Různé typy operačních systémů

Dřívější formou počítačů byly sálové počítače, u nichž došlo k deficitu v procesu operačních systémů a typů operačních systémů. V sálových počítačích nese každý jednotlivec individuální odpovědnost za určité časové období a musí přistupovat ke stroji s informacemi a programem, pravděpodobně napsaným na papírových kartách, papírových páskách nebo magnetických páskách. Poté bude složený program vypsán do stroje. Poté bude stroj fungovat až do doby dokončení nebo sbalení programu. Výstup programů bude laděn pomocí světel na panelu, přepínání druhů přepínačů nebo pomocí číselníků na ovládacím panelu.

Ale u těchto strojů se čas potřebný pro běh programů zhoršuje a prodlužuje se čas potřebný k přiřazení vybavení dalšímu jednotlivci. V důsledku toho musí existovat automatizované monitorování, minimální provozní doba a menší velikost stroje. Všechny tyto funkce vedly k vývoji operačního systému. Takže, dejte nám vědět, co přesně operační systém je jeho funkčnost a různé typy operačních systémů .

Co je operační systém?

Název operačního systému odpovídá, že se jedná o kolekci více softwaru, který spravuje hardwarové prostředky počítače a poskytuje uživateli kolektivní služby. Různé typy počítačových operačních systémů odkazují na soubor různých typů softwaru. Každý počítač má operační systém pro spouštění dalších programů v něm obsažených.

Základní operační systém

Dnes operační systém, protože je pozorován na více zařízeních, od osobních počítačů až po mobilní telefony, zejména smartphony. Například téměř každý smartphone využívá nejnovější operační systém Android .

Jakýkoli operační systém provádí několik základních úkolů, jako je rozpoznávání vstupních dat z klávesnice, odesílání výstupu na obrazovku, uchovávání souborů a adresářů na disku a ovládání periferních zařízení, jako jsou tiskárny. Operační systém může kdykoli provádět jeden úkol nebo operaci i více úkolů nebo operací.

Architektura typů operačních systémů

Operační systémy řídí hardwarové prostředky počítače. Jádro a prostředí jsou části operačního systému, které provádějí základní operace.

Architektura OS

Když uživatel zadá příkazy k provedení jakékoli operace, přejde požadavek na část shellu, která je také známá jako tlumočník. Část shellu poté převede lidský program na strojový kód a poté přenese požadavek do části jádra.

Když jádro přijme požadavek ze shellu, zpracuje požadavek a zobrazí výsledek na obrazovce. Jádro je také známé jako srdce operačního systému, protože provádí každou operaci.

Shell

Shell je část softwaru, která je umístěna mezi uživatelem a jádrem a poskytuje služby jádra. Shell tedy funguje jako tlumočník, který převádí příkazy od uživatele na strojový kód. Mušle přítomné v různých typech operačních systémů jsou dvou typů: skořápky příkazového řádku a grafické skořápky.

Skořápky příkazového řádku poskytují rozhraní příkazového řádku, zatímco skořápky grafického řádku poskytují grafické uživatelské rozhraní. Ačkoli obě skořepiny provádějí operace, skořápky grafického uživatelského rozhraní fungují pomaleji než skořepiny rozhraní příkazového řádku.

Druhy mušlí

• Korn skořápka
• Bourneova skořápka
• C shell
• Shell POSIX

Jádro

Jádro je součástí softwaru. Je to jako most mezi shellem a hardwarem. Je odpovědný za spouštění programů a poskytování zabezpečeného přístupu k hardwaru zařízení. Jádro se používá k plánování, tj. Udržuje časový plán pro všechny procesy. Níže jsou uvedeny typy jader:

• Monolitické jádro
• Microkernels
• Exokernels
• Hybridní jádra

Funkce operačního systému počítače

Operační systém provádí následující funkce:

• Správa paměti
• Správa úkolů nebo procesů
• Správa úložiště
• Správa zařízení nebo vstupu / výstupu
• Jádro nebo plánování

Správa paměti

Správa paměti je proces správy paměti počítače. Paměti počítače jsou dvou typů: primární a sekundární. Část paměti pro programy a software je přidělena po uvolnění místa v paměti.

