Классификация операционных систем — Технарь

Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.

Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

• Однозадачные и многозадачные
• Однопользовательские и многопользовательские
• Однопроцессорные и многопроцессорные системы
• Локальные и сетевые.  

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

• Однозадачные (MS DOS)
• Многозадачные (OS/2, Unix, Windows) 

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

• Системы пакетной обработки (ОС ЕС)
• Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)
• Системы реального времени (RT11) 

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Эти системы  обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются  для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 – XP)

В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т. е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты. 

В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки  данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.

В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов. 

Метки: LinuxNet WareOS/2UNIXWidows NTWindows 95Классификация операционных системЛокальные ОСмногопроцессорные системыОЗУпроцессорСетевые ОСфайлыЭВМ ОС

Три основные группы операционных систем

©2015-2022 megapredmet. ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов. Обратная связь…

 Обратная связь ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса — ваш вокал Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими Целительная привычка Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Тренинг уверенности в себе Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком» Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т. д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Как слышать голос Бога Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д. Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу. Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Помощь в ✍️ написании работы Имя Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно — исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое Нажимая кнопку «Продолжить», я принимаю политику конфиденциальности ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗНОВИДНОСТИ Операционная система – это комплекс взаимосвязанных системных программ, функциями которого является контроль использования и распределения ресурсов вычислительной системы и организация взаимодействия пользователя с компьютером. Операционная система (ОС) играет роль связующего звена между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами, а также пользователем. Требования к ОС: совместимость — ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС; переносимость — обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую; надежность и отказоустойчивость — предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов; безопасность — ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других; расширяемость — ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений; производительность — система должна обладать достаточным быстродействием. Виды ОС 1. По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные(MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows). Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Многозадачность бывает невытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX). В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором — решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС. 2. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские(MS DOS, Windows Зх, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа. 3. Существуют сетевые ОС. В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных. 4. Существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке Си, и перекомпилируется при. переходе на другую платформу. Конструкция ОС. 1.Практически любая ОС имеет понятие ядра. Ядром ОС обычно является ее резидентная часть, то есть та часть ОС, которая не участвует в процессах подкачки (она всегда присутствует в оперативной памяти) и работает в режиме ОС. В ядро входят Базовые средства управления основными программами, характерными для данной ОС, а также может входить набор программ, обеспечивающих управление некоторыми физическими устройствами. В функции ядра, в частности, входит обработка прерываний. 2. Далее, вокруг ядра наращиваются программы управления ресурсами вычислительной системы. Первый уровень в основном состоит из драйверов физических устройств. (Программы, управляющие ресурсами, называют драйверами физических или логических устройств) 3. Следующий уровень — управление логическими устройствами и так далее. (Драйвера логических устройств). Таких уровней может быть достаточно много. Вовсе не обязательно, что все компоненты работают в режиме ОС. Многие из компонентов, которые логически достаточно удалены от ядра, могут работать в обыкновенном пользовательском режиме. Так же не обязательно, чтобы все эти компоненты ОС работали в резидентном режиме. Обычно, для многих функций это не требуется. 4. Одной из главных частей ОС является интерфейс— универсальный механизм управления любым приложением ОС, независимо от его назначения и предметной области. Интерфейс является удобной оболочкой, с которой общается пользователь. Именно на неё обращают внимание при выборе ОС, — о ядре же, главной части ОС, вспоминают во вторую очередь. Поэтому нестабильная и ненадёжная с точки зрения ядра ОС, как, например, Windows 95, и пользовалась успехом благодаря красивой обёртке-интерфейсу. Три основные группы операционных систем Доверь свою работу ✍️ кандидату наук! Имя Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно — исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое Нажимая кнопку «Продолжить», я принимаю политику конфиденциальности

Основные понятия операционных систем (ОС) | by Melanee Group

Изображение автора

Операционная система (ОС) использует аппаратные ресурсы одного или нескольких процессоров для предоставления набора услуг системным пользователям [1].

Операционная система представляет собой программу , которая может играть промежуточную роль между аппаратным и программным обеспечением.

Рисунок 1. Отношения операционной системы [2]

На верхнем уровне компьютер состоит из процессора (ЦП) , основной памяти (ОЗУ) и вход/выход ( I/O) компонентов с одним или несколькими модулями каждого типа. Эти компоненты каким-то образом связаны между собой для выполнения основной функции компьютера, заключающейся в выполнении программ. Таким образом, выделяют четыре основных структурных элемента [1]:

Рисунок 2. Материнская плата [3]

1. Процессор : Управляет работой компьютера и выполняет его функции обработки данных. Когда есть только один процессор, его часто называют центральным процессором (ЦП).

