Различные типы операционных систем

Ранняя форма компьютеров представляла собой мэйнфреймы, в которых отсутствовали операционные системы и типы операционных систем. В мэйнфреймах каждый человек несет индивидуальную ответственность в течение определенного периода времени, и им необходимо подойти к машине, имея информацию и программу, вероятно, записанную на бумажных карточках, бумажных лентах или магнитных лентах. Затем созданная программа будет загружена в машину. После этого машина будет работать до момента завершения или свертывания программы. Вывод программ будет отлажен с помощью индикаторов на панели, переключателей или переключателей на панели управления.

Но с этими машинами время, необходимое для выполнения программ, сокращается, а время, необходимое для передачи оборудования следующему человеку, увеличивается. Вследствие этого должен быть автоматизированный мониторинг, минимальное время работы и меньший размер машины. Все эти особенности привели к развитию операционной системы. Итак, дайте нам знать, что именно Операционная система есть, его функциональность и разные типы операционных систем .

Что такое операционная система?

Название операционной системы соответствует тому, что это набор из нескольких программ, которые управляют аппаратными ресурсами компьютера и предоставляют пользователю коллективные услуги. Различные типы компьютерных операционных систем относятся к набору различных типов программного обеспечения. На каждом компьютере есть операционная система для запуска других имеющихся на нем программ.

Базовая операционная система

В наши дни операционная система, потому что она наблюдается во многих устройствах, от персональных компьютеров до сотовых телефонов, особенно смартфонов. Например, почти каждый смартфон использует новейшая операционная система Android .

Любая операционная система выполняет несколько основных задач, таких как распознавание входных данных с клавиатуры, отправка вывода на экран дисплея, хранение файлов и каталогов на диске и управление периферийными устройствами, такими как принтеры. Операционная система может выполнять одну задачу или операцию, а также несколько задач или операций в любое время.

Архитектура типов операционных систем

Операционные системы управляют аппаратными ресурсами компьютера. Ядро и оболочка - это части операционной системы, которые выполняют важные операции.

Архитектура ОС

Когда пользователь дает команды для выполнения какой-либо операции, запрос переходит в часть оболочки, которая также известна как интерпретатор. Затем часть оболочки переводит человеческую программу в машинный код и затем передает запрос части ядра.

Когда ядро ​​получает запрос от оболочки, оно обрабатывает запрос и отображает результат на экране. Ядро также известно как сердце операционной системы, поскольку оно выполняет все операции.

Ракушка

Оболочка - это часть программного обеспечения, которая находится между пользователем и ядром и предоставляет услуги ядра. Таким образом, оболочка действует как интерпретатор для преобразования команд от пользователя в машинный код. Оболочки, присутствующие в различных типах операционных систем, бывают двух типов: оболочки командной строки и графические оболочки.

Оболочки командной строки предоставляют интерфейс командной строки, в то время как оболочки графической строки предоставляют графический пользовательский интерфейс. Хотя обе оболочки выполняют операции, оболочки графического пользовательского интерфейса работают медленнее, чем оболочки интерфейса командной строки.

Виды снарядов

• Корн оболочка
• Оболочка Борна
• Оболочка C
• Оболочка POSIX

Ядро

Ядро - это часть программного обеспечения. Это как мост между оболочкой и оборудованием. Он отвечает за запуск программ и обеспечение безопасного доступа к оборудованию машины. Ядро используется для планирования, т. Е. Оно поддерживает расписание для всех процессов. И типы ядер перечислены ниже:

• Монолитное ядро
• Микроядра
• Экзоядра
• Гибридные ядра

Функции операционной системы компьютера

Операционная система выполняет следующие функции:

• Управление памятью
• Управление задачами или процессами
• Управление хранилищем
• Управление устройством или вводом / выводом
• Ядро или планирование

Управление памятью

Управление памятью это процесс управления памятью компьютера. Компьютерная память бывает двух типов: первичная и вторичная. Часть памяти для программ и программного обеспечения выделяется после освобождения пространства памяти.

Управление памятью операционной системы

Управление памятью важно для операционной системы, участвующей в многозадачности, когда ОС требует переключения пространства памяти с одного процесса на другой. Каждой отдельной программе требуется некоторое пространство памяти для своего выполнения, которое предоставляется блоком управления памятью. ЦП состоит из двух типы модулей памяти : виртуальная память и физическая память. Виртуальная память - это оперативная память, а физическая память - это память на жестком диске. Операционная система управляет адресными пространствами виртуальной памяти, и за назначением реальной памяти следует адрес виртуальной памяти.

