Različne vrste operacijskih sistemov

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Prejšnja oblika računalnikov so bili glavni računalniki, kjer so ti pomanjkljivi v procesu operacijskih sistemov in tipih operacijskih sistemov. V glavnih računalnikih vsak posameznik nosi posamezno odgovornost za določeno časovno obdobje in se mora približati stroju z informacijami in programom, ki so verjetno napisani na papirnatih kartah, papirnatih trakovih ali magnetnih trakovih. Nato bo sestavljeni program odložen v stroj. Po tem bo naprava delovala do zaključka ali propada programa. Rezultat programov bo razhroščen s pomočjo luči na plošči, preklapljanja vrst stikal ali pa z uporabo številčnic na nadzorni plošči.

Toda s temi stroji se čas, potreben za izvajanje programov, poslabša in čas, potreben za dodelitev opreme naslednjemu posamezniku, se poveča. Posledično mora obstajati avtomatizirano spremljanje, minimalni čas delovanja in manjša velikost stroja. Vse te lastnosti so vodile na pot razvoja operacijskega sistema. Torej, sporočite nam, kaj točno je operacijski sistem je njegova funkcionalnost in različne vrste operacijskih sistemov .






Kaj je operacijski sistem?

Ime operacijski sistem ustreza, da gre za zbirko več programske opreme, ki upravlja strojne vire računalnika in uporabniku zagotavlja skupne storitve. Različne vrste računalniških operacijskih sistemov se nanašajo na zbirko različnih vrst programske opreme. Vsak računalnik ima operacijski sistem za zagon drugih programov, ki so v njem.

Osnovni operacijski sistem

Osnovni operacijski sistem



Danes operacijski sistem, ker je opazen v več napravah, od osebnih računalnikov do mobilnih telefonov, zlasti pametnih telefonov. Na primer, skoraj vsak pametni telefon uporablja najnovejši android operacijski sistem .

Vsak operacijski sistem izvaja nekaj osnovnih nalog, kot so prepoznavanje vhodnih podatkov s tipkovnice, pošiljanje izhoda na zaslon, shranjevanje datotek in imenikov diska ter nadzor zunanjih naprav, kot so tiskalniki. Operacijski sistem lahko kadar koli izvede eno samo nalogo ali operacijo, pa tudi več nalog ali operacij.

Arhitektura vrst operacijskih sistemov

Operacijski sistemi nadzorujejo strojne vire računalnika. Jedro in lupina sta dela operacijskega sistema, ki izvajata bistvene operacije.


Arhitektura OS

Arhitektura OS

Ko uporabnik daje ukaze za izvajanje katere koli operacije, zahteva preide na del lupine, ki je znan tudi kot tolmač. Del lupine nato pretvori človeški program v strojno kodo in nato prenese zahtevo v del jedra.

Ko jedro prejme zahtevo iz lupine, jo obdela in prikaže rezultat na zaslonu. Jedro je znano tudi kot srce operacijskega sistema, saj vsako operacijo izvaja ta.

Školjka

Lupina je del programske opreme, ki je nameščena med uporabnikom in jedrom ter zagotavlja storitve jedra. Lupina tako deluje kot tolmač za pretvorbo ukazov od uporabnika v strojno kodo. Lupine, ki so prisotne v različnih vrstah operacijskih sistemov, so dveh vrst: lupine ukazne vrstice in grafične lupine.

Lupine ukazne vrstice zagotavljajo vmesnik ukazne vrstice, lupine ukazne vrstice pa grafični uporabniški vmesnik. Čeprav obe lupini izvajata operacije, lupine grafičnega uporabniškega vmesnika delujejo počasneje kot lupine vmesnika ukazne vrstice.

Vrste školjk

  • Kornska lupina
  • Bournova lupina
  • C lupina
  • Lupina POSIX

Jedro

Jedro je del programske opreme. Je kot most med lupino in strojno opremo. Odgovoren je za izvajanje programov in zagotavljanje varnega dostopa do strojne opreme naprave. Jedro se uporablja za razporejanje, tj. Vzdržuje časovno razporeditev za vse procese. Vrste jedrc so naštete, kot sledi:

  • Monolitno jedro
  • Mikrojedri
  • Exokernels
  • Hibridna jedra

Funkcije računalniškega operacijskega sistema

Operacijski sistem izvaja naslednje funkcije:

  • Upravljanje pomnilnika
  • Upravljanje nalog ali procesov
  • Upravljanje shranjevanja
  • Upravljanje naprave ali vhoda / izhoda
  • Jedro ali razporejanje

Upravljanje pomnilnika

Upravljanje pomnilnika je postopek upravljanja računalniškega pomnilnika. Računalniški spomini so dveh vrst: primarni in sekundarni pomnilnik. Del pomnilnika za programe in programsko opremo se dodeli po sprostitvi pomnilniškega prostora.