2. Основная память: Хранит данные и программы. Эта память обычно энергозависима; то есть при выключении компьютера содержимое памяти теряется. Напротив, содержимое дисковой памяти сохраняется даже при выключении компьютерной системы. Основная память также называется реальной памятью или первичной памятью.

3. Модули ввода/вывода: Перемещение данных между компьютером и его внешней средой. Внешняя среда состоит из множества устройств, включая устройства вторичной памяти (например, диски), коммуникационное оборудование и терминалы.

4. Системная шина: Обеспечивает связь между процессорами, оперативной памятью и модулями ввода/вывода.

Рисунок 3. Компоненты компьютера: вид верхнего уровня [1]

Посмотрите мое видео на YouTube об архитектуре компьютера:

Хотя кэш-память невидима для ОС, она взаимодействует с другим аппаратным обеспечением управления памятью.

Мы столкнулись с компромиссом между скоростью, стоимостью и размером памяти. В идеале основная память должна быть построена по той же технологии, что и регистры процессора, что дает время цикла памяти, сравнимое с временем цикла процессора. Это всегда было слишком дорогой стратегией. Решение состоит в том, чтобы использовать принцип локальности, предоставляя небольшую быструю память между процессором и основной памятью, а именно кэш [1].

На рис. 4 показана структура системы кэш-памяти/основной памяти. Основная память состоит из 2 в степени n адресуемых слов, причем каждое слово имеет уникальный n-битный адрес. Для целей отображения считается, что эта память состоит из нескольких блоков фиксированной длины по тыс. слов в каждом.

То есть есть,

Взято из [1]Рисунок 4. Структура кэша/основной памяти [1]

Принципы кэширования:

Кэш содержит копию части основной памяти. Когда процессор пытается прочитать байт или слов памяти, выполняется проверка, чтобы определить, находится ли байт или слово в кэше. Если это так, байт или слово доставляется процессору. Если нет, то блок основной памяти, состоящий из некоторого фиксированного числа байтов, считывается в кэш, а затем байт или слово доставляется процессору. Из-за явления локальности ссылки, когда блок данных извлекается в кэш для удовлетворения одной ссылки на память, вполне вероятно, что многие из ссылок на память в ближайшем будущем будут относиться к другим байтам в блоке [1]. .

Рисунок 5. Кэш и основная память [1]

Все компоненты операционной системы существуют для того, чтобы различные части компьютера работали вместе. Все пользовательское программное обеспечение должно пройти через операционную систему, чтобы использовать любое оборудование, будь то простое, как мышь или клавиатура, или такое сложное, как интернет-компонент [4].

Ядро: Ядро — это ядро ​​ОС; он обеспечивает самый базовый уровень контроля над всеми аппаратными устройствами компьютера. Он управляет доступом к памяти для программ в ОЗУ, определяет, какие программы получают доступ к каким аппаратным ресурсам [4].

Рисунок 6. Ядро [5]

Управление памятью: В системе uniprogramming основная память разделена на две части: одна часть для операционной системы (резидентный монитор, ядро) и другая часть для программы в настоящее время выполняется. В мультипрограммной системе «пользовательская» часть памяти должна быть дополнительно подразделена для размещения нескольких процессов. Задача подразделения динамически выполняется операционной системой и известна как управление памятью [1].

Таблица1. Методы управления памятью [1]

Операционная система управляет памятью и отвечает за перенос этого процесса в основную память [1].

Каким-то образом аппаратное обеспечение процессора и программное обеспечение операционной системы должны иметь возможность преобразовывать ссылки на память, обнаруженные в коде программы, в фактические адреса физической памяти, отражающие текущее расположение программы в основной памяти [1].

Прерывания: Практически все компьютеры имеют механизм, с помощью которого другие модули (ввод-вывод, память) могут прерывать нормальную последовательность работы процессора. Прерывания предоставляются, прежде всего, как способ улучшить использование процессора [1].

Рисунок 7. Изменения в памяти и регистрах для прерывания [1]

Выполнение программы, режимы, виртуальная память, многозадачность, доступ к диску, файловые системы, сеть, безопасность, пользовательский интерфейс и драйверы устройств — это другие компоненты операционных систем. [4].

Я надеюсь, что эта статья окажется полезной для ваших базовых знаний о компьютере; пожалуйста, подпишитесь на нашу учетную запись Medium и поделитесь этой статьей с друзьями и коллегами.

Автор благодарен Хоссейну Араги и Хамеду Юнесяну за их любезного помощника, который научил меня некоторым частям материнской платы.

