Edellytys: Mikä on käyttöjärjestelmä?

Käyttöjärjestelmä suorittaa kaikki perustehtävät, kuten tiedostojen, prosessien ja muistin hallinnan. Siten käyttöjärjestelmä toimii kaikkien resurssien johtajana, ts. resurssipäällikkö . Näin käyttöjärjestelmästä tulee käyttöliittymä käyttäjän ja koneen välillä. Se on yksi vaadituimmista laitteessa olevista ohjelmistoista.

Käyttöjärjestelmä on eräänlainen ohjelmisto, joka toimii käyttöliittymänä järjestelmäohjelman ja laitteiston välillä. On olemassa useita käyttöjärjestelmiä, joista monet mainitaan alla. Katsotaanpa niitä.

css ensimmäinen lapsi

Käyttöjärjestelmien tyypit

Alla on mainittu useita käyttöjärjestelmiä.

• Eräkäyttöjärjestelmä
• Moniohjelmointijärjestelmä
• Monikäsittelyjärjestelmä
• Moniajokäyttöjärjestelmä
• Aikajakokäyttöjärjestelmä
• Hajautettu käyttöjärjestelmä
• Verkkokäyttöjärjestelmä
• Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä

1. Eräkäyttöjärjestelmä

Tämäntyyppinen käyttöjärjestelmä ei ole suoraan vuorovaikutuksessa tietokoneen kanssa. On operaattori, joka ottaa samanlaiset työt samoilla vaatimuksilla ja ryhmittelee ne eriin. Operaattorin vastuulla on lajitella työt, joilla on samanlaisia ​​tarpeita.

Eräkäyttöjärjestelmä

Eräkäyttöjärjestelmän edut

• Useat käyttäjät voivat jakaa eräjärjestelmiä.
• Eräjärjestelmän tyhjäkäyntiaika on hyvin lyhyempi.
• Suuria töitä on helppo hallita toistuvasti eräjärjestelmissä.

Eräkäyttöjärjestelmän haitat

• Tietokoneoperaattoreiden tulee olla hyvin tunnettuja eräjärjestelmien kanssa.
• Eräjärjestelmiä on vaikea korjata.
• Se on joskus kallista.
• Muut työt joutuvat odottamaan tuntemattoman ajan, jos jokin työ epäonnistuu.
• Eräkäyttöjärjestelmässä töiden käsittelyaikaa on yleensä vaikea ennustaa tarkasti niiden ollessa jonossa.
• On vaikea ennustaa tarkasti tarkkaa aikaa, joka kuluu työn suorittamiseen sen ollessa jonossa.

Esimerkkejä eräkäyttöjärjestelmistä: Palkanlaskentajärjestelmät, tiliotteet jne.

2. Moniohjelmointikäyttöjärjestelmä

Moniohjelmointikäyttöjärjestelmät voidaan yksinkertaisesti havainnollistaa, koska päämuistissa on useampi kuin yksi ohjelma ja mikä tahansa niistä voidaan pitää käynnissä. Tätä käytetään periaatteessa resurssien parempaan käyttöön.

Moniohjelmointi

Multi-Programming-käyttöjärjestelmän edut

• Moniohjelmointi lisää järjestelmän suorituskykyä.
• Se auttaa lyhentämään vasteaikaa.

Moniohjelmoinnin käyttöjärjestelmän haitat

• Käyttäjällä ei ole mahdollisuutta järjestelmän resurssien vuorovaikutukseen järjestelmän kanssa.

3. Multi-Processing käyttöjärjestelmä

Monikäsittelykäyttöjärjestelmä on käyttöjärjestelmätyyppi, jossa useampaa kuin yhtä suoritinta käytetään resurssien suorittamiseen. Se parantaa järjestelmän suorituskykyä.

Monikäsittely

Multi-Processing-käyttöjärjestelmän edut

• Se lisää järjestelmän suorituskykyä.
• Koska siinä on useita prosessoreita, joten jos yksi prosessori epäonnistuu, voimme jatkaa toisella prosessorilla.

Multi-Processing-käyttöjärjestelmän haitat

osi referenssimalli verkottumisessa

• Usean suorittimen vuoksi se voi olla monimutkaisempi ja jotenkin vaikea ymmärtää.

4. Multi-Tasking-käyttöjärjestelmä

Multitasking Operating System on yksinkertaisesti moniohjelmointikäyttöjärjestelmä, jossa on mahdollisuus käyttää Round-Robin-aikataulutusalgoritmia. Se voi ajaa useita ohjelmia samanaikaisesti.