Перед выполнением инструкций ЦП отправляет виртуальный адрес блоку управления памятью. Затем MMU отправляет физический адрес в реальную память, а затем реальная память выделяет место для программ или данных.

Управление задачами или процессами

Управление процессом является экземпляром выполняемой программы. Процесс состоит из ряда элементов, таких как идентификатор, счетчик программ, память. указатель и контекстные данные, и так далее. Процесс фактически является выполнением этих инструкций.

Управление процессом

Есть два типа методов обработки: однопроцессный и многозадачный. Метод одного процесса имеет дело с одним приложением, работающим одновременно. Метод многозадачности позволяет одновременно выполнять несколько процессов.

Управление хранилищем

Управление хранилищем - это функция операционной системы, которая обрабатывает выделение памяти для данных. Система состоит из различных типов запоминающих устройств, таких как первичная запоминающая память (RAM), вторичная запоминающая память (жесткий диск) и кэш-память.

Инструкции и данные помещаются в основное хранилище или кэш-память, на которую ссылается запущенная программа. Однако данные теряются при отключении питания. Вторичная память - это постоянное запоминающее устройство. Операционная система выделяет место для хранения при создании новых файлов и планировании запроса доступа к памяти.

Устройство или управление вводом / выводом

В компьютерной архитектуре комбинация ЦП и основной памяти является мозгом компьютера, и им управляют ресурсы ввода и вывода. Люди взаимодействуют с машинами, предоставляя информацию через устройства ввода-вывода.

В отображать , клавиатура, принтер и мышь являются устройствами ввода-вывода. Управление всеми этими устройствами влияет на пропускную способность системы, поэтому управление вводом и выводом системы является основной обязанностью операционной системы.

Планирование

Планирование операционной системой - это процесс контроля и определения приоритетов сообщений, отправляемых процессору. Операционная система поддерживает постоянный объем работы процессора и, таким образом, балансирует рабочую нагрузку. В результате каждый процесс завершается в установленные сроки.

Следовательно, планирование очень важно в системах реального времени. Планировщики в основном бывают трех типов:

• Долгосрочный планировщик
• Краткосрочный планировщик
• Среднесрочный график

Типы операционных систем

В целом компьютерные операционные системы делятся на два типа:

Типы операционных систем

1. Нормальная операционная система
2. Операционная система реального времени

Нормальная операционная система

Обычная операционная система делится на два типа:

• • Операционная система символьного пользовательского интерфейса
  • Операционная система с графическим интерфейсом пользователя

GUI и CUI

Операционная система символьного пользовательского интерфейса (CUI)

Операционная система CUI - это текстовая операционная система, которая используется для взаимодействия с программным обеспечением или файлами путем ввода команд для выполнения определенных задач. Операционная система командной строки использует только клавиатуру для ввода команд. Операционные системы командной строки включают DOS и UNIX . Расширенная операционная система командной строки быстрее, чем операционная система с расширенным графическим интерфейсом.

Операционная система с графическим интерфейсом пользователя (GUI)

Операционная система интерфейса с графическим режимом представляет собой операционную систему на основе мыши (операционная система Windows, LINUX), в которой пользователь выполняет задачи или операции, не вводя команды с клавиатуры. Файлы или значки можно открывать или закрывать, щелкнув их кнопкой мыши.

В дополнение к этому, мышь и клавиатура используются для управления операционными системами с графическим интерфейсом пользователя в нескольких целях. Большинство из встроенные проекты разработаны в этой операционной системе. Усовершенствованная операционная система с графическим пользовательским интерфейсом работает медленнее, чем операционная система командной строки.

Операционная система реального времени

Операционные системы реального времени также известны как многозадачные операционные системы. Обычная операционная система отвечает за управление аппаратными ресурсами компьютера. ОСРВ выполняет эти задачи, но она специально разработана для запуска приложений в запланированное или точное время с высокой надежностью.

ОСРВ

Операционная система реального времени предназначена для приложений реального времени, таких как встроенные системы, промышленные роботы, научно-исследовательское оборудование и другие. Существуют различные типы операционных систем реального времени, такие как операционные системы программного реального времени и операционные системы жесткого реального времени.

Примеры RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Система жесткого реального времени

Система жесткого реального времени - это чисто система с постоянным временем. Для операционной системы жесткого реального времени выполнение задач в срок очень важно для эффективной работы системы.