[1] Операционные системы: внутренние устройства и принципы проектирования (8-е издание), William Stallings

[2] https://www. uow.edu.au/student/learning-co-op/technology-and-software/ операционные системы/

[3] https://www.alamy.com/stock-photo-computer-motherboard-printed-circuit-board-173091365.html

[4] https://en.wikipedia.org /wiki/Operating_system

[5] https://www.javatpoint.com/what-is-kernel

Контакты: GitHub

Мои ссылки: 💎 Я Мелани, высоко мотивированный человек в междисциплинарных областях между компьютером и естествознание…

github.com

Типы операционных систем — разделы Scaler

Введение

Операционная система — это набор программ, которые позволяют пользователю работать и взаимодействовать с компьютером. Примерами операционных систем являются дистрибутивы Linux, Windows, mac os, FreeBSD и т. д. Существует множество типов операционных систем. В этой статье мы обсудим различные классификации операционных систем.

Объем

В этой статье мы будем:

• Посмотрите на различные типы операционных систем.
• Сравните различные классы операционных систем.
• Посмотрите на некоторые примеры, варианты использования, преимущества и недостатки каждого типа.
• Проведите параллели между:
  • Linux, Windows, macOS
  • 64-разрядная ОС и 32-разрядная ОС
  • Пакетная ОС, ОС с разделением времени, распределенная ОС, ОС реального времени, сетевая ОС

Типы операционных систем

Пакетные операционные системы

Пакетная операционная система захватывает все программы и данные в пакетной форме, а затем обрабатывает их. Основная цель использования системы пакетной обработки — сократить время настройки при отправке аналогичных заданий на ЦП. Методы пакетной обработки также были реализованы в жестких дисках и устройствах чтения карт. В этом случае все задания сохраняются на жестком диске для формирования пула заданий для их выполнения в виде пакетной формы.

Запускается пакетный монитор для выполнения всех заданий в пуле после их чтения. Эти задания делятся на группы и, наконец, предшествуют тем же заданиям в аналогичном пакете. Теперь все пакетные задания готовы к выполнению одно за другим, и благодаря этому система увеличивает загрузку системы при одновременном сокращении времени выполнения.

Преимущества

• В пакетной системе все задания выполняются в повторяющейся форме без разрешения пользователя.
• Можно передавать входные данные в систему пакетной обработки без использования дополнительных аппаратных компонентов.
• Малые предприятия могут использовать системы пакетной обработки для выполнения небольших задач в свою пользу.
• Не давая покоя процессорам системы, ваша пакетная система способна работать в автономном режиме.
• Система пакетной обработки требует меньше времени для выполнения всех заданий.
• Возможно совместное использование пакетной системы несколькими пользователями.
• Время простоя пакетной системы очень мало.
• Вы можете назначить определенное время для пакетных заданий, чтобы, когда компьютер простаивает, он начинал обработку пакетных заданий.
• Пакетные системы могут легко справляться с повторяющейся работой.

Недостатки

• «Онлайн-сенсоры системы пакетной обработки часто недоступны.
• Характеристики процесса, изменяющиеся во времени.
• Если чья-то работа останавливается, увеличьте рабочую нагрузку для прогнозирования времени.
• Из-за любой ошибки любое задание может войти в бесконечный цикл.
• Если ваша система защиты не в порядке, любая работа может повлиять на ожидающие работы.
• Операторы компьютеров должны быть обучены работе с пакетными системами.
• Отлаживать пакетные системы сложно.
• Пакетные системы иногда обходятся дорого.
• Если какое-то задание занимает слишком много времени, т. е. если в задании возникает ошибка, то другие задания будут ждать неизвестное время.

Примеры

• Система расчета заработной платы
• Система банковских счетов
• Процесс транзакций
• Ежедневный отчет
• Исследовательский сегмент
• Биллинговая система

Операционные системы с разделением времени

Совместное использование времени является логическим продолжением мультипрограммирования. ЦП выполняет несколько заданий, переключаясь между ними, но переключения происходят так часто, что пользователи могут взаимодействовать с каждой программой во время ее выполнения. Интерактивный компьютер обеспечивает прямую связь между пользователем и системой. Пользователь дает инструкции операционной системе или программе напрямую, используя оборудование, и ждет результатов.

Операционная система с разделением времени использует планирование ЦП и мультипрограммирование, чтобы предоставить каждому пользователю небольшую часть компьютера с разделением времени. У каждого пользователя есть по крайней мере одна отдельная программа в памяти. Когда процесс выполняется, он выполняется только в течение короткого времени, прежде чем он либо завершится, либо ему потребуется выполнить ввод/вывод. В операционных системах с разделением времени несколько заданий должны одновременно храниться в памяти, поэтому система должна иметь управление памятью и защиту.

