Различни видове операционни системи

Различни видове операционни системи

По-ранната форма на компютрите бяха мейнфреймове, където те са недостатъчни в процеса на операционните системи и видовете операционни системи. В основните рамки всеки индивид носи индивидуалната отговорност за определен период от време и той трябва да се доближи до машината с информация и програма, вероятно написана на хартиени карти, хартиени ленти или магнитни ленти. След това съставената програма ще бъде изхвърлена в машината. След това машината ще функционира до момента на завършване или срив на програмата. Изходът на програмите ще бъде отстранен чрез осветление на панела, превключване на видове превключватели или друго използване на циферблатите на контролния панел.



Но с тези машини времето, необходимо за стартиране на програми, се влошава и времето, необходимо за присвояване на оборудването на следващия индивид, се увеличава. В резултат на това трябва да има автоматизирано наблюдение, минимално време за работа и по-малък размер на машината. Всички тези функции доведоха до пътя на развитието на операционната система. Така че, уведомете ни какво точно е операционна система е неговата функционалност и различни видове операционни системи .


Какво е операционна система?

Името на операционната система съответства на това, че представлява колекция от множество софтуери, които управляват хардуерните ресурси на компютъра и предоставят колективни услуги на потребителя. Различните видове компютърни операционни системи се отнасят до колекцията от различни видове софтуер. Всеки компютър притежава операционна система за стартиране на други налични в него програми.





Основна операционна система

Основна операционна система

В наши дни операционна система, защото се наблюдава в множество устройства, вариращи от персонални компютри до мобилни телефони, особено смартфони. Например, почти всеки смартфон използва най-новата операционна система android .



Всяка операционна система изпълнява няколко от основните задачи, като разпознаване на входни данни от клавиатура, изпращане на изход на дисплея, съхраняване на файлове и директории на диска и управление на периферни устройства като принтери. Операционната система може да изпълнява една задача или операция, както и множество задачи или операции по всяко време.

Архитектурата на типовете операционни системи

Операционните системи контролират хардуерните ресурси на компютър. Ядрото и обвивката са частите на операционната система, които извършват основни операции.


Архитектура на ОС

Архитектура на ОС

Когато потребителят дава команди за извършване на каквато и да е операция, заявката отива към частта на обвивката, която е известна също като интерпретатор. След това обвивката превръща човешката програма в машинен код и след това прехвърля заявката към частта на ядрото.

Когато ядрото получи заявката от черупката, тя обработва заявката и показва резултата на екрана. Ядрото е известно още като сърцето на операционната система, тъй като всяка операция се извършва от него.

Черупка

Черупката е част от софтуера, който се поставя между потребителя и ядрото и предоставя услуги на ядрото. По този начин черупката действа като интерпретатор за преобразуване на командите от потребителя в машинен код. Черупките, присъстващи в различните видове операционни системи, са два вида: черупки от командния ред и графични обвивки.

Черупките на командния ред предоставят интерфейс на командния ред, докато черупките на графичния ред предоставят графичен потребителски интерфейс. Въпреки че и двете обвивки изпълняват операции, обвивките на графичния потребителски интерфейс се изпълняват по-бавно от черупките на интерфейса на командния ред.

Видове черупки

  • Корнова черупка
  • Черупка на Борн
  • C черупка
  • Черупка POSIX

Ядро

Ядрото е част от софтуера. Това е като мост между черупката и хардуера. Той е отговорен за стартиране на програми и осигуряване на сигурен достъп до хардуера на машината. Ядрото се използва за планиране, т.е. поддържа графика за всички процеси. А видовете ядра са изброени по-долу:

  • Монолитно ядро
  • Микроядра
  • Екзокернели
  • Хибридни ядра

Функции на компютърната операционна система

Операционната система изпълнява следните функции:

  • Управление на паметта
  • Управление на задачи или процеси
  • Управление на съхранението
  • Управление на устройство или вход / изход
  • Ядро или график

Управление на паметта

Управление на паметта е процесът на управление на компютърната памет. Компютърните памет са два вида: първична и вторична памет. Частта памет за програми и софтуер се разпределя след освобождаване на паметта.

Управление на паметта на операционната система

Управление на паметта на операционната система

Управлението на паметта е важно за операционната система, участваща в многозадачност, при което ОС изисква превключване на пространството на паметта от един процес на друг. Всяка отделна програма изисква малко място за памет за изпълнението си, което се осигурява от модула за управление на паметта. Процесорът се състои от два видове модули памет : виртуална памет и физическа памет. Виртуалната памет е RAM памет, а физическата памет е памет на твърдия диск. Операционната система управлява адресните пространства на виртуалната памет и присвояването на реална памет е последвано от адреса на виртуалната памет.

