Különböző típusú operációs rendszerek

A számítógépek korábbi formája nagygép volt, ahol ezek hiányosak az operációs rendszerek folyamatában és az operációs rendszerek típusaiban. A nagygépekben minden egyén felelőssége egy adott időtartamra szól, és olyan információkkal és programmal kell megközelítenie a gépet, amelyek valószínűleg papírkártyákra, papírszalagokra vagy mágneses szalagokra vannak írva. Ezután az összeállított program a gépbe kerül. Ezt követően a gép a program befejezéséig vagy összeomlásáig működik. A programok kimenetét a panel lámpáin, a kapcsolók fajtáin vagy más módon lehet a vezérlőpult tárcsaival hibakeresni.

Ezekkel a gépekkel azonban a programok futtatásához szükséges idő romlik, és a berendezés következő személyhez történő hozzárendeléséhez szükséges idő nő. Ennek következtében automatizált megfigyelésnek, minimális működési időnek és kisebb gépméretnek kell lennie. Mindezek a funkciók az operációs rendszer fejlesztésének útjához vezettek. Tehát, tudassa velünk, mi is pontosan operációs rendszer azaz annak funkcionalitása és különböző típusú operációs rendszerek .

Mi az operációs rendszer?

Az operációs rendszer neve megfelel annak, hogy több szoftver gyűjteménye kezeli a számítógép hardver erőforrásait és kollektív szolgáltatásokat nyújt a felhasználónak. A számítógépes operációs rendszerek különböző típusai különböző típusú szoftverek gyűjtésére utalnak. Minden számítógép rendelkezik operációs rendszerrel a benne lévő egyéb programok futtatásához.

Alapvető operációs rendszer

Manapság az operációs rendszer, mert számos eszközben megfigyelhető, a személyi számítógépektől a mobiltelefonokig, különösen az okostelefonokig. Például szinte minden okostelefon használja a legújabb android operációs rendszer .

Bármely operációs rendszer elvégez néhány alapvető feladatot, mint például a bemeneti adatok felismerése billentyűzetről, kimenet küldése a kijelzőre, a lemez fájljainak és könyvtárainak megőrzése, valamint a perifériás eszközök, például a nyomtatók vezérlése. Az operációs rendszer bármikor elvégezhet egyetlen feladatot vagy műveletet, valamint több feladatot vagy műveletet.

Az operációs rendszerek típusainak architektúrája

Az operációs rendszerek vezérlik a számítógép hardver erőforrásait. A kernel és a shell az operációs rendszer alapvető műveleteit végrehajtó részei.

OS architektúra

Amikor a felhasználó parancsokat ad bármely művelet végrehajtására, a kérés a shell részhez kerül, amelyet tolmácsnak is neveznek. Ezután a shell rész lefordítja az emberi programot gépi kódra, majd a kérést átviszi a kernel részre.

Amikor a kern megkapja a kérést a héjról, feldolgozza a kérést, és megjeleníti az eredményt a képernyőn. A kern az operációs rendszer szíveként is ismert, mivel minden műveletet ez hajt végre.

Héj

A shell a szoftver része, amelyet a felhasználó és a kernel között helyeznek el, és a kernel szolgáltatásait nyújtja. A héj tehát tolmácsként működik, hogy a felhasználótól kapott parancsokat konvertálja a gép kódjává. A különféle típusú operációs rendszerek héjai kétféle típusúak: parancssori héjak és grafikus héjak.

A parancssori héjak parancssori felületet biztosítanak, míg a grafikus vonalak héjai grafikus felhasználói felületet biztosítanak. Bár mindkét héj műveletet hajt végre, a grafikus felhasználói felület héjai lassabban teljesítenek, mint a parancssori felület héjai.

A héjak típusai

• Korn héj
• Bourne héja
• C héj
• POSIX héj

Kernel

A kernel a szoftver része. Olyan, mint egy híd a héj és a hardver között. Feladata a programok futtatása és a biztonságos hozzáférés biztosítása a gép hardveréhez. A rendszermagot ütemezésre használják, vagyis minden folyamatra vonatkozóan ütemtervet vezet. A kerneltípusok a következők:

• Monolit kernel
• Mikrokernelek
• Exokernels
• Hibrid kernelek

A számítógép operációs rendszerének funkciói

Az operációs rendszer a következő funkciókat látja el:

• Memóriakezelés
• Feladat- vagy folyamatkezelés
• Tárhelykezelés
• Eszköz vagy bemenet / kimenet kezelése
• Kernel vagy ütemezés

Memóriakezelés

Memóriakezelés a számítógépes memória kezelésének folyamata. A számítógépes memóriák kétféle típusúak: elsődleges és másodlagos. A programok és szoftverek memória része a memória felszabadítása után kerül kiosztásra.