On olemassa kahdenlaisia ​​moniajojärjestelmiä, jotka on lueteltu alla.

kartoitus koneella

• Ennaltaehkäisevä moniajo
• Yhteistyöllinen moniajo

Moniajo

Multi-Tasking-käyttöjärjestelmän edut

• Useita ohjelmia voidaan suorittaa samanaikaisesti Multi-Tasking-käyttöjärjestelmässä.
• Sen mukana tulee kunnollinen muistinhallinta.

Multi-Tasking-käyttöjärjestelmän haitat

• Raskaiden ohjelmien tapauksessa järjestelmä kuumenee useita kertoja.

5. Aikajakokäyttöjärjestelmät

Jokaiselle tehtävälle annetaan jonkin verran aikaa suorittaa, jotta kaikki tehtävät toimivat sujuvasti. Jokainen käyttäjä saa CPU:n ajan, kun he käyttävät yhtä järjestelmää. Nämä järjestelmät tunnetaan myös nimellä Multitasking Systems. Tehtävä voi olla yhdeltä käyttäjältä tai myös eri käyttäjiltä. Aikaa, jonka jokainen tehtävä saa suorittaa, kutsutaan kvantiksi. Tämän ajanjakson jälkeen käyttöjärjestelmä siirtyy seuraavaan tehtävään.

Aikajakokäyttöjärjestelmä

Time-Sharing OS:n edut

• Jokainen tehtävä saa yhtäläisen mahdollisuuden.
• Pienemmät mahdollisuudet ohjelmistojen päällekkäisyyteen.
• CPU:n joutoaikaa voidaan lyhentää.
• Resurssien jakaminen: Aikajakojärjestelmien avulla useat käyttäjät voivat jakaa laitteistoresursseja, kuten suorittimen, muistin ja oheislaitteet, mikä vähentää laitteiston kustannuksia ja lisää tehokkuutta.
• Parempi tuottavuus: Ajanjaon avulla käyttäjät voivat työskennellä samanaikaisesti, mikä lyhentää odotusaikaa tietokoneen käyttöön. Tämä lisääntynyt tuottavuus tarkoittaa, että enemmän työtä tehdään lyhyemmässä ajassa.
• Parannettu käyttökokemus: Time-sharing tarjoaa interaktiivisen ympäristön, jonka avulla käyttäjät voivat kommunikoida tietokoneen kanssa reaaliajassa, mikä tarjoaa paremman käyttökokemuksen kuin eräkäsittely.

Aikajakokäyttöjärjestelmän haitat

• Luotettavuus ongelma.
• Käyttäjäohjelmien ja tietojen turvallisuudesta ja eheydestä on huolehdittava.
• Tietoliikenneongelma.
• High Overhead: Aikajakojärjestelmillä on korkeammat yleiskustannukset kuin muilla käyttöjärjestelmillä, koska ne tarvitsevat ajoitusta, kontekstin vaihtoa ja muita yleiskustannuksia, jotka liittyvät useiden käyttäjien tukemiseen.
• Monimutkaisuus: Ajanjakojärjestelmät ovat monimutkaisia ​​ja vaativat edistyneitä ohjelmistoja useiden käyttäjien hallintaan samanaikaisesti. Tämä monimutkaisuus lisää bugien ja virheiden mahdollisuutta.
• Tietoturvariskit: Kun useat käyttäjät jakavat resursseja, tietoturvaloukkausten riski kasvaa. Aikajakojärjestelmät edellyttävät käyttäjien pääsyn, todentamisen ja valtuutuksen huolellista hallintaa tietojen ja ohjelmistojen turvallisuuden varmistamiseksi.

Esimerkkejä Time-Sharing-käyttöjärjestelmästä selityksillä

• IBM VM/CMS : IBM VM/CMS on aikajakokäyttöjärjestelmä, joka esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1972. Se on edelleen käytössä, ja se tarjoaa virtuaalikoneympäristön, jonka avulla useat käyttäjät voivat käyttää omia käyttöjärjestelmiään ja sovelluksiaan.
• TSO (Time Sharing Option) : TSO on aikajakoinen käyttöjärjestelmä, jonka IBM esitteli ensimmäisen kerran 1960-luvulla IBM System/360 -mainframe-tietokoneeseen. Se antoi useille käyttäjille mahdollisuuden käyttää samaa tietokonetta samanaikaisesti ja käyttää omia sovelluksiaan.
• Windowsin päätepalvelut : Windows Terminal Services on aikajakokäyttöjärjestelmä, jonka avulla useat käyttäjät voivat käyttää Windows-palvelinta etänä. Käyttäjät voivat käyttää omia sovelluksiaan ja käyttää jaettuja resursseja, kuten tulostimia ja verkkotallennustilaa, reaaliajassa.