Например, для данного ввода, если пользователь ожидает вывода через 10 секунд, тогда система должна обработать вводимые данные и выдать вывод ровно через 10 секунд. Здесь крайний срок составляет 10 секунд, и поэтому система не должна выдавать результат после 11-й или 9-й секунды.

Поэтому системы жесткого реального времени используются в армии и обороне.

Мягкий Система реального времени

Для системы мягкого реального времени соблюдение крайнего срока не является обязательным для каждой задачи. Следовательно, система мягкого реального времени может пропустить дедлайн на одну-две секунды. Однако, если система каждый раз пропускает крайние сроки, это снизит производительность системы. Компьютеры, аудио- и видеосистемы являются примерами программных систем реального времени. В настоящее время Android широко используются для таких приложений, как автоматические открыватели ворот .

Кроме того, есть много других различные типы операционных систем на компьютере наряду с их достоинствами и недостатками. Некоторые из типов можно объяснить следующим образом:

Пакетная операционная система

Лица, работающие в пакетной операционной системе, не будут иметь прямого взаимодействия с компьютером. Каждый настраивает свою задачу на любом автономном оборудовании, таком как перфокарты, а затем загружает подготовленную информацию в компьютер. Чтобы повысить скорость обработки, задачи, выполняемые схожим типом операций, сгруппированы вместе, и они работают как единая группа.

Эти машины выполняют операции с помощью операторов, а операторы берут на себя работу программ сортировки с одинаковыми функциями по партиям. Это одна из широко используемых операционных систем.

Преимущества

• Огромный объем работы можно легко выполнять многократно
• Разные пользователи могут легко разделить свои пакетные системы
• Время бездействия в этих пакетных системах очень минимально.
• Время, необходимое для завершения задачи, может быть легко известно процессору, когда они загружаются в машину в формате очереди.

Недостатки

• Пакетные операционные системы довольно дороги
• Процесс отладки сложен
• Только опытные специалисты должны работать с этой системой.

Распределенные типы операционных систем

Распределенная операционная система - это современное усовершенствование в компьютерной области. Этот тип системы очень быстро используется во всем мире. Различные независимые соединенные между собой компьютеры будут общаться через эту распределенную операционную систему. Каждая автономная система имеет свои собственные блоки обработки и памяти. Эти системы также называются слабосвязанными системами, они имеют различные размеры и операции.

Решающее преимущество в этом типе операционной системы состоит в том, что люди могут иметь доступ к программному обеспечению или документам, которые не входят в текущую операционную систему, но существуют в других системах, которые имеют соединение с текущей системой. Это означает, что существует удаленный доступ внутри устройств, подключенных к системе.

В зависимости от расположения различных узлов различают разные типы распределенной операционной системы а это:

Пиринговый - В эту систему входят узлы, у которых есть идентичные участники обмена данными. Вся функциональность распределяется между всеми узлами. Узлы, которые общаются с другими, называются общими ресурсами. Это может быть достигнуто через сеть.

Клиент / Сервер - В системах клиент / сервер запрос, отправляемый клиентом, предоставляется серверной системой. Серверная система имеет возможность предоставлять услуги нескольким клиентам одновременно только тогда, когда клиент контактирует только с одним сервером. Клиентские и серверные устройства будут взаимодействовать через сеть, поэтому их можно отнести к распределенным системам.

Преимущества

• Совместное использование данных может быть выполнено упрощенным способом, когда все узлы связаны друг с другом.
• Процесс добавления дополнительных узлов настолько прост, а конфигурация легко масштабируется в соответствии с требованиями.
• Отказ одного узла не приводит к выходу из строя других узлов. Все остальные узлы могут устанавливать связь друг с другом узлом

Недостатки

• Обеспечение повышенной безопасности для всех соединений и узлов несколько сложно
• Во время передачи узлов некоторые данные могут быть потеряны
• По сравнению с индивидуальной пользовательской системой, здесь управление базой данных довольно сложно.
• При передаче данных со всех узлов может иметь место перегрузка данных.

Операционная система с разделением времени

Это процедура, при которой разные люди, находящиеся в разных местах, могут одновременно использовать определенную систему. Эта операционная система обозначена как логическое расширение мультипрограммирования. Разделение времени в названии соответствует тому, что время процессоров распределяется между разными людьми одновременно. Основное различие между пакетными операционными системами и операционными системами с разделением времени - это загрузка процессора и время отклика.

В пакетной системе основной директивой является повышение использования процессора, тогда как в операционных системах с разделением времени директива заключается в уменьшении времени отклика.