Преди да изпълни инструкциите, процесорът изпраща виртуалния адрес на модула за управление на паметта. Впоследствие MMU изпраща физическия адрес към реалната памет и след това реалната памет отделя място за програмите или данните.

Управление на задачи или процеси

Управление на процесите е екземпляр на програма, която се изпълнява. Процесът се състои от редица елементи, като идентификатор, програмен брояч, памет указател и контекстни данни и т.н. Процесът всъщност е изпълнение на тези инструкции.

Управление на процесите

Управление на процесите

Има два вида методи на процеса: единичен процес и метод на многозадачност. Методът с един процес се занимава с едно приложение, работещо в даден момент. Многозадачният метод позволява множество процеси едновременно.

Управление на съхранението

Управлението на съхранението е функция на операционната система, която обработва разпределението на паметта на данните. Системата се състои от различни видове устройства с памет, като първична памет за съхранение (RAM), памет за вторично съхранение (твърд диск) и кеш памет.

Инструкциите и данните се поставят в основното хранилище или кеш паметта, към която се позовава работещата програма. Данните обаче се губят при спиране на захранването. Вторичната памет е постоянно устройство за съхранение. Операционната система разпределя място за съхранение, когато се създават нови файлове и се планира искането за достъп до паметта.

Управление на устройство или вход / изход

В компютърната архитектура комбинацията от процесор и основна памет е мозъкът на компютъра и се управлява от входните и изходните ресурси. Хората взаимодействат с машините, като предоставят информация чрез I / O устройства.

The дисплей , клавиатура, принтер и мишка са I / O устройства. Управлението на всички тези устройства влияе върху производителността на системата, поради което управлението на входа и изхода на системата е основна отговорност на операционната система

Планиране

Планирането от операционна система е процес на контрол и приоритизиране на съобщенията, изпратени до процесор. Операционната система поддържа постоянно количество работа за процесора и по този начин балансира натоварването. В резултат на това всеки процес приключва в рамките на определен срок.

Следователно планирането е много важно в системите в реално време. Планировъците са основно от три вида:

  • Дългосрочен график
  • Краткосрочен график
  • Средносрочен график

Видове операционни системи

Като цяло компютърните операционни системи по същество се категоризират в два типа:

Видове операционни системи

Видове операционни системи

  1. Нормална операционна система
  2. Операционна система в реално време

Нормална операционна система

Нормалната операционна система е допълнително класифицирана в два типа:

    • Символен потребителски интерфейс Операционна система
    • Графичен потребителски интерфейс Операционна система
GUI и CUI

GUI и CUI

Символен потребителски интерфейс Операционна система (CUI)

Операционната система CUI е текстова операционна система, която се използва за взаимодействие със софтуера или файловете чрез въвеждане на команди за изпълнение на конкретни задачи. Операционната система на командния ред използва само клавиатурата за въвеждане на команди. Операционните системи на командния ред включват DOS и UNIX . Разширената операционна система на командния ред е по-бърза от усъвършенстваната операционна система GUI.

Графичен потребителски интерфейс Операционна система (GUI)

Операционната система с графичен интерфейс е операционна система, базирана на мишка (операционна система Windows, LINUX), при която потребителят изпълнява задачите или операциите, без да въвежда командите от клавиатурата. Файловете или иконите могат да бъдат отворени или затворени чрез щракване върху тях с бутон на мишката.

В допълнение към това, мишката и клавиатурата се използват за управление на GUI операционните системи за няколко цели. Повечето от вградени базирани проекти са разработени на тази операционна система. Усъвършенстваната операционна система GUI е по-бавна от операционната система на командния ред.

Операционна система в реално време

Операционните системи в реално време са известни още като многозадачни операционни системи. Нормалната операционна система отговаря за управлението на хардуерните ресурси на компютъра. RTOS изпълнява тези задачи, но е специално проектиран да изпълнява приложения в планирано или точно време с висока надеждност.

RTOS

RTOS

Операционната система в реално време е проектирана за приложения в реално време, като вградени системи, индустриални роботи, оборудване за научни изследвания и други. Има различни видове операционни системи в реално време, като меки операционни системи в реално време и твърди операционни системи в реално време.

Примери за RTOS

  • Linux
  • VxWorks
  • TRON
  • Windows CE

Твърда система в реално време

Твърдата система в реално време е чисто постоянна във времето система. За твърда операционна система в реално време завършването на задачите в срок е много важно за ефективната работа на системата.