Operációs rendszer memóriakezelése

A memóriakezelés fontos a multitaskingban részt vevő operációs rendszer számára, ahol az operációs rendszer megköveteli a memóriaterület egyik folyamatról a másikra történő átkapcsolását. Minden egyes programhoz szükséges némi memóriaterület a végrehajtásához, amelyet a memóriakezelő egység biztosít. A CPU kettőből áll típusú memóriamodulok : virtuális memória és fizikai memória. A virtuális memória RAM memória, a fizikai memória pedig merevlemez memória. Az operációs rendszer kezeli a virtuális memória címtereit, a valós memória hozzárendelését pedig a virtuális memória címe követi.

Az utasítások végrehajtása előtt a CPU elküldi a virtuális címet a memóriakezelő egységnek. Ezt követően az MMU elküldi a fizikai címet a valódi memóriának, majd a valós memória helyet foglal a programok vagy adatok számára.

Feladat vagy folyamatkezelés

Folyamatmenedzsment egy végrehajtott program példánya. A folyamat számos elemből áll, például azonosítóból, programszámlálóból, memóriából mutató és kontextusadatok stb. A folyamat valójában ezen utasítások végrehajtása.

Folyamatmenedzsment

Kétféle eljárási módszer létezik: egyfolyamatos és többfeladatos módszer. Az egyetlen folyamat módszer egyszerre futó egyetlen alkalmazással foglalkozik. A multitasking módszer egyszerre több folyamatot tesz lehetővé.

Tárhelykezelés

A tároláskezelés az operációs rendszer olyan funkciója, amely kezeli az adatok memóriafelosztását. A rendszer különféle típusú memóriaeszközökből áll, például elsődleges tároló memóriából (RAM), másodlagos tároló memóriából (merevlemez) és gyorsítótárból.

Az utasítások és adatok az elsődleges tárolóba vagy a gyorsítótárba kerülnek, amelyre a futó program hivatkozik. Az adatok azonban elvesznek, amikor az áramellátás megszakad. A másodlagos memória állandó tárolóeszköz. Az operációs rendszer tárhelyet oszt ki, amikor új fájlokat hoznak létre, és ütemezik a memória-hozzáférés iránti kérelmet.

Eszköz vagy bemenet / kimenet kezelése

A számítógépes architektúrában a CPU és a fő memória kombinációja a számítógép agya, amelyet az input és output erőforrások kezelnek. Az emberek interakcióba lépnek a gépekkel, I / O eszközökön keresztül nyújtanak információt.

Az kijelző , a billentyűzet, a nyomtató és az egér I / O eszköz. Mindezen eszközök kezelése befolyásolja a rendszer teljesítményét, ezért a rendszer bemeneti és kimeneti kezelése az operációs rendszer elsődleges felelőssége

Ütemezés

Az operációs rendszer ütemezése a processzornak küldött üzenetek vezérlésének és rangsorolásának folyamata. Az operációs rendszer állandó mennyiségű munkát tart fenn a processzor számára, és így kiegyenlíti a terhelést. Ennek eredményeként minden folyamat egy meghatározott időkereten belül befejeződik.

Ezért az ütemezés nagyon fontos a valós idejű rendszerekben. Az ütemezők főleg három típusból állnak:

• Hosszú távú ütemező
• Rövid távú ütemező
• Középtávú menetrend

Az operációs rendszerek típusai

Általánosságban elmondható, hogy a számítógépes operációs rendszerek alapvetően két típusba sorolhatók:

Az operációs rendszerek típusai

1. Normál operációs rendszer
2. Valós idejű operációs rendszer

Normál operációs rendszer

A normál operációs rendszert további két típusba sorolják:

• • Karakteres felhasználói felület operációs rendszer
  • Grafikus felhasználói felület operációs rendszer

GUI és CUI

Karakteres felhasználói felület operációs rendszer (CUI)

A CUI operációs rendszer egy szöveges operációs rendszer, amelyet a szoftverrel vagy fájlokkal való interakcióra használnak parancsok begépelésével meghatározott feladatok elvégzéséhez. A parancssori operációs rendszer csak a billentyűzetet használja a parancsok megadásához. A parancssori operációs rendszerek közé tartozik a DOS és a UNIX . A fejlett parancssori operációs rendszer gyorsabb, mint a fejlett GUI operációs rendszer.