Správa paměti operačního systému

Správa paměti je důležitá pro operační systém zapojený do multitaskingu, kde OS vyžaduje přepínání paměťového prostoru z jednoho procesu do druhého. Každý jednotlivý program vyžaduje pro své provedení určité místo v paměti, které poskytuje jednotka správy paměti. CPU se skládá ze dvou typy paměťových modulů : virtuální paměť a fyzická paměť. Virtuální paměť je paměť RAM a fyzická paměť je paměť pevného disku. Operační systém spravuje adresní prostory virtuální paměti a po přiřazení skutečné paměti následuje adresa virtuální paměti.

Před provedením pokynů CPU odešle virtuální adresu do jednotky správy paměti. Následně MMU odešle fyzickou adresu do skutečné paměti a poté skutečná paměť přidělí místo pro programy nebo data.

Správa úkolů nebo procesů

Řízení procesu je instance prováděného programu. Proces se skládá z řady prvků, jako je identifikátor, čítač programu, paměť ukazatel a kontextová data atd. Proces je ve skutečnosti provádění těchto pokynů.

Řízení procesu

Existují dva typy metod procesu: metoda jednoho procesu a metoda multitaskingu. Metoda jednoho procesu se zabývá jednou spuštěnou aplikací. Metoda multitaskingu umožňuje více procesů najednou.

Správa úložiště

Správa úložiště je funkce operačního systému, který zpracovává alokaci dat v paměti. Systém se skládá z různých typů paměťových zařízení, jako je primární paměť (RAM), sekundární paměť, (pevný disk) a paměť mezipaměti.

Pokyny a data jsou umístěna do primárního úložiště nebo mezipaměti, na kterou odkazuje spuštěný program. Při přerušení napájení se však data ztratí. Sekundární paměť je trvalé úložné zařízení. Operační systém přiděluje místo úložiště, když jsou vytvořeny nové soubory a je naplánován požadavek na přístup do paměti.

Správa zařízení nebo vstupu / výstupu

V architektuře počítače je kombinace CPU a hlavní paměti mozkem počítače a je řízena vstupními a výstupními prostředky. Lidé komunikují se stroji poskytováním informací prostřednictvím I / O zařízení.

The Zobrazit , klávesnice, tiskárna a myš jsou I / O zařízení. Správa všech těchto zařízení má vliv na propustnost systému, proto je primární funkcí operačního systému správa vstupu a výstupu systému.

Plánování

Plánování operačním systémem je proces řízení a stanovení priorit zpráv odesílaných do procesoru. Operační systém udržuje pro procesor konstantní množství práce a vyvažuje tak pracovní zátěž. Výsledkem je, že každý proces je dokončen ve stanoveném časovém rámci.

Proto je plánování v systémech v reálném čase velmi důležité. Plánovače jsou převážně tří typů:

• Dlouhodobý plánovač
• Krátkodobý plánovač
• Střednědobý harmonogram

Typy operačních systémů

Obecně jsou operační systémy počítače v zásadě rozděleny do dvou typů:

Druhy operačních systémů

1. Normální operační systém
2. Operační systém v reálném čase

Normální operační systém

Normální operační systém se dále dělí na dva typy:

• • Operační systém znakového uživatelského rozhraní
  • Operační systém grafického uživatelského rozhraní

GUI a CUI

Operační systém znakového uživatelského rozhraní (CUI)

Operační systém CUI je textový operační systém, který se používá k interakci se softwarem nebo soubory zadáváním příkazů k provádění konkrétních úkolů. Operační systém příkazového řádku používá k zadávání příkazů pouze klávesnici. Mezi operační systémy příkazového řádku patří DOS a UNIX . Pokročilý operační systém příkazového řádku je rychlejší než pokročilý operační systém GUI.