Upravljanje pomnilnika operacijskega sistema

Upravljanje pomnilnika operacijskega sistema

Upravljanje pomnilnika je pomembno za operacijski sistem, ki sodeluje pri večopravilnosti, pri čemer OS zahteva preklapljanje pomnilniškega prostora iz enega procesa v drugega. Vsak program zahteva nekaj pomnilniškega prostora za njegovo izvajanje, ki ga zagotavlja enota za upravljanje pomnilnika. CPU je sestavljen iz dveh vrste pomnilniških modulov : navidezni in fizični pomnilnik. Navidezni pomnilnik je pomnilnik RAM, fizični pa trdi disk. Operacijski sistem upravlja naslovni prostor navideznega pomnilnika, dodelitvi pravega pomnilnika pa sledi naslov navideznega pomnilnika.

Pred izvajanjem navodil CPU pošlje navidezni naslov enoti za upravljanje pomnilnika. Nato MMU pošlje fizični naslov v resnični pomnilnik, nato pa resnični pomnilnik dodeli prostor za programe ali podatke.

Upravljanje nalog ali procesov

Vodenje procesov je primerek programa, ki se izvaja. Proces je sestavljen iz številnih elementov, kot so identifikator, števec programov, pomnilnik kazalec podatke o kontekstu itd. Proces je dejansko izvajanje teh navodil.

Upravljanje procesov

Upravljanje procesov

Obstajata dve vrsti procesnih metod: en proces in večopravilnost. Metoda enega postopka obravnava eno samo aplikacijo, ki se izvaja hkrati. Metoda večopravilnosti omogoča več procesov hkrati.

Upravljanje shranjevanja

Upravljanje pomnilnika je funkcija operacijskega sistema, ki skrbi za dodelitev pomnilnika podatkov. Sistem je sestavljen iz različnih vrst pomnilniških naprav, kot so primarni pomnilniški pomnilnik (RAM), sekundarni pomnilniški pomnilnik (trdi disk) in predpomnilniški pomnilnik.

Navodila in podatki se shranijo v primarni pomnilnik ali predpomnilnik, na katerega se sklicuje izvajani program. Podatki pa se izgubijo, ko se prekine napajanje. Sekundarni pomnilnik je trajna naprava za shranjevanje. Operacijski sistem dodeli prostor za shranjevanje, ko se ustvarijo nove datoteke in je načrtovana zahteva za dostop do pomnilnika.

Upravljanje naprav ali vhodov / izhodov

V računalniški arhitekturi je kombinacija CPU in glavnega pomnilnika možgani računalnika, upravljajo pa jo vhodni in izhodni viri. Ljudje komunicirajo s stroji tako, da informacije posredujejo prek V / I naprav.

The zaslon , tipkovnica, tiskalnik in miška so V / I naprave. Upravljanje vseh teh naprav vpliva na prepustnost sistema, zato je upravljanje vhodov in izhodov sistema glavna odgovornost operacijskega sistema

Načrtovanje

Načrtovanje z operacijskim sistemom je postopek nadzora in določanja prednosti sporočil, poslanih procesorju. Operacijski sistem ohranja konstantno količino dela za procesor in s tem uravnoteži delovno obremenitev. Posledično se vsak postopek zaključi v določenem časovnem okviru.

Zato je načrtovanje zelo pomembno v sistemih v realnem času. Načrtovalci so v glavnem treh vrst:

  • Dolgoročni načrtovalec
  • Kratkoročni načrtovalec
  • Srednjeročni urnik

Vrste operacijskih sistemov

Na splošno so računalniški operacijski sistemi v bistvu razdeljeni na dve vrsti:

Vrste operacijskih sistemov

Vrste operacijskih sistemov

  1. Običajni operacijski sistem
  2. Operacijski sistem v realnem času

Običajni operacijski sistem

Običajni operacijski sistem je nadalje razvrščen v dve vrsti:

    • Znakovni uporabniški vmesnik Operacijski sistem
    • Grafični uporabniški vmesnik Operacijski sistem
GUI in CUI

GUI in CUI

Znakovni uporabniški vmesnik (CUI)

Operacijski sistem CUI je besedilni operacijski sistem, ki se uporablja za interakcijo s programsko opremo ali datotekami z vnašanjem ukazov za izvajanje določenih nalog. Operacijski sistem ukazne vrstice za vnos ukazov uporablja samo tipkovnico. Operacijski sistemi ukazne vrstice vključujejo DOS in UNIX . Napredni operacijski sistem ukazne vrstice je hitrejši od naprednega operacijskega sistema GUI.