Grafikus felhasználói felület operációs rendszer (GUI)

A grafikus módú interfész operációs rendszer egy egér alapú operációs rendszer (Windows operációs rendszer, LINUX), ahol a felhasználó a feladatokat vagy műveleteket úgy hajtja végre, hogy nem írja be a parancsokat a billentyűzetről. A fájlokat vagy ikonokat az egérgombbal kattintva lehet megnyitni vagy bezárni.

Ezen felül az egérrel és a billentyűzettel többféle célból vezérlik a grafikus felhasználói felület operációs rendszereket. A legtöbb beágyazott alapú projektek ezen az operációs rendszeren vannak kifejlesztve. A fejlett GUI operációs rendszer lassabb, mint a parancssori operációs rendszer.

Valós idejű operációs rendszer

A valós idejű operációs rendszereket többfeladatos operációs rendszerként is ismerik. A számítógép hardver erőforrásainak kezeléséért a normál operációs rendszer felel. Az RTOS elvégzi ezeket a feladatokat, de kifejezetten az alkalmazások ütemezett vagy pontos időben történő, nagy megbízhatóságú futtatására készült.

RTOS

A valós idejű operációs rendszert valós idejű alkalmazásokhoz tervezték, például beágyazott rendszerekhez, ipari robotokhoz, tudományos kutatóeszközökhöz és másokhoz. Különböző típusú operációs rendszerek léteznek valós időben, például puha valós idejű operációs rendszerek és kemény valós idejű operációs rendszerek.

Példák RTOS-ra

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Kemény valós idejű rendszer

A kemény valós idejű rendszer tisztán időállandó rendszer. Egy kemény, valós idejű operációs rendszer számára a feladatok határidőn belüli befejezése nagyon fontos a rendszer hatékony teljesítményéhez.

Például egy adott bemenetnél, ha egy felhasználó 10 másodperc után számít a kimenetre, akkor a rendszernek feldolgoznia kell a bemeneti adatokat, és pontosan 10 másodperc után kell megadnia a kimenetet. Itt a határidő 10 másodperc, ezért a rendszernek nem szabad kimenetet adnia 11. vagy 9. másodperc után.

Ezért kemény, valós idejű rendszereket alkalmaznak a hadseregben és a védelemben.

Puha Valós idejű rendszer

Lágy, valós idejű rendszer esetén a határidő betartása nem kötelező minden feladatnál. Ezért egy puha, valós idejű rendszer egy-két másodperccel elmulaszthatja a határidőt. Ha azonban a rendszer minden alkalommal elmulasztja a határidőket, ez rontja a rendszer teljesítményét. Számítógépek, audio és video rendszerek példák a puha valós idejű rendszerekre. Manapság az androidokat széles körben használják olyan alkalmazásokhoz, mint például automatikus kapunyitók .

Ezen kívül még sok más van különböző típusú operációs rendszerek a számítógépen előnyeikkel és hátrányaikkal együtt. Néhány típus a következőképpen magyarázható:

Kötegelt operációs rendszer

Azok a személyek, akik a kötegelt operációs rendszerben működnek, nem lesznek közvetlen kapcsolatban a számítógéppel. Mindenki beállítja a feladatát bármilyen offline eszközön, például lyukkártyán, majd betölti az előkészített információkat a számítógépbe. A feldolgozási sebesség fokozása érdekében a hasonló típusú műveleteket tartalmazó feladatokat egy csoportba sorolják, és egyetlen csoportként működtetik őket.

Ezek a gépek az operátorok segítségével hajtják végre a műveleteket, és az operátorok átveszik az azonos funkcionalitással rendelkező sorozatok rendezését kötegekben. Ez az egyik széleskörűen bevezetett operációs rendszer.

Előnyök

• Hatalmas mennyiségű munka könnyen elvégezhető ismételt módon
• Különböző felhasználók könnyedén feloszthatják kötegelt rendszereiket
• Az inaktív idő ebben a kötegelt rendszerben nagyon minimális
• A feladat elvégzéséhez szükséges időt könnyen ismerheti a processzor, amikor várólista formátumban töltik be őket a gépbe

Hátrányok

• A kötegelt operációs rendszerek némileg drágák
• A hibakeresési folyamat bonyolult
• Csak tapasztalt személyek használhatják ezt a rendszert

Elosztott típusú operációs rendszerek

Az elosztott operációs rendszer a modern fejlesztés a számítógépes tartományban. Ezt a típusú rendszert széleskörű ütem mellett az egész világon széles körben használják. Különböző, független, összekapcsolt számítógépek kommunikálnak egymással ezen az elosztott operációs rendszeren keresztül. Minden autonóm rendszer saját feldolgozó és memória egységgel rendelkezik. Ezeket a rendszereket lazán összekapcsolt rendszereknek is nevezik, és különböző méretűek és műveletekkel rendelkeznek.