Преимущества

• Каждая задача имеет равные возможности.
• Меньше шансов дублирования программного обеспечения.
• Время простоя ЦП может быть уменьшено.

Недостатки

• Проблема надежности.
• Необходимо позаботиться о безопасности и целостности пользовательских программ и данных.
• Проблема передачи данных.

Примеры

• Сервер Windows 2000
• Сервер Windows NT
• Юникс
• Линукс

Распределенная операционная система

Распределенная операционная система позволяет распределять целые системы на пару центральных процессоров и обслуживает несколько продуктов реального времени, а также нескольких пользователей. Все процессоры связаны действующими средствами связи, такими как высокоскоростные шины и телефонные линии, и в которых каждый процессор содержит свою локальную память вместе с другими локальными процессорами.

Распределенные операционные системы также известны как слабосвязанные системы. Они включают в себя несколько компьютеров, узлов и сайтов. Эти компоненты связаны друг с другом линиями LAN/WAN. Распределенная ОС способна совместно использовать свои вычислительные мощности и файлы ввода-вывода, позволяя пользователям абстрагироваться от виртуальной машины.

Преимущества

• Распределенная операционная система может совместно использовать все ресурсы с одного сайта на другой, повышая доступность данных во всей системе.
• Снижает вероятность повреждения данных, поскольку все данные реплицируются на всех сайтах.
• Вся система работает независимо друг от друга, и в результате при сбое одного сайта вся система не останавливается.
• Распределенная операционная система является открытой системой, поскольку доступ к ней возможен как из локального, так и из удаленного расположения.
• Помогает сократить время обработки данных.
• Большинство распределенных систем состоят из нескольких узлов, взаимодействие которых делает их отказоустойчивыми. В случае отказа одной машины система остается работоспособной.

Недостатки

• Система должна решать, какие задания должны выполняться, когда они должны выполняться и где они должны выполняться. У планировщика есть ограничения, которые могут привести к недостаточному использованию оборудования и непредсказуемому времени выполнения.
• В распределенной операционной системе сложно реализовать адекватную безопасность, поскольку узлы и соединения должны быть защищены.
• База данных, подключенная к DOS, относительно сложна и сложна в управлении, в отличие от однопользовательской системы.
• Лежащее в основе программное обеспечение чрезвычайно сложное и не очень хорошо изучено по сравнению с другими системами.
• Чем шире распределена система, тем большую задержку связи можно ожидать. В результате команды и разработчики должны выбирать между доступностью, согласованностью и задержкой.
• Сбор, обработка, представление и мониторинг метрик использования оборудования для больших кластеров может стать реальной проблемой.

Примеры

• Солярис
• OSF/1
• Микрос
• ДАЙНИКС
• Локус
• Маха

Сетевые операционные системы

Сетевая операционная система — это операционная система, имеющая специальные функции для подключения компьютеров и устройств к локальной сети или межсети. Некоторыми популярными сетевыми операционными системами являются Windows NT/2000, Novell Netware, Linux, UNIX, Sun Solaris и IBM OS/2. Первой сетевой операционной системой была разработана Novell Netware в 1983.

Операционная система, обеспечивающая связь между несколькими автономными компьютерами, называется сетевой операционной системой. Конфигурация сетевой операционной системы представляет собой набор персональных компьютеров вместе с общим принтером, сервером и файловым сервером для хранения архивов, объединенных локальной сетью. Существует два основных типа сетевых операционных систем, которые обсуждаются следующим образом:

1. Операционные системы одноранговой сети: позволяют пользователям совместно использовать сетевые ресурсы, сохраненные в общем доступном сетевом расположении. В этой архитектуре все устройства рассматриваются одинаково с точки зрения функциональности. Одноранговая сеть обычно лучше всего подходит для небольших и средних локальных сетей и дешевле.

2. Сетевые клиент-серверные операционные системы: предоставляют пользователям доступ к ресурсам через сервер. Все функции и приложения объединены в один файловый сервер, который можно использовать для выполнения отдельных клиентских действий независимо от физического местоположения.