6. Hajautettu käyttöjärjestelmä

Tämäntyyppiset käyttöjärjestelmät ovat viimeaikainen edistysaskel tietotekniikan maailmassa, ja ne hyväksytään laajalti kaikkialla maailmassa ja myös suurella vauhdilla. Erilaiset itsenäiset toisiinsa kytketyt tietokoneet kommunikoivat keskenään jaetun tietoliikenneverkon avulla. Itsenäisillä järjestelmillä on oma muistiyksikkö ja prosessori. Näitä kutsutaan nimellä löyhästi kytketyt järjestelmät tai hajautetut järjestelmät . Näiden järjestelmien prosessorit eroavat kooltaan ja toiminnaltaan. Suurin hyöty tämäntyyppisten käyttöjärjestelmien kanssa työskentelystä on, että on aina mahdollista, että yksi käyttäjä pääsee käsiksi tiedostoihin tai ohjelmistoihin, joita ei todellisuudessa ole hänen järjestelmässään, vaan johonkin muuhun tähän verkkoon kytkettyyn järjestelmään, eli etäkäyttö on sallittu sisällä kyseiseen verkkoon liitetyt laitteet.

Hajautettu käyttöjärjestelmä

Hajautetun käyttöjärjestelmän edut

• Yhden epäonnistuminen ei vaikuta toisen verkkoviestintään, koska kaikki järjestelmät ovat toisistaan ​​riippumattomia.
• Sähköposti lisää tiedonsiirtonopeutta.
• Koska resurssit jaetaan, laskenta on erittäin nopeaa ja kestävää.
• Isäntätietokoneen kuormitus vähenee.
• Nämä järjestelmät ovat helposti skaalattavissa, koska monia järjestelmiä voidaan helposti lisätä verkkoon.
• Tietojen käsittelyn viiveet vähenevät.

Hajautetun käyttöjärjestelmän haitat

• Pääverkon vikaantuminen katkaisee koko tiedonsiirron.
• Hajautettujen järjestelmien luomiseen käytetään kieltä, jota ei ole vielä määritelty tarkasti.
• Tämäntyyppisiä järjestelmiä ei ole helposti saatavilla, koska ne ovat erittäin kalliita. Ei vain sitä, että taustalla oleva ohjelmisto on erittäin monimutkainen eikä sitä ole vielä ymmärretty hyvin.

Esimerkkejä hajautetuista käyttöjärjestelmistä ovat LOCUS jne.

Hajautetun käyttöjärjestelmän on ratkaistava seuraavat ongelmat:

• Verkottuminen aiheuttaa viiveitä tiedonsiirrossa hajautetun järjestelmän solmujen välillä. Tällaiset viiveet voivat johtaa epäjohdonmukaiseen näkemykseen eri solmuissa sijaitsevista tiedoista ja vaikeuttaa sen kronologisen järjestyksen tuntemista, jossa tapahtumat tapahtuivat järjestelmässä.
• Ohjaustoiminnot, kuten ajoitus, resurssien allokointi ja lukkiutuman havaitseminen, on suoritettava useissa solmuissa laskennan nopeuttamiseksi ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi, kun tietokoneet tai verkkokomponentit epäonnistuvat.
• Eri solmuissa olevien prosessien välittämät viestit voivat kulkea julkisten verkkojen kautta ja kulkea tietokonejärjestelmien läpi, joita hajautettu käyttöjärjestelmä ei ohjaa. Tunkeilija voi käyttää tätä ominaisuutta peukaloidakseen viestejä tai luodakseen väärennettyjä viestejä huijatakseen todennusmenettelyä ja naamioituakseen järjestelmän käyttäjäksi.

7. Verkkokäyttöjärjestelmä

Nämä järjestelmät toimivat palvelimella ja tarjoavat mahdollisuuden hallita tietoja, käyttäjiä, ryhmiä, turvallisuutta, sovelluksia ja muita verkkotoimintoja. Tämäntyyppiset käyttöjärjestelmät mahdollistavat jaetun pääsyn tiedostoihin, tulostimiin, tietoturvaan, sovelluksiin ja muihin verkkotoimintoihin pienen yksityisen verkon kautta. Toinen tärkeä näkökohta verkkokäyttöjärjestelmissä on, että kaikki käyttäjät ovat hyvin tietoisia taustalla olevasta kokoonpanosta, kaikkien muiden verkon käyttäjien, heidän yksittäisistä yhteyksistään jne., ja siksi nämä tietokoneet tunnetaan yleisesti nimellä tiiviisti kytketyt järjestelmät .