Operační systém grafického uživatelského rozhraní (GUI)

Operační systém s grafickým režimem rozhraní je operační systém založený na myši (Windows Operating System, LINUX), kde uživatel provádí úkoly nebo operace bez zadávání příkazů z klávesnice. Soubory nebo ikony lze otevřít nebo zavřít kliknutím na ně pomocí tlačítka myši.

Kromě toho se myš a klávesnice používají k ovládání operačních systémů GUI z několika důvodů. Většina vestavěné projekty jsou vyvíjeny na tomto operačním systému. Pokročilý operační systém GUI je pomalejší než operační systém příkazového řádku.

Operační systém v reálném čase

Operační systémy v reálném čase jsou také známé jako multitaskingové operační systémy. Normální operační systém je zodpovědný za správu hardwarových prostředků počítače. RTOS provádí tyto úkoly, ale je speciálně navržen pro spouštění aplikací v plánovaném nebo přesném čase s vysokou spolehlivostí.

RTOS

Operační systém v reálném čase je určen pro aplikace v reálném čase, jako jsou vestavěné systémy, průmyslové roboty, vědecké výzkumné zařízení a další. V reálném čase existují různé typy operačních systémů, například měkké operační systémy v reálném čase a tvrdé operační systémy v reálném čase.

Příklady RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Tvrdý systém v reálném čase

Systém v reálném čase je čistě systém s časovou konstantou. Pro tvrdý operační systém v reálném čase je dokončení úkolů ve stanoveném termínu velmi důležité pro efektivní výkon systému.

Například pro daný vstup, pokud uživatel očekává výstup po 10 sekundách, měl by systém zpracovat vstupní data a dát výstup přesně po 10 sekundách. Zde je konečný termín 10 sekund, a proto by systém neměl vydávat výstup po 11. nebo 9. s.

Proto se v armádě a obraně používají tvrdé systémy v reálném čase.

Měkký Systém v reálném čase

U měkkého systému v reálném čase není dodržení termínu povinné pro každý úkol. Měkký systém v reálném čase proto může zmeškat termín o jednu nebo dvě sekundy. Pokud však systém pokaždé zmešká termíny, dojde ke snížení výkonu systému. Počítače, audio a video systémy jsou příklady měkkých systémů v reálném čase. V dnešní době jsou Androidy široce používány pro aplikace jako automatické otvírače brány .

Kromě toho existuje mnoho dalších různé typy operačních systémů v počítači spolu s jejich výhodami a nevýhodami. Několik typů lze vysvětlit takto:

Dávkový operační systém

Jednotlivci, kteří pracují v dávkovém operačním systému, nebudou mít přímou komunikaci s počítačem. Každý jednotlivec nastavil svůj úkol na jakémkoli offline zařízení, jako jsou děrovací karty, a poté načetl připravené informace do počítače. Za účelem zvýšení rychlosti zpracování jsou úkoly, které mají podobný typ operace, seskupeny dohromady a jsou provozovány jako jedna skupina.

Tyto stroje provádějí operace pomocí operátorů a operátoři přebírají operaci třídicích programů se stejnou funkčností do dávek. Jedná se o jeden z rozsáhle implementovaných operačních systémů.

Výhody

• Obrovské množství práce lze snadno zvládnout opakovaným způsobem
• Různí uživatelé mohou snadno rozdělit své dávkové systémy
• Neaktivní čas v tomto dávkovém systému je velmi minimální
• Čas potřebný k dokončení úkolu může procesor snadno zjistit, když jsou načteny do stroje ve formátu fronty

Nevýhody

• Dávkové operační systémy jsou poněkud drahé
• Proces ladění je komplikovaný
• Tento systém by měl obsluhovat pouze zkušený personál

Distribuované typy operačních systémů

Distribuovaný operační systém je moderní vylepšení v počítačové oblasti. Tento typ systému je široce používán po celém světě spolu s extrémním tempem. Různé nezávislé vzájemně propojené počítače budou přes tento distribuovaný operační systém komunikovat napříč nimi. Každý autonomní systém má své vlastní procesorové a paměťové jednotky. Tyto systémy se také nazývají volně spojené systémy a mají různé velikosti a operace.