Преимущества

• Высокостабильные централизованные серверы
• Вопросы безопасности решаются через серверы
• Новые технологии и аппаратная модернизация легко интегрируются в систему
• Доступ к серверу возможен удаленно из разных мест и типов систем

Недостатки

• Серверы дорогие
• Пользователь должен зависеть от центрального местоположения для большинства операций
• Обслуживание и обновления требуются регулярно

Операционные системы реального времени

Операционная система реального времени (RTOS) — это операционная система, которая запускает многопоточные приложения и может соблюдать сроки в реальном времени. Большинство RTOS включают планировщик, управление ресурсами и драйверы устройств. Обратите внимание, что когда мы говорим о «сроках», мы не обязательно имеем в виду «быстро». Вместо этого это означает, что мы можем определить, когда определенные задачи будут выполняться до выполнения.

ОСРВ может быть мощным инструментом, если вы создаете сложные встроенные программы. Они помогают изолировать задачи и дают возможность выполнять их одновременно. В большинстве ОСРВ можно установить уровни приоритета задач, которые позволяют некоторым задачам прерываться и выполняться раньше других задач. Это известно как «упреждение». Если вам нужен параллелизм или вы изучаете более глубокие встроенные концепции, такие как IoT или машинное обучение, разумно добавить в свой набор инструментов ОСРВ и многопоточное программирование.

Преимущества

• Планирование на основе приоритетов.
• Абстрагирование информации о времени.
• Ремонтопригодность/расширяемость.
• Модульность.
• Способствует развитию команды.
• Более простое тестирование.
• Повторное использование кода.
• Повышенная эффективность.
• Обработка бездействия.

Недостатки

• Ограниченное количество задач.
• Использовать тяжелые системные ресурсы.
• Сложные алгоритмы.
• Драйвер устройства и сигналы прерывания.
• Приоритет потока.

Примеры

• Системы управления воздушным движением.
• Системы командного управления.
• Система бронирования авиакомпаний.
• Сердце-миротворец.
• Сетевые мультимедийные системы.
• Робототехника.

Встроенные операционные системы

Встроенная операционная система — это специализированная ОС для встроенных систем. Он направлен на регулярное выполнение определенных задач, которые помогают устройству работать. Встроенная операционная система часто имеет ограниченные возможности и функции. ОС может выполнять только одно действие, позволяющее устройству работать, но она должна выполнять это действие последовательно и своевременно.

Встроенные операционные системы встроены в устройства Интернета вещей. Они также являются частью многих других устройств и систем. В большинстве случаев встроенное оборудование не имеет большой емкости и ресурсов. Таким образом, количество вычислительной мощности и памяти ограничено.

Преимущества

• ОС часто недорогая.
• ОС обычно использует мало ресурсов, в том числе минимальную мощность.
• Производительность в целом безотказная.

Недостатки

• ОС обычно может запускать только одно или несколько приложений.
• Сложно модифицировать ОС после того, как вы установили структуру и встроили ее в устройство.
• Устранение неполадок ОС при наличии проблем может быть затруднено.

Примеры

• Windows Mobile/CE (карманные помощники по работе с персональными данными)
• Symbian (сотовые телефоны)
• ОС на базе Linux.

Мультипрограммная операционная система

Мультипрограммная операционная система запускает несколько программ на однопроцессорном компьютере. Если программа ожидает передачи ввода-вывода, другие программы готовы использовать ЦП. В результате различные задания могут совместно использовать процессорное время. Однако выполнение их заданий не определено в один и тот же период. Мультипрограммные ОС бывают следующих двух типов:

1. Многозадачная ОС : Позволяет выполнять несколько программ одновременно. Операционная система выполняет это путем поочередной загрузки и выгрузки каждой программы из памяти. Когда программе не хватает памяти, она временно сохраняется на диске до тех пор, пока она снова не понадобится.

2. Многопользовательская операционная система : Это позволяет многим пользователям совместно использовать время обработки на мощном центральном компьютере с разных терминалов. Операционная система выполняет это, быстро переключаясь между терминалами, каждый из которых получает ограниченное количество процессорного времени на центральном компьютере.

Преимущества

• Это может помочь одновременно выполнять различные задания в одном приложении.
• Помогает оптимизировать общую производительность компьютера.
• Несколько пользователей могут использовать мультипрограммную систему одновременно.
• Кратковременные задания выполняются быстрее, чем длительные.
• Это может помочь сократить время выполнения краткосрочных задач.
• Помогает улучшить использование ЦП и никогда не простаивает.
• Ресурсы используются разумно.

Недостатки

• Это очень сложно и сложно.
• Требуется планирование ЦП.
• Управление памятью необходимо в операционной системе, поскольку все типы задач хранятся в основной памяти.
• Более сложная задача — справиться со всеми процессами и задачами.
• Если у него большое количество заданий, то долгосрочные задания потребуют длительного ожидания.