Grafični uporabniški vmesnik Operacijski sistem (GUI)

Operacijski sistem grafičnega vmesnika je operacijski sistem, ki temelji na miški (operacijski sistem Windows, LINUX), pri čemer uporabnik izvaja naloge ali operacije, ne da bi na tipkovnici vnašal ukaze. Datoteke ali ikone lahko odprete ali zaprete tako, da jih kliknete z miško.

Poleg tega se miška in tipkovnica uporabljata za nadzor nad operacijskimi sistemi GUI za več namenov. Večino od vgrajeni projekti so razviti v tem operacijskem sistemu. Napredni operacijski sistem GUI je počasnejši od operacijskega sistema ukazne vrstice.

Operacijski sistem v realnem času

Operativni sistemi v realnem času so znani tudi kot večopravilni operacijski sistemi. Običajni operacijski sistem je odgovoren za upravljanje strojne opreme računalnika. RTOS izvaja te naloge, vendar je posebej zasnovan za izvajanje aplikacij ob načrtovanem ali natančnem času z visoko zanesljivostjo.

RTOS

RTOS

Operativni sistem v realnem času je zasnovan za aplikacije v realnem času, kot so vgrajeni sistemi, industrijski roboti, oprema za znanstvene raziskave in drugi. V realnem času obstajajo različne vrste operacijskih sistemov, na primer mehki operativni sistemi v realnem času in trdi operacijski sistemi v realnem času.

Primeri RTOS

  • Linux
  • VxWorks
  • TRON
  • Windows CE

Trdi sistem v realnem času

Trdi sistem v realnem času je povsem časovno konstanten sistem. Za trdi operacijski sistem v realnem času je končanje nalog v roku zelo pomembno za učinkovito delovanje sistema.

Na primer, za dani vhod, če uporabnik pričakuje izhod po 10 sekundah, potem mora sistem obdelati vhodne podatke in dati izhod natančno po 10 sekundah. Tukaj je rok 10 sekund, zato sistem ne bi smel dati izhoda po 11. ali 9. sekundi.

Zato se v vojski in obrambi uporabljajo trdi sistemi v realnem času.

Mehko Sistem v realnem času

Za mehanski sistem v realnem času upoštevanje roka ni obvezno za vsako nalogo. Zato lahko mehak sistem v realnem času rok zamudi za eno ali dve sekundi. Če pa sistem vsakič zamudi roke, bo to poslabšalo delovanje sistema. Računalniki, avdio in video sistemi so primeri mehkih sistemov v realnem času. Dandanes se Androidi pogosto uporabljajo za aplikacije, kot je avtomatski odpirači za vrata .

Poleg tega obstaja še veliko drugih različne vrste operacijskih sistemov v računalniku skupaj z njihovimi prednostmi in slabostmi. Nekaj ​​vrst lahko razložimo na naslednji način:

Paketni operacijski sistem

Posamezniki, ki delujejo v paketnem operacijskem sistemu, ne bodo imeli neposredne komunikacije z računalnikom. Vsak posameznik nastavi svojo nalogo na kakršni koli napravi brez povezave, na primer na bušilkah, nato pa pripravljene podatke naloži v računalnik. Da bi povečali hitrost obdelave, so naloge s podobno vrsto operacije združene in delujejo kot ena skupina.

Ti stroji izvajajo operacije z operaterji, operaterji pa začnejo postopek razvrščanja programov z enako funkcionalnostjo v serije. To je eden od obsežno implementiranih operacijskih sistemov.