Например, за даден вход, ако потребителят очаква изхода след 10 секунди, тогава системата трябва да обработи входните данни и да даде изхода точно след 10 секунди. Тук крайният срок е 10 секунди и следователно системата не трябва да дава изхода след 11-та или 9-та сек.

Поради това в армията и отбраната се използват твърди системи в реално време.

Мека Система в реално време

За мека система в реално време спазването на крайния срок не е задължително за всяка задача. Следователно, меката система в реално време може да пропусне крайния срок с една или две секунди. Ако обаче системата всеки път пропусне срокове, това ще влоши производителността на системата. Компютрите, аудио и видео системите са примери за меки системи в реално време. В днешно време Androids се използват широко за приложения като автоматични отварящи се врати .

Освен това има и много други различни видове операционни системи на компютъра заедно с техните предимства и недостатъци. Някои от типовете могат да бъдат обяснени, както следва:

Пакетна операционна система

Лицата, които работят в пакетната операционна система, няма да имат пряка комуникация с компютъра. Всеки индивид настрои своята задача на офлайн оборудване като перфокарти и след това зарежда подготвената информация в компютъра. За да се подобри скоростта на обработка, задачите, които имат подобен тип операция, се групират заедно и се изпълняват като една група.

Тези машини извършват операциите с помощта на оператори и операторите поемат операцията за сортиране на програми, имащи същата функционалност, в партиди. Това е една от широко внедрените операционни системи.

Предимства

  • Огромно количество работа може лесно да се обработи многократно
  • Различните потребители могат лесно да разделят своите партидни системи
  • Времето на неактивност в тези партидни системи е много минимално
  • Времето, необходимо за изпълнение на задача, може лесно да бъде известно на процесора, когато те се зареждат в машината във формат на опашка

Недостатъци

  • Пакетните операционни системи са малко по-скъпи
  • Процесът на отстраняване на грешки е сложен
  • Само опитни лица трябва да работят с тази система

Разпределени типове операционни системи

Разпределената операционна система е модерното подобрение в компютърния домейн. Този тип система се използва широко по целия свят заедно с екстремни темпове. Различните независими взаимосвързани компютри ще имат комуникация през тях чрез тази разпределена операционна система. Всяка автономна система притежава собствени блокове за обработка и памет. Тези системи също се наричат ​​слабо свързани системи и имат различни размери и операции.

Основното предимство в този вид операционна система е, че хората могат да имат достъп до софтуер или документи, които не са в текущата операционна система, но съществуват в други системи, които имат връзка в текущата система. Това означава, че съществува отдалечена достъпност, вътрешна към устройствата, които са свързани в системата.

В зависимост от подредбата на различни възли, има различни видове разпределена операционна система а това са:

Peer to Peer - Тази система е включена с възли, които имат идентични участници в споделянето на данни. Цялата функционалност се споделя между всички възли. Възлите, които имат комуникация с други, се наричат ​​споделени ресурси. Това може да се постигне чрез мрежа.

Клиентски сървър - В клиент / сървърните системи заявката, която се изпраща от клиента, се предоставя от сървърната система. Сървърната система притежава възможността да предоставя услуга за множество клиенти едновременно само когато клиентът има контакт само с един сървър. Клиентът и сървърните устройства ще имат комуникация чрез мрежа и така попадат в класификацията на разпределените системи.

Предимства

  • Споделянето на данни може да се извършва по опростен начин, при който всички възли имат връзка помежду си
  • Процесът на добавяне на допълнителни възли е толкова прост и конфигурацията е лесно мащабируема според изискването
  • Неизправността на един възел не разрушава други възли. Всички останали възли могат да установят комуникация помежду си

Недостатъци

  • Осигуряването на подобрена сигурност за всички връзки и възли е малко сложно
  • По време на предаването на възли някои от данните могат да бъдат загубени
  • В сравнение с индивидуалната потребителска система, тук управлението на базата данни е доста сложно
  • Докато предаването на данни от всички възли може да има претоварване на данни

Операционна система за споделяне на времето

Това е процедурата, при която позволява връзки за различни хора, разположени на различни места, да споделят конкретна система едновременно. Този вид операционна система се означава като логическо разширение на мултипрограмирането. Името споделяне на време съответства на това, че времето на процесорите се споделя едновременно между различни лица. Основната вариация, която е между пакетната и споделената във времето операционна система, е използването на процесора и времето за реакция.

В пакетната система основната директива е да се подобри използването на процесора, докато при операционните системи с споделяне на времето директивата е да се намали времето за реакция.