Примеры

• Приложения, такие как Office, Chrome и т. д.
• Микрокомпьютеры, такие как MP/M, XENIX и ESQview.
• ОС Windows
• ОС UNIX

Многопроцессорная операционная система

Многопроцессорная операционная система использует несколько процессоров, которые связаны с физической памятью, компьютерными шинами, часами и периферийными устройствами (тачпад, джойстик и т. д.). Основной целью использования многопроцессорной ОС является потребление высокой вычислительной мощности и увеличение скорости выполнения системы.

Ниже приведены четыре основных компонента, используемых в многопроцессорной операционной системе:

1. ЦП — способный получать доступ к памяти, а также управлять всеми задачами ввода-вывода.
2. Процессор ввода-вывода — процессор ввода-вывода может обращаться к памяти напрямую, и каждый процессор ввода-вывода должен отвечать за управление всеми задачами ввода-вывода.
3. Устройства ввода/вывода – Эти устройства используются для вставки входных команд и создания вывода после обработки.
4. Блок памяти — Многопроцессорная система использует два типа модулей памяти — разделяемую память и распределенную разделяемую память.

Преимущества

• Высокая надежность.
• Повышение пропускной способности.
• Экономичная система.
• Параллельная обработка.

Недостатки

• Более дорогой из-за большой архитектуры.
• Скорость может ухудшиться из-за отказа любого процессора.
• Задержка больше, когда процессор получает сообщение и предпринимает соответствующие действия.
• У него есть большие проблемы, связанные с перекосом и детерминизмом.
• Требуется переключение контекста, что может повлиять на его производительность.

Настольная операционная система

Программа управления, которая работает на машине пользователя, называется настольной системой. Ее также называют клиентской операционной системой. Клиент можно назвать компьютером в сети, где пользователь выполняет какую-либо задачу или действие в сети. Такие операционные системы не имеют полного контроля над ресурсами, а используют сеть для доступа к ним.

Эти компьютерные системы используют сеть только для выполнения таких задач, как загрузка файла из сети или работа в Интернете. Настольные системы обычно работают с серверным компьютером, который имеет полный контроль над ресурсами. Вычислительная мощность остается в руках серверной ОС, которая разработана таким образом, чтобы выполнять все требования клиентской или настольной операционной системы.

Преимущества

• Централизация ресурсов, поскольку все ресурсы находятся в одном месте.
• Лучшее управление ресурсами, так как файлы хранятся в одном месте. Это также позволяет избежать избыточности ресурсов, таких как принтеры и сканеры.
• Удаленный доступ к серверу дает вычислительную мощность каждому пользователю.
• Высокий уровень безопасности, так как от угроз и атак требуется защитить только сервер.
• Сервер может играть разные роли для разных

Недостатки

• Перегрузка сети, поскольку многочисленные запросы от клиентов могут блокировать сетевой трафик.
• Архитектура запроса и ответа недостаточно надежна для интенсивной обработки.
• При сбое сервера все настольные системы, подключенные по сети, выходят из строя.
• Если служба прерывается, задачу необходимо запустить с нуля. Например, если настольная система запрашивает загрузку файла, которая прерывается, файл становится поврежденным, и весь процесс необходимо выполнять с самого начала.
• Архитектура операционной системы очень дорогая.
• Для управления такой операционной средой и ее обслуживания требуется профессиональный ИТ-персонал.

Примеры

• Windows
• Линукс
• Юникс
• MAC-ОС
• MS-DOS
• Солярис
• Убунту
• Федора
• QNX

Мобильная операционная система

Мобильная операционная система — это операционная система, которая помогает запускать прикладное программное обеспечение на мобильных устройствах. Это то же программное обеспечение, что и знаменитые компьютерные операционные системы Linux и Windows, но они в некоторой степени легкие и простые. Операционные системы для смартфонов включают Symbian OS, IOS, BlackBerryOS, Windows Mobile, Palm WebOS, Android и Maemo.

Android, WebOS и Maemo созданы на основе Linux. ОС iPhone возникла из BSD и NeXTSTEP, связанных с Unix. Он сочетает в себе мощность компьютера и возможности портативного устройства. Обычно он содержит встроенный сотовый модем и лоток для SIM-карты для телефонии и подключения к Интернету.

Преимущества

• Удобство неработоспособность.
• Он также включает платформы с открытым исходным кодом.
• Упрощает уведомление.

Недостатки

• Нестабильность.
• Сюда также относится низкое качество батареи.
• Недостаточная вычислительная мощность.