Zásadní výhodou tohoto druhu operačního systému je, že jednotlivci mohou mít přístup k softwaru nebo dokumentům, které nejsou v aktuálním operačním systému, ale existují v jiných systémech, které mají připojení v aktuálním systému. To znamená, že pro zařízení připojená v systému existuje interní vzdálená přístupnost.

V závislosti na uspořádání různých uzlů existují různé typy distribuovaného operačního systému a to jsou:

Peer to Peer - Tento systém je součástí uzlů, které mají identické účastníky sdílení dat. Celá funkce je sdílena napříč všemi uzly. Uzly, které komunikují s ostatními, se označují jako sdílené prostředky. Toho lze dosáhnout prostřednictvím sítě.

Klient-server - V systémech klient / server je požadavek odeslaný klientem poskytován serverovým systémem. Serverový systém má schopnost poskytovat služby pro více klientů najednou, pouze když má klient kontakt pouze s jedním serverem. Klient a serverová zařízení budou komunikovat prostřednictvím sítě, a proto spadají pod klasifikaci distribuovaných systémů.

Výhody

• Sdílení dat lze provádět zjednodušeným způsobem, kdy mají celé uzly vzájemné spojení
• Proces přidávání dalších uzlů je tak jednoduchý a konfigurace je snadno škálovatelná podle požadavku
• Selhání jednoho uzlu nerozbije ostatní uzly. Všechny ostatní uzly mohou navázat komunikaci mezi sebou navzájem

Nevýhody

• Poskytování vylepšeného zabezpečení pro všechna připojení a uzly je poněkud komplikované
• V době přenosu uzlů může dojít ke ztrátě některých dat
• Ve srovnání s individuálním uživatelským systémem je zde správa databáze poměrně složitá
• Během přenosu dat ze všech uzlů může dojít k přetížení dat

Operační systém sdílení času

Jedná se o postup, při kterém umožňuje připojení různých lidí umístěných na různých místech ke sdílení konkrétního systému najednou. Tento druh operačního systému je označován jako logické rozšíření multiprogramování. Název sdílení času odpovídá tomu, že čas procesorů je sdílen současně mezi různými jednotlivci. Hlavní variací mezi dávkovým a časově sdíleným operačním systémem je využití procesoru a doba odezvy.

V dávkovém systému je hlavní direktivou zvýšení využití procesoru, zatímco v operačních systémech pro sdílení času je direktivou zkrácení doby odezvy.

CPU provádí různé úkoly posunem napříč, zatímco tyto přepínače se dějí tak pravidelně. Z tohoto důvodu může každý uživatel získat rychlou odpověď.

Například v metodě transakce zpracovává procesor každý jednotlivý program ve velmi krátkém časovém období. Takže pokud existují jednotlivci, každý může dostat své časové období. Po zadání příkazu bude rychlá odpověď. Tento operační systém pracuje na multiprogramování a plánování procesoru, aby přidělil každému jednotlivci odpovídající časové období. Operační systémy, které byly původně vyvinuty jako dávkové, jsou nyní upgradovány na časově sdílené systémy.