Различни задачи се изпълняват от процесора чрез превключване през, докато тези превключватели се случват толкова редовно. Поради това всеки потребител може да получи бърз отговор.

Например, в метода на транзакция, процесорът управлява всяка отделна програма за много кратък период от време. Така че, когато има ‘n’ индивиди, всеки човек може да получи своя период от време. Когато командата бъде подадена, ще има бърз отговор. Тази операционна система работи върху мултипрограмиране и планиране на процесори, за да разпредели всеки индивид със съответния период от време. Операционните системи, които първоначално са разработени като пакет, сега са надградени до системи с споделено време.

Някои от предимствата и недостатъците на операционните системи за споделяне на времето са:

Предимства

  • Бърз отговор
  • Елиминира дублирането на софтуер
  • Минимално време на празен ход на процесора

Недостатъци

  • Надеждността е основната грижа
  • И данните, и програмите трябва да бъдат снабдени с повишена сигурност
  • Предаването на данни е проблемът

Многопотребителски типове операционни системи

Това е метод на операционната система, при който позволява на различни потребители да се свързват и да функционират в една операционна система. Хората взаимодействат с него с помощта на компютри или терминали, които осигуряват достъпност чрез мрежа или устройства като принтери. Този вид операционна система трябва да има подобрена комуникация с всички потребители по балансиран подход. Това е така, защото когато възникне усложнение от един човек, това не би трябвало да повлияе на други потребители, които са в последователността.

Характеристика

  • Невидимост - Това се случва в долния край като форматиране на диска и други
  • Обработка на данните отзад - Когато няма възможност за обработка на данни от предния край, това дава възможност за обработка на данни от задната страна
  • Споделяне на ресурси - могат да се споделят различни устройства като твърди дискове, драйвери или принтери, а също така файлове или документи
  • Мултипроцесинг

Има основно три видове многопотребителска операционна система и те са обяснени както следва:

Разпределена операционна система

Това е асортиментът от различни устройства, които са разположени в различни компютърни системи, които комуникират, функционират и координират с единната последователна система на индивида. И чрез мрежова система потребителите могат да установят комуникация. Тук ресурсите се споделят в подхода, че могат да се управляват различни заявки и всяка една специална заявка може да бъде осигурена в края. Мобилните приложения и цифровото банкиране са примери, управлявани чрез разпределена операционна система.

Система с нарязано време

Тук на всеки отделен потребител се назначава кратък период от време на процесора, което означава, че за всяка функционалност е определен определен период от време. Тези времеви сегменти изглеждат минимални. Задачата, която трябва да се управлява, се определя от вътрешното устройство, наречено планировчик. Това определя и управлява функционалността въз основа на зададени приоритети.

Сред свързаните лица операционната система обработва заявките на потребителя. Това е изключителната функционалност в операционната система с разрязани във времето, която не се предлага в никоя друга. Например мейнфреймове.

Многопроцесорна система

Тук едновременно системата използва множество процесори. Тъй като всички процесори работят последователно, времето, необходимо за завършване на задачата, е бързо, отколкото на еднопотребителския тип операционна система. Най-общият сценарий от този тип е операционната система Windows, където може да обработва едновременно множество задачи, като възпроизвеждане на музика, работа с Excel, Word документ, сърфиране и много други. По-голям брой приложения могат да бъдат изпълнени, без да се нарушава ефективността на другите.

Предимства

Предимствата на многопотребителската операционна система са

  • Лесно разпределение на ресурсите
  • Екстремно архивиране на данни
  • Използва се в библиотеките
  • Елиминира всякакъв вид смущения
  • Подобрена скорост и ефективност
  • Внедрено в приложения в реално време

Недостатъци

Недостатъците на многопотребителската операционна система са

  • Тъй като множество компютри функционират в една система, това може лесно да позволи на вируса да влезе в системата
  • Поверителността и поверителността се превръщат в проблем
  • Създаването на множество акаунти в една система може да бъде рисковано и понякога сложно

Освен тях съществуват много други различни видове операционни системи и те са:

  • Мрежова ОС
  • Многозадачна ОС
  • Клъстерна ОС
  • ОС в реално време
  • ОС Linux
  • Mac OS

И така, всичко е свързано с подробната концепция за различните видове операционни системи. Преминахме през концепциите за работа на операционната система, архитектура, видове, предимства и недостатъци. Ето защо, тук е много прост въпрос за всички ентусиазирани читатели: Какви са предимства на операционната система Linux пред Windows ?