Примеры

• Android
• ИОС
• HarmonyOS
• PalmOS

Кластерная операционная система

Кластерные системы аналогичны параллельным системам. Оба используют несколько процессоров. Основное отличие заключается в том, что кластерные системы состоят из двух или более независимых систем, связанных вместе . У них есть независимые компьютерные системы и общие носители данных, и все системы работают вместе для выполнения всех задач. Все узлы кластера используют два разных подхода для взаимодействия друг с другом, например интерфейс передачи сообщений и параллельная виртуальная машина.

Доступны два кластера для повышения эффективности кластера. К ним относятся:

Преимущества

• Высокая доступность
• Экономическая эффективность
• Дополнительная масштабируемость
• Отказоустойчивость
• Производительность
• Скорость обработки

Недостатки

• Экономичность
• Требуемые ресурсы
• Техническое обслуживание

Примеры
Oracle предоставляет кластеризованную операционную систему на базе Linux.

Портативные операционные системы

Портативные системы включают в себя персональных цифровых помощников и возможность подключения к сети, такой как Интернет. Обычно они имеют ограниченный размер, из-за чего большинство портативных устройств имеют небольшой объем памяти, включают медленные процессоры и имеют небольшие экраны.

Многие портативные устройства имеют объем памяти в диапазоне от 512512512 КБ до 888 МБ. В результате операционная система и приложения должны эффективно управлять памятью. Это включает в себя возврат всей выделенной памяти диспетчеру памяти после того, как память больше не используется. Не многие портативные устройства используют методы виртуальной памяти, что вынуждает разработчиков программ работать в условиях ограниченной физической памяти.

Еще одна проблема, с которой сталкиваются программисты при разработке программного обеспечения для портативных устройств, — это их маленькие экраны. Одним из подходов к отображению контента на веб-страницах является веб-вырезка, при которой только небольшое подмножество веб-страницы доставляется и отображается на портативном устройстве. Некоторые портативные устройства могут использовать беспроводные технологии, такие как Bluetooth, Wi-Fi, NFC.

Преимущества

• Портативность.
• Цены.

Недостатки

• Меньшая вычислительная мощность.
• Нестабильность.
• Неэффективная батарея.

Примеры

• Android
• Симбиан
• PalmOS
• ИОС

Linux против Windows против MacOS

• Безопасность

Корпорация Майкрософт создала модели искусственного интеллекта, которые непрерывно сканируют возможные угрозы. Он также имеет самую большую базу данных сигнатур вредоносных программ для своей ОС, чтобы гарантировать, что его пользователи защищены от кибер-мошенничества и атак, а ваши данные надежно защищены.

Mac OS известна своими мерами безопасности. Многие из новых моделей Mac даже поставляются со встроенным чипом безопасности Apple T2. Этот чип подходит для обеспечения безопасности системы даже для самых низких уровней программного обеспечения. Его сопроцессор Secure Enclave является основой для безопасной загрузки, возможностей зашифрованного хранилища, Touch ID и т. д.

Поскольку это открытый исходный код, дистрибутивы Linux могут быть самой безопасной операционной системой. Когда у вас есть сотни пользователей, анализирующих исходный код, уязвимости легко устраняются. Linux правильно оценивает преимущества наличия дополняющих друг друга политик безопасности. Возможно, поэтому все больше пользователей и аналитиков переходят на Linux.

• Программное обеспечение

В Windows существует множество вариантов прикладного программного обеспечения. Однако отсутствие единого магазина в сочетании с обилием опций может заставить некоторых пользователей чувствовать себя подавленными, особенно потому, что нет руководства или поддержки, которые помогут им пройти через него. ПК-геймеры, а также разработчики и издатели игр также отдают предпочтение Windows.

macOS зависит от интегрированного программного обеспечения Apple. Все внутри предприятия Apple является эксклюзивным для этой экосистемы.

Linux поставляется с единой системой установки. Его меньшая пользовательская база означает меньше возможностей. Тем не менее, его природа с открытым исходным кодом открывает новые возможности. Одним из них является игровая индустрия.

• Минусы

Windows больше страдает от нарушений безопасности и взломов. Во всем мире Windows используют больше людей, чем любую другую операционную систему, что дает хакерам огромный набор целей. Чем больше пользователей, тем больше выбор отметок.

Время от времени возникают уязвимости в MacOS. Теперь, когда более 10% доли рынка составляют пользователи Mac. Это заставляет киберпреступников обратить внимание на эту систему.

Открытость — это и хорошо, и плохо. Наличие этих совместных усилий и сотрудничества заставляет некоторых людей чувствовать, что их данные могут быть раскрыты. Поскольку любой может получить доступ к исходному коду Linux, некоторые организации настороженно и немного скептически относятся к его уровню безопасности.