Několik výhod a nevýhod operačních systémů pro sdílení času:

Výhody

• Rychlá odezva
• Eliminuje duplikaci softwaru
• Minimální doba nečinnosti procesoru

Nevýhody

• Spolehlivost je hlavním zájmem
• Data i programy mají být vybaveny zvýšeným zabezpečením
• Problémem je datová komunikace

Víceuživatelské typy operačních systémů

Jedná se o metodu operačního systému, kde umožňuje různým uživatelům připojení a fungování v jediném operačním systému. Lidé s ním komunikují pomocí počítačů nebo terminálů, které poskytují přístup prostřednictvím sítě nebo zařízení, jako jsou tiskárny. Tento druh operačního systému musí mít vylepšenou komunikaci se všemi uživateli ve vyváženém přístupu. Je to proto, že když se objeví komplikace od jedné osoby, nemělo by to mít dopad na ostatní uživatele, kteří jsou v pořadí.

Funkce

• Neviditelnost - K tomu dochází na dolním konci, jako je formátování disku a dalších
• Zpracování dat typu back-end - Pokud není šance na zpracování dat z rozhraní front-end, umožňuje to zpracování dat typu back-end
• Sdílení zdrojů - Lze sdílet různá zařízení, jako jsou pevné disky, ovladače nebo tiskárny, a také sdílet soubory nebo dokumenty
• Multiprocesing

Jsou to hlavně tři typy víceuživatelského operačního systému a ty jsou vysvětleny takto:

Distribuovaný operační systém

Jedná se o sortiment různých zařízení umístěných na různých počítačových systémech, které komunikují, fungují a koordinují jednotný konzistentní systém s jednotlivcem. A prostřednictvím síťového systému mohou uživatelé navázat komunikaci. Zde jsou prostředky sdíleny v přístupu, že lze spravovat různé požadavky a na konci lze zajistit každý další požadavek. Příkladem provozovaných prostřednictvím distribuovaného operačního systému jsou mobilní aplikace a digitální bankovnictví.

Časově řízený systém

Zde je každému jednotlivému uživateli přiděleno krátké rozpětí doby procesoru, což znamená, že pro každou funkcionalitu je přiděleno určité časové období. Tyto časové segmenty se zdají být minimální. Úkol, který má být obsluhován, je určen interním zařízením s názvem plánovač. To určuje a provozuje funkčnost na základě přiřazených priorit.

Mezi propojenými jednotlivci zpracovává operační systém požadavky uživatelů. Toto je exkluzivní funkce časově omezeného operačního systému, který není k dispozici v žádném jiném. Například sálové počítače.

Víceprocesorový systém

Zde systém současně používá více procesorů. Vzhledem k tomu, že celý procesor pracuje následně, je čas potřebný na dokončení úkolu rychlý než u operačního systému pro jednoho uživatele. Nejobecnějším scénářem tohoto typu je operační systém Windows, kde dokáže zpracovávat více úkolů najednou, jako je přehrávání hudby, práce s Excelem, textovými dokumenty, procházení a mnoho dalších. Lze provést více aplikací, aniž by to narušilo účinnost ostatních.

Výhody

Výhody víceuživatelského operačního systému jsou

• Snadná distribuce zdrojů
• Extrémní zálohování dat
• Používá se v knihovnách
• Eliminuje jakýkoli druh narušení
• Vyšší rychlost a efektivita
• Implementováno v aplikacích v reálném čase

Nevýhody

Nevýhody víceuživatelského operačního systému jsou

• Protože v jednom systému funguje více počítačů, mohlo by to snadno umožnit viru do systému
• Soukromí a důvěrnost se stávají problémem
• Vytvoření více účtů v jednom systému může být někdy riskantní a někdy komplikované

Kromě toho existuje mnoho dalších různých typů operačních systémů a to jsou:

• Síťový OS
• Multitasking OS
• Klastrovaný OS
• Real-Time OS
• Linux OS
• Operační Systém Mac

Jedná se tedy o podrobný koncept různých typů operačních systémů. Prošli jsme si koncepty práce s operačním systémem, architekturou, typy, výhodami a nevýhodami. Proto je zde velmi jednoduchá otázka pro všechny nadšené čtenáře: Co jsou to výhody operačního systému Linux oproti systému Windows ?