Prednosti

  • Ogromno dela je mogoče zlahka ponoviti na več načinov
  • Različni uporabniki lahko enostavno razdelijo svoje paketne sisteme
  • Neaktivni čas v teh sistemih šarž je zelo minimalen
  • Čas, potreben za dokončanje naloge, lahko procesor zlahka pozna, ko se v stroj naloži v obliki čakalne vrste

Slabosti

  • Serijski operacijski sistemi so nekoliko dražji
  • Postopek odpravljanja napak je zapleten
  • S tem sistemom smejo upravljati samo izkušene osebe

Porazdeljene vrste operacijskih sistemov

Razdeljeni operacijski sistem je sodobna izboljšava v računalniški domeni. Ta vrsta sistema se v veliki meri uporablja po vsem svetu, skupaj z izjemno hitrostjo. Različni neodvisni medsebojno povezani računalniki bodo imeli komunikacijo prek tega porazdeljenega operacijskega sistema. Vsak avtonomni sistem ima lastne procesorske in pomnilniške enote. Ti sistemi se imenujejo tudi ohlapno povezani sistemi in imajo različne velikosti in delovanje.

Ključna prednost te vrste operacijskega sistema je, da imajo posamezniki dostop do programske opreme ali dokumentov, ki niso v trenutnem operacijskem sistemu, obstajajo pa v drugih sistemih, ki imajo povezavo v trenutnem sistemu. To pomeni, da obstaja notranja dostopnost znotraj naprav, ki so povezane v sistem.

Glede na razporeditev različnih vozlišč obstajajo različna vrste porazdeljenega operacijskega sistema in to so:

Peer to Peer - Ta sistem je vključen v vozlišča, ki imajo enake udeležence pri izmenjavi podatkov. Celotna funkcionalnost je skupna vsem vozliščem. Vozlišča, ki komunicirajo z drugimi, se imenujejo skupni viri. To lahko dosežemo prek omrežja.

Odjemalec / strežnik - V sistemih odjemalec / strežnik zahteva, ki ga pošlje odjemalec, strežniški sistem. Strežniški sistem nudi možnost zagotavljanja storitev za več odjemalcev hkrati le, če ima odjemalec stik samo z enim strežnikom. Odjemalska in strežniška naprava bosta komunicirali prek omrežja in tako spadata pod klasifikacijo porazdeljenih sistemov.

Prednosti

  • Skupna raba podatkov se lahko izvede na poenostavljen način, kadar so celotna vozlišča medsebojno povezana
  • Postopek dodajanja dodatnih vozlišč je tako preprost in konfiguracija je enostavno prilagodljiva glede na zahtevo
  • Napaka enega vozlišča ne razbije drugih vozlišč. Vsa druga vozlišča lahko vzpostavijo komunikacijo med seboj

Slabosti

  • Zagotavljanje večje varnosti za vse povezave in vozlišča je nekoliko zapleteno
  • V času prenosa vozlišč se lahko nekateri podatki izgubijo
  • V primerjavi s posameznim uporabniškim sistemom je tukaj upravljanje baze podatkov precej zapleteno
  • Med prenosom podatkov z vseh vozlišč lahko pride do preobremenitve podatkov

Operacijski sistem za delitev časa

To je postopek, pri katerem omogoča povezave za različne ljudi, ki se nahajajo na različnih lokacijah, da lahko istočasno delijo določen sistem. Ta vrsta operacijskega sistema je označena kot logična razširitev večprogramiranja. Ime delitve časa ustreza temu, da se čas procesorjev deli med različnimi posamezniki hkrati. Glavna različica med serijskim in časovno deljenim operacijskim sistemom je izkoriščenost procesorja in odzivni čas.

V paketnem sistemu je glavna direktiva povečati izkoristek procesorja, medtem ko je v operacijskih sistemih s časovno porazdelitvijo ta direktiva zmanjšati odzivni čas.

CPU izvaja različna opravila s prestavljanjem, medtem ko se ta stikala dogajajo tako redno. Zaradi tega se lahko vsak uporabnik hitro odzove.

Na primer, pri načinu transakcije procesor v zelo kratkem času upravlja vsak posamezen program. Torej, ko obstaja 'n' posameznikov, lahko vsakdo dobi svoje časovno obdobje. Ko je ukaz oddan, bo hiter odgovor. Ta operacijski sistem deluje na večprogramiranju in razporejanju procesorjev, da vsakemu posamezniku dodeli ustrezno časovno obdobje. Operacijski sistemi, ki so bili prvotno razviti v paketu, so zdaj nadgrajeni na sisteme s časovno delitvijo.