Verkkokäyttöjärjestelmä

java lambda -lausekkeet

Verkkokäyttöjärjestelmän edut

• Erittäin vakaat keskitetyt palvelimet.
• Turvallisuusongelmat käsitellään palvelimien kautta.
• Uudet tekniikat ja laitteiston päivitys on helppo integroida järjestelmään.
• Palvelimeen pääsy on mahdollista etänä eri paikoista ja eri tyyppisistä järjestelmistä.

Verkkokäyttöjärjestelmän haitat

• Palvelimet ovat kalliita.
• Useimmissa toiminnoissa käyttäjän on oltava keskeinen sijainti.
• Huoltoa ja päivityksiä tarvitaan säännöllisesti.

Esimerkkejä verkkokäyttöjärjestelmistä ovat Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, BSD jne.

8. Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä

Tämän tyyppiset käyttöjärjestelmät palvelevat reaaliaikaisia ​​järjestelmiä. Aikaväli, joka tarvitaan syötteiden käsittelyyn ja niihin vastaamiseen, on hyvin pieni. Tätä aikaväliä kutsutaan vasteaika .
Reaaliaikaiset järjestelmät käytetään, kun aikavaatimukset ovat erittäin tiukat, kuten ohjusjärjestelmät, lennonjohtojärjestelmät, robotit jne.

kapselointiohjelma

Reaaliaikaisten käyttöjärjestelmien tyypit

• Kovat reaaliaikaiset järjestelmät:
  Kovat reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät on tarkoitettu sovelluksiin, joissa aikarajoitukset ovat erittäin tiukat ja lyhin mahdollinen viive ei ole hyväksyttävä. Nämä järjestelmät on rakennettu pelastamaan ihmishenkiä, kuten automaattiset laskuvarjot tai turvatyynyt, joiden on oltava helposti saatavilla onnettomuuden sattuessa. Näissä järjestelmissä on harvoin virtuaalista muistia.
• Pehmeät reaaliaikaiset järjestelmät:
  Nämä käyttöjärjestelmät ovat sovelluksille, joissa aikarajoitus on vähemmän tiukka.

Lisätietoja on osoitteessa Ero kovan reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän ja pehmeän reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän välillä .

Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä

RTOS:n edut

• Enimmäiskulutus: Laitteiden ja järjestelmien maksimaalinen käyttö, mikä lisää tehoa kaikista resursseista.
• Tehtävän vaihto: Näissä järjestelmissä vuorotyötehtäviin varattu aika on hyvin lyhyempi. Esimerkiksi vanhemmissa järjestelmissä siirtyminen tehtävästä toiseen kestää noin 10 mikrosekuntia ja uusimmissa järjestelmissä 3 mikrosekuntia.
• Keskity sovellukseen: Keskity käynnissä oleviin sovelluksiin ja vähennä merkitystä jonossa oleviin sovelluksiin.
• Reaaliaika käyttöjärjestelmä sisään the upotettu järjestelmä: Koska ohjelmien koko on pieni, RTOS:ää voidaan käyttää myös sulautetuissa järjestelmissä, kuten kuljetuksessa ja muissa.
• Virheetön: Tämäntyyppiset järjestelmät ovat virheettömiä.
• Muistin varaus: Muistin varaamista hallitaan parhaiten tämäntyyppisissä järjestelmissä.

RTOS:n haitat

• Rajoitettuja tehtäviä: Hyvin harvat tehtävät suoritetaan samaan aikaan ja niiden keskittyminen on hyvin vähäistä muutamaan sovellukseen virheiden välttämiseksi.
• Käytä raskaita järjestelmäresursseja: Joskus järjestelmäresurssit eivät ole niin hyviä ja ne ovat myös kalliita.
• Monimutkaiset algoritmit: Algoritmit ovat erittäin monimutkaisia ​​ja suunnittelijan on vaikea kirjoittaa niille.
• Laiteohjain ja keskeytyssignaalit: Se tarvitsee erityisiä laiteajureita ja keskeytyssignaaleja vastatakseen keskeytuksiin aikaisintaan.
• Säikeen prioriteetti: Ei ole hyvä asettaa säikeen prioriteettia, koska nämä järjestelmät ovat hyvin vähemmän alttiita vaihtotehtäville.

Esimerkkejä reaaliaikaisista käyttöjärjestelmistä ovat Tieteelliset kokeet, lääketieteelliset kuvantamisjärjestelmät, teolliset ohjausjärjestelmät, asejärjestelmät, robotit, lennonjohtojärjestelmät jne.