelielā privātā tīklā. Vēl viens svarīgs tīkla operētājsistēmu aspekts ir tas, ka visi lietotāji labi apzinās pamata konfigurāciju, visus citus tīklā esošos lietotājus, viņu individuālos savienojumus utt., un tāpēc šie datori ir plaši pazīstami kā cieši savienotas sistēmas .

Tīkla operētājsistēma

java parauga kods

Tīkla operētājsistēmas priekšrocības

• Ļoti stabili centralizēti serveri.
• Drošības problēmas tiek risinātas, izmantojot serverus.
• Jaunās tehnoloģijas un aparatūras uzlabošana ir viegli integrējama sistēmā.
• Piekļuve serverim ir iespējama attālināti no dažādām vietām un sistēmām.

Tīkla operētājsistēmas trūkumi

• Serveri ir dārgi.
• Lielākajai daļai darbību lietotājam ir jābūt atkarīgam no centrālās atrašanās vietas.
• Regulāri ir nepieciešama apkope un atjauninājumi.

Tīkla operētājsistēmu piemēri ir Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, BSD utt.

8. Reāllaika operētājsistēma

Šāda veida operētājsistēmas apkalpo reāllaika sistēmas. Laika intervāls, kas nepieciešams, lai apstrādātu ievades datus un reaģētu uz tiem, ir ļoti mazs. Šo laika intervālu sauc reakcijas laiks .
Reāllaika sistēmas tiek izmantotas, ja ir ļoti stingras laika prasības, piemēram, raķešu sistēmas, gaisa satiksmes vadības sistēmas, roboti utt.

android process acore

Reāllaika operētājsistēmu veidi

• Cietās reāllaika sistēmas:
  Cietās reāllaika operētājsistēmas ir paredzētas lietojumprogrammām, kurās laika ierobežojumi ir ļoti stingri un pat īsākā iespējamā aizkave nav pieņemama. Šīs sistēmas ir paredzētas dzīvības glābšanai, piemēram, automātiskie izpletņi vai gaisa spilveni, kuriem ir jābūt viegli pieejamiem avārijas gadījumā. Virtuālā atmiņa šajās sistēmās ir reti sastopama.
• Mīkstas reāllaika sistēmas:
  Šīs operētājsistēmas ir paredzētas lietojumprogrammām, kurās laika ierobežojums nav tik stingrs.

Lai uzzinātu vairāk, skatiet Atšķirība starp cieto reāllaika OS un mīksto reāllaika OS .

Reāllaika operētājsistēma

RTOS priekšrocības

• Maksimālais patēriņš: Maksimāla ierīču un sistēmu izmantošana, tādējādi vairāk izvades no visiem resursiem.
• Uzdevumu maiņa: Šajās sistēmās uzdevumu maiņai atvēlētais laiks ir ļoti mazāks. Piemēram, vecākās sistēmās pārejai no viena uzdevuma uz citu ir nepieciešamas aptuveni 10 mikrosekundes, bet jaunākajās sistēmās tas aizņem 3 mikrosekundes.
• Koncentrējieties uz pieteikumu: Koncentrējieties uz lietojumprogrammu palaišanu un mazāku nozīmi programmām, kas atrodas rindā.
• Īsts laiks operētājsistēma iekšā uz iegultā sistēma: Tā kā programmu apjoms ir mazs, RTOS var izmantot arī iegultās sistēmās, piemēram, transportā un citās.
• Bez kļūdām: Šāda veida sistēmas ir bez kļūdām.
• Atmiņas piešķiršana: Atmiņas piešķiršanu vislabāk var pārvaldīt šāda veida sistēmās.

RTOS trūkumi

• Ierobežoti uzdevumi: Vienlaicīgi tiek izpildīti ļoti maz uzdevumu, un, lai izvairītos no kļūdām, tie ir ļoti mazāk koncentrēti uz dažām lietojumprogrammām.
• Izmantojiet lielus sistēmas resursus: Dažreiz sistēmas resursi nav tik labi, un tie ir arī dārgi.
• Sarežģīti algoritmi: Algoritmi ir ļoti sarežģīti, un dizainerim ir grūti rakstīt uz tiem.
• Ierīces draiveri un pārtraukumu signāli: Tam ir nepieciešami īpaši ierīču draiveri un pārtraukumu signāls, lai pēc iespējas ātrāk reaģētu uz pārtraukumiem.
• Pavediena prioritāte: Nav labi iestatīt pavedienu prioritāti, jo šīs sistēmas ir ļoti mazāk pakļautas pārslēgšanas uzdevumiem.

Reāllaika operētājsistēmu piemēri ir Zinātniskie eksperimenti, medicīniskās attēlveidošanas sistēmas, rūpnieciskās vadības sistēmas, ieroču sistēmas, roboti, gaisa satiksmes vadības sistēmas utt.