Az ilyen operációs rendszer döntő előnye, hogy az egyének hozzáférhetnek azokhoz a szoftverekhez vagy dokumentumokhoz, amelyek nincsenek a jelenlegi operációs rendszerben, de léteznek más rendszereken, amelyek kapcsolatban vannak a jelenlegi rendszerrel. Ez azt jelenti, hogy a rendszerhez csatlakoztatott eszközök belső távoli hozzáférhetőséggel rendelkeznek.

A különböző csomópontok elrendezésétől függően különbözőek lehetnek típusú elosztott operációs rendszerek és ezek a következők:

Ponttól-pontig - Ez a rendszer olyan csomópontokhoz tartozik, amelyek azonos résztvevőkkel rendelkeznek az adatmegosztásban. A teljes funkcionalitás meg van osztva az összes csomóponton. A másokkal kommunikáló csomópontokat megosztott erőforrásnak nevezzük. Ez hálózaton keresztül érhető el.

Kliens / szerver - Az ügyfél / szerver rendszerekben az ügyfél által küldött kérést a szerver rendszer biztosítja. A szerverrendszer csak akkor képes szolgáltatást nyújtani több kliens számára, ha az ügyfél csak egy szerverrel áll kapcsolatban. Az ügyfél és a kiszolgáló eszközök kommunikációja hálózaton keresztül zajlik, így az elosztott rendszerek osztályozásába tartoznak.

Előnyök

• Az adatmegosztás egyszerűsített módon történhet, ahol a teljes csomópontok kapcsolatban állnak egymással
• A további csomópontok hozzáadásának folyamata olyan egyszerű, és a konfiguráció a követelményeknek megfelelően könnyen méretezhető
• Egy csomópont meghibásodása nem bontja le a többi csomópontot. Az összes többi csomópont kapcsolatot létesíthet egymással

Hátrányok

• Az összes kapcsolat és csomópont fokozott biztonságának biztosítása kissé bonyolult
• A csomópontok továbbításakor az adatok egy része elveszhet
• Az egyedi felhasználói rendszerrel összehasonlítva itt az adatbázis kezelése meglehetősen összetett
• Míg az adatátvitel minden csomópontról megtörténhet, az adatok túlterhelésére kerülhet sor

Időmegosztás operációs rendszer

Ez az az eljárás, amely lehetővé teszi, hogy a különböző helyeken elhelyezkedő emberek számára a kapcsolatok egy adott rendszer megosztását egyetlen időben végezzék. Ezt a fajta operációs rendszert a multiprogramozás logikai kibővítésének jelölik. Az időmegosztás név megegyezik azzal, hogy a processzorok ideje egyszerre oszlik meg különböző személyek között. A kötegelt és az idő szerint megosztott operációs rendszerek közötti fő változás a processzor kihasználtsága és a válaszidő.

A kötegelt rendszerben a fő irányelv a processzor kihasználtságának javítása, míg az időmegosztó operációs rendszerek esetében az irányelv a válaszidő csökkentése.

Különböző feladatokat hajt végre a CPU azáltal, hogy áthelyezik őket, míg ezek a kapcsolók olyan rendszeresen történnek. Emiatt minden felhasználó gyors választ kaphat.

Például egy tranzakció módszerében a processzor minden egyes programot nagyon rövid idő alatt működtet. Tehát, ha vannak „n” egyének, akkor minden ember megkapja az időtartamát. A parancs elküldése után gyors válasz érkezik. Ez az operációs rendszer a többprogramozáson és a processzor ütemezésén dolgozik, hogy minden egyént hozzárendeljen egy megfelelő időszakhoz. Az eredetileg kötegként kifejlesztett operációs rendszereket most megosztott rendszerekkel frissítik.