Nekaj ​​prednosti in slabosti operacijskih sistemov za delitev časa je:

Prednosti

  • Hiter odziv
  • Odpravlja podvajanje programske opreme
  • Najmanjši čas mirovanja procesorja

Slabosti

  • Zanesljivost je glavna skrb
  • Tako podatki kot programi morajo imeti večjo varnost
  • Vprašanje je podatkovna komunikacija

Vrste operacijskih sistemov za več uporabnikov

Gre za metodo operacijskega sistema, pri kateri različnim uporabnikom omogoča povezavo in delovanje v enem operacijskem sistemu. Ljudje z njim komunicirajo z računalniki ali terminali, ki omogočajo dostopnost prek omrežja ali naprav, kot so tiskalniki. Ta vrsta operacijskega sistema mora imeti uravnoteženo komunikacijo z vsemi uporabniki. To je zato, ker kadar pride do zapleta ene osebe, to ne bi smelo vplivati ​​na druge uporabnike, ki so v zaporedju.

Lastnosti

  • Nevidnost - To se zgodi na spodnjem koncu, kot je formatiranje diska in drugih
  • Obdelava podatkov v ozadju - če ni možnosti obdelave podatkov s sprednjega dela, to omogoča obdelavo podatkov v ozadju
  • Skupna raba virov - različne naprave, kot so trdi diski, gonilniki ali tiskalniki, lahko pa tudi datoteke ali dokumenti
  • Večprocesna obdelava

V glavnem so trije vrste večuporabniških operacijskih sistemov in so pojasnjeni na naslednji način:

Porazdeljeni operacijski sistem

To je izbor različnih naprav, ki se nahajajo v različnih računalniških sistemih, ki komunicirajo, delujejo in se usklajujejo z enim skladnim sistemom za posameznika. In prek omrežnega sistema lahko uporabniki vzpostavijo komunikacijo. Tu se viri delijo v pristopu, da je mogoče upravljati različne zahteve in na koncu zagotoviti vsako zahtevo. Mobilne aplikacije in digitalno bančništvo so primeri upravljanja prek porazdeljenega operacijskega sistema.

Sistem s časovnim rezom

Tu je vsakemu posameznemu uporabniku dodeljen kratek čas procesorskega časa, kar pomeni, da je za vsako funkcionalnost določeno nekaj časa. Zdi se, da so ti časovni odseki minimalni. Nalogo, ki jo je treba upravljati, določi interna naprava z imenom načrtovalnik. To določa in upravlja funkcionalnost na podlagi dodeljenih prednostnih nalog.

Med povezanimi posamezniki operacijski sistem obdela uporabniške zahteve. To je ekskluzivna funkcionalnost časovno razrezanega operacijskega sistema, ki ni na voljo v nobenem drugem. Na primer glavni računalniki.

Večprocesorski sistem

Tu sistem hkrati uporablja več procesorjev. Ker celotni procesorji delujejo posledično, je čas, potreben za dokončanje naloge, hiter kot čas za en uporabniški tip operacijskega sistema. Najbolj splošen scenarij te vrste je operacijski sistem Windows, kjer lahko hkrati obdela več nalog, kot so predvajanje glasbe, delo z excelom, besedilni dokument, brskanje in številna druga. Več aplikacij je mogoče izvesti, ne da bi to vplivalo na učinkovitost drugih.

Prednosti

Prednosti več uporabniškega operacijskega sistema so

  • Enostavna distribucija virov
  • Ekstremno varnostno kopiranje podatkov
  • Uporablja se v knjižnicah
  • Odpravlja kakršne koli motnje
  • Izboljšana hitrost in učinkovitost
  • Izvedeno v sprotnih aplikacijah

Slabosti

Slabosti več uporabniškega operacijskega sistema so

  • Ker v enem sistemu deluje več računalnikov, lahko virus zlahka pripusti sistemu
  • Zasebnost in zaupnost postaneta vprašanje
  • Ustvarjanje več računov v enem sistemu je lahko včasih tvegano in zapleteno

Poleg teh obstaja še veliko različnih vrst operacijskih sistemov, in sicer:

  • Omrežni OS
  • Večopravilnost OS
  • Gručasti OS
  • Real-Time OS
  • OS Linux
  • Mac OS

Gre torej za podroben koncept različnih vrst operacijskih sistemov. Šli smo skozi koncepte delovanja operacijskega sistema, arhitekture, vrst, prednosti in slabosti. Zato je tukaj zelo preprosto vprašanje za vse navdušene bralce: kaj so prednosti operacijskega sistema Linux pred Windowsom ?