64-разрядная ОС и 32-разрядная ОС

64-разрядный процессор обладает большей производительностью, чем 32-разрядный, поскольку он может обрабатывать больше данных одновременно. Он может хранить больше вычислительных значений, включая адреса памяти, что означает, что он может получить доступ к физической памяти, в 4 миллиарда раз превышающей объем физической памяти 32-разрядного процессора.

Ключевое отличие состоит в том, что 32-разрядные процессоры вполне способны обрабатывать ограниченный объем оперативной памяти (в Windows 4 ГБ или меньше), а 64-разрядные процессоры используют относительно больше. Основное различие между 32-битными процессорами и 64-битными процессорами заключается в количестве вычислений, которые они выполняют в секунду, что влияет на скорость, с которой они могут выполнять задачи.

Пакетная ОС, ОС с разделением времени, распределенная ОС, сетевая ОС, ОСРВ

• Пакетная ОС

Пакетная ОС извлекает все программы и данные в пакетной форме, а затем выполняет обработку. Основная цель использования системы пакетной обработки — сократить время настройки при отправке аналогичных заданий на ЦП. Методы пакетной обработки также были реализованы в жестких дисках и устройствах чтения карт. В этом случае все задания сохраняются на жестком диске для формирования пула заданий для их выполнения в виде пакетной формы. Пакетный монитор запускается для выполнения всех заданий в пуле после их чтения. Эти задания делятся на группы и, наконец, предшествуют тем же заданиям в аналогичном пакете. Теперь все пакетные задания готовы к выполнению одно за другим без дополнительной траты времени, и эта система повышает эффективность использования системы при одновременном сокращении времени выполнения работ.

• ОС с разделением времени

Разделение времени является логическим продолжением мультипрограммирования. ЦП выполняет несколько заданий, переключаясь между ними, но переключения происходят так часто, что пользователи могут взаимодействовать с каждой программой во время ее выполнения. Интерактивная система обеспечивает прямую связь между пользователем и системой. Пользователь дает инструкции ОС/программе напрямую, используя аппаратное устройство, и ждет результатов. Соответственно, время отклика должно быть коротким. Операционная система с разделением времени использует планирование ЦП и мультипрограммирование, чтобы предоставить каждому пользователю небольшую часть компьютера с разделением времени. У каждого пользователя есть по крайней мере одна отдельная программа в памяти. Когда процесс выполняется, он обычно выполняется только в течение короткого времени, прежде чем он либо завершится, либо ему потребуется выполнить ввод/вывод.

• Распределенная ОС

Распределенная система позволяет распределять целые системы на пару центральных процессоров и обслуживает несколько продуктов реального времени, а также нескольких пользователей. Все процессоры связаны действующими средствами связи, такими как высокоскоростные шины и телефонные линии, и в которых каждый процессор содержит свою локальную память вместе с другими локальными процессорами. Распределенные операционные системы также известны как слабосвязанные системы. Они включают несколько компьютеров, узлов и сайтов, и эти компоненты связаны друг с другом линиями LAN/WAN. Распределенная ОС способна совместно использовать свои вычислительные мощности и файлы ввода-вывода, позволяя пользователям абстрагироваться от виртуальной машины.

• Сетевая ОС

Сетевая операционная система имеет специальные функции для подключения компьютеров и устройств к локальной сети или межсети. Некоторыми популярными сетевыми операционными системами являются Novell Netware, Linux, IBM OS/2 и т. д. Первой разработанной сетевой операционной системой является Novell Netware. Существует два основных типа сетевых операционных систем, описанных ниже:

1. Одноранговые сетевые операционные системы: позволяют пользователям совместно использовать сетевые ресурсы, сохраненные в общем доступном месте в сети.
2. Сетевые клиент-серверные операционные системы: предоставляют пользователям доступ к ресурсам через сервер.

• ОС реального времени

Операционная система реального времени (RTOS) — это операционная система (часто упрощенная ОС), которая запускает многопоточные приложения и может выполнять работу в режиме реального времени.

Большинство ОСРВ включают планировщик, управление ресурсами и драйверы устройств. Говоря о «сроках», «быстро» не обязательно подразумевается. ОСРВ может быть мощным инструментом, если вы создаете сложные встроенные программы. Они помогают изолировать задачи и дают возможность выполнять их одновременно. В большинстве ОСРВ можно установить уровни приоритета задач, которые позволяют некоторым задачам прерываться и выполняться раньше других задач.

Заключение

• Операционная система — это набор программ, которые позволяют пользователю работать и взаимодействовать с компьютером.