Различные задачи выполняются ЦП путем переключения между ними, тогда как эти переключатели происходят так регулярно. Благодаря этому любой пользователь может получить быстрый ответ.

Например, в методе транзакции процессор обрабатывает каждую отдельную программу за очень короткий период времени. Итак, когда есть 'n' человек, каждый может получить свой временной период. Когда команда отправлена, будет быстрый ответ. Эта операционная система работает с мультипрограммированием и планированием процессора, чтобы выделить каждому человеку соответствующий период времени. Операционные системы, которые изначально разрабатывались как пакетные, теперь обновляются до систем с разделением времени.

Некоторые из преимуществ и недостатков операционных систем с разделением времени:

Преимущества

• Быстрый ответ
• Устраняет дублирование программного обеспечения
• Минимальное время простоя процессора

Недостатки

• Надежность - главная забота
• И данные, и программы должны быть обеспечены повышенной безопасностью.
• Передача данных - это проблема

Многопользовательские типы операционных систем

Это метод операционной системы, позволяющий различным пользователям подключаться и работать в одной операционной системе. Люди взаимодействуют с ним с помощью компьютеров или терминалов, которые обеспечивают доступ через сеть или такие устройства, как принтеры. Операционная система такого типа должна иметь улучшенную связь со всеми пользователями при сбалансированном подходе. Это связано с тем, что, когда возникает осложнение от одного человека, оно не должно влиять на других пользователей, находящихся в последовательности.

Функции

• Невидимость - это происходит на нижнем уровне, например, при форматировании диска и т. Д.
• Обработка данных серверной части - когда нет возможности обработки данных из внешнего интерфейса, это позволяет обрабатывать данные серверной части
• Совместное использование ресурсов - можно предоставлять общий доступ к различным устройствам, таким как жесткие диски, драйверы или принтеры, а также к файлам или документам.
• Многопроцессорность

В основном три типы многопользовательской операционной системы и они объясняются следующим образом:

Распределенная операционная система

Это набор различных устройств, которые расположены в различных компьютерных системах, которые взаимодействуют, функционируют и координируют работу с единой согласованной системой для человека. А через сетевую систему пользователи могут устанавливать связь. Здесь ресурсы распределяются таким образом, чтобы можно было управлять разными запросами, и в конце можно гарантировать выполнение каждого специального запроса. Мобильные приложения и цифровой банкинг являются примерами, работающими через распределенную операционную систему.

Система с временным разрезом

Здесь каждому отдельному пользователю назначается короткий промежуток времени процессора, что означает, что для каждой функции выделяется определенный период времени. Эти временные отрезки кажутся минимальными. Задача, которую необходимо выполнить, определяется внутренним устройством с именем scheduler. Это определяет и управляет функциональностью на основе назначенных приоритетов.

Среди подключенных лиц операционная система обрабатывает запросы пользователей. Это эксклюзивная функциональность в операционной системе с временным интервалом, недоступная ни в одной другой. Например, мэйнфреймы.

Многопроцессорная система

Здесь одновременно в системе задействовано несколько процессоров. Поскольку все процессоры работают последовательно, время, необходимое для выполнения задачи, меньше, чем у однопользовательской операционной системы. Наиболее общий сценарий этого типа - это операционная система Windows, где она может одновременно обрабатывать несколько задач, таких как воспроизведение музыки, работа с Excel, текстовым документом, просмотр и многие другие. Можно выполнять большее количество приложений, не снижая эффективности других.

Преимущества

Преимущества многопользовательской операционной системы:

• Простое распределение ресурсов
• Экстремальное резервное копирование данных
• Используется в библиотеках
• Устраняет любые нарушения
• Повышенная скорость и эффективность
• Реализовано в приложениях реального времени

Недостатки

Недостатки многопользовательской операционной системы:

• Поскольку несколько компьютеров работают в одной системе, вирус может легко проникнуть в систему.
• Конфиденциальность и конфиденциальность становятся проблемой
• Создание нескольких учетных записей в одной системе может быть рискованным и иногда сложным.

Помимо этого, существует множество других различных типов операционных систем, а именно:

• Сетевая ОС
• Многозадачная ОС
• Кластерная ОС
• ОС реального времени
• ОС Linux
• Mac OS

Итак, это все о детальной концепции различных типов операционных систем. Мы рассмотрели концепции работы операционной системы, архитектуру, типы, преимущества и недостатки. Поэтому вот очень простой вопрос для всех увлеченных читателей: какие преимущества операционной системы Linux перед Windows ?