Az időmegosztó operációs rendszerek néhány előnye és hátránya:

Előnyök

• Gyors válasz
• Megszünteti a szoftver duplikációját
• Minimális processzor üresjárati idő

Hátrányok

• A megbízhatóság a legfőbb gond
• Mind az adatokat, mind a programokat fokozott biztonsággal kell biztosítani
• Az adatkommunikáció a kérdés

Többfelhasználós típusú operációs rendszerek

Ez az operációs rendszer olyan módszere, amely lehetővé teszi a különböző felhasználók számára, hogy összekapcsolódjanak és egyetlen operációs rendszeren működjenek. Az emberek olyan számítógépek vagy terminálok segítségével lépnek kapcsolatba vele, amelyek hozzáférhetőséget biztosítanak a hálózaton vagy olyan eszközökön keresztül, mint a nyomtatók. Ez a fajta operációs rendszer kiegyensúlyozott megközelítésben fokozott kommunikációt igényel az összes felhasználóval. Ez azért van így, mert amikor egy személy bonyodalma felmerül, annak nem szabad kihatnia a többi felhasználóra, akik a sorozatban vannak.

Jellemzők

• Láthatatlanság - Ez az alsó végén történik, mint például a lemez és mások formázása
• Háttér-adatfeldolgozás - Ha nincs esély az adatkezelésre a kezelőfelületről, ez lehetővé teszi a háttér-adatfeldolgozást
• Erőforrások megosztása - Különböző eszközök, például merevlemezek, illesztőprogramok vagy nyomtatók oszthatók meg, és fájlok vagy dokumentumok is megoszthatók
• Többprocesszoros

Főleg három többfelhasználós operációs rendszer típusai és ezeket a következőképpen magyarázzák:

Elosztott operációs rendszer

A különféle számítógépes rendszereken elhelyezkedő különféle eszközök széles választéka jelenti azokat, amelyek kommunikálnak, működnek és koordinálódnak az egységes konzisztens rendszerrel az egyén számára. A felhasználók egy hálózati rendszeren keresztül kommunikációt létesíthetnek. Itt az erőforrások abban a megközelítésben oszlanak meg, hogy különböző kéréseket lehet kezelni, és minden egyes kérés a végén biztosítható. A mobilalkalmazások és a digitális banki szolgáltatások példák elosztott operációs rendszeren keresztül.

Időszeletelt rendszer

Itt minden egyes felhasználónak rövid processzorrész van rendelve, ami azt jelenti, hogy minden funkcionalitáshoz bizonyos időtartamot szánnak. Ezek az idõszakok minimálisnak tûnnek. Az operálandó feladatot az ütemező nevű belső eszköz határozza meg. Ez meghatározza és működteti a funkcionalitást a hozzárendelt prioritások alapján.

A csatlakoztatott egyének közül az operációs rendszer feldolgozza a felhasználói kéréseket. Ez az időzített operációs rendszer kizárólagos funkcionalitása, amely másokban nem érhető el. Például a nagyszámítógépek.

Többprocesszoros rendszer

Itt a rendszer ugyanakkor több processzort is használ. Mivel a teljes processzor következetesen működik, a feladat végrehajtásához szükséges idő gyors, mint az egyfelhasználós típusú operációs rendszereké. Az ilyen típusú legáltalánosabb forgatókönyv a Windows operációs rendszer, ahol egyszerre több feladatot is képes feldolgozni, például zenelejátszást, Excel-mel való munkát, Word dokumentumot, böngészést és még sok mást. Több alkalmazás hajtható végre mások hatékonyságának megzavarása nélkül.

Előnyök

A többfelhasználós operációs rendszer előnyei

• Könnyű erőforrás-elosztás
• Extrém adatmentés
• Könyvtárakban használják
• Megszünteti a zavarokat
• Javított sebesség és hatékonyság
• Valós idejű alkalmazásokban valósul meg

Hátrányok

A többfelhasználós operációs rendszer hátrányai

• Mivel egyetlen számítógépen több számítógép működik, előfordulhat, hogy a vírus könnyen bejut a rendszerbe
• A magánélet és a titoktartás kérdéssé válik
• Több fiók létrehozása egyetlen rendszerben néha kockázatos és bonyolult lehet

Ezeken kívül számos más típusú operációs rendszer létezik, amelyek a következők:

• Hálózati operációs rendszer
• Többfeladatos operációs rendszer
• Fürtözött operációs rendszer
• Valós idejű operációs rendszer
• Linux operációs rendszer
• Mac operációs rendszer

Tehát itt minden a különböző típusú operációs rendszerek részletes koncepciójáról szól. Átnéztük az operációs rendszer működése, az architektúra, a típusok, az előnyök és a hátrányok fogalmát. Ezért itt van egy nagyon egyszerű kérdés az összes lelkes olvasó számára: Mik azok a Linux operációs rendszer előnyei a Windows-hoz képest ?