TIPUS DE SISTEMES OPERATIUS

Requisit previ: Què és un sistema operatiu?

Un sistema operatiu realitza totes les tasques bàsiques com gestionar fitxers, processos i memòria. Així, el sistema operatiu actua com a gestor de tots els recursos, és a dir. gestor de recursos . Així, el sistema operatiu es converteix en una interfície entre l'usuari i la màquina. És un dels programes més necessaris que hi ha al dispositiu.

El sistema operatiu és un tipus de programari que funciona com a interfície entre el programa del sistema i el maquinari. Hi ha diversos tipus de sistemes operatius, molts dels quals s'esmenten a continuació. Fem-los una ullada.

arbre binari java

Hi ha diversos tipus de sistemes operatius que s'esmenten a continuació.

Sistema operatiu per lots
Sistema de programació múltiple
Sistema de processament múltiple
Sistema operatiu multitasca
Sistema operatiu de temps compartit
Sistema Operatiu Distribuït
Sistema operatiu de xarxa
Sistema operatiu en temps real

1. Sistema operatiu per lots

Aquest tipus de sistema operatiu no interactua directament amb l'ordinador. Hi ha un operador que pren treballs similars amb el mateix requisit i els agrupa en lots. És responsabilitat de l'operador classificar els treballs amb necessitats similars.

Sistema operatiu per lots

Avantatges del sistema operatiu per lots

Diversos usuaris poden compartir els sistemes per lots.
El temps d'inactivitat per al sistema per lots és molt menor.
És fàcil gestionar un treball gran repetidament en sistemes per lots.

Desavantatges del sistema operatiu per lots

Els operadors informàtics haurien de ser coneguts amb els sistemes per lots.
Els sistemes per lots són difícils de depurar.
De vegades és costós.
La resta de treballs hauran d'esperar un temps desconegut si algun treball falla.
En el sistema operatiu per lots, el temps de processament dels treballs sol ser difícil de predir amb precisió mentre estan a la cua.
És difícil predir amb precisió el temps exacte necessari perquè un treball es completi mentre està a la cua.

Exemples de sistemes operatius per lots: Sistemes de nòmines, extractes bancaris, etc.

2. Sistema operatiu multiprogramació

Sistemes operatius multiprogramació es pot il·lustrar simplement perquè hi ha més d'un programa a la memòria principal i qualsevol d'ells es pot mantenir en execució. Això s'utilitza bàsicament per a una millor execució dels recursos.

Multiprogramació

Avantatges del sistema operatiu multiprogramació

La programació múltiple augmenta el rendiment del sistema.
Ajuda a reduir el temps de resposta.

Inconvenients del sistema operatiu multiprogramació

No hi ha cap facilitat per a la interacció de l'usuari dels recursos del sistema amb el sistema.

3. Sistema operatiu multiprocessament

Sistema operatiu multiprocessament és un tipus de sistema operatiu en el qual s'utilitza més d'una CPU per a l'execució de recursos. Millora el rendiment del sistema.

Multiprocessament

Avantatges del sistema operatiu multiprocessament

Augmenta el rendiment del sistema.
Com que té diversos processadors, per tant, si un processador falla, podem procedir amb un altre processador.

Desavantatges del sistema operatiu multiprocessament

stdin al c

A causa de la CPU múltiple, pot ser més complex i d'alguna manera difícil d'entendre.

4. Sistema operatiu multitasca

El sistema operatiu multitasca és simplement un sistema operatiu multiprogramació amb la instal·lació d'un algorisme de programació Round-Robin. Pot executar diversos programes simultàniament.

Hi ha dos tipus de sistemes multitasca que s'enumeren a continuació.

Multitasques preventives
Multitasca cooperativa

Multitasca

Avantatges del sistema operatiu multitasca

Es poden executar diversos programes simultàniament en el sistema operatiu multitasca.
Ve amb una gestió adequada de la memòria.

Desavantatges del sistema operatiu multitasca

El sistema s'escalfa en cas de programes pesats diverses vegades.

5. Sistemes operatius de temps compartit

Cada tasca té un temps per executar-se perquè totes les tasques funcionin sense problemes. Cada usuari obté l'hora de la CPU ja que utilitza un únic sistema. Aquests sistemes també es coneixen com a sistemes multitasca. La tasca pot ser d'un sol usuari o de diferents usuaris també. El temps que s'executa cada tasca s'anomena quàntic. Un cop passat aquest interval de temps, el sistema operatiu canvia a la tasca següent.

Sistema operatiu de temps compartit

Avantatges del sistema operatiu de temps compartit

Cada tasca té la mateixa oportunitat.
Menys possibilitats de duplicació del programari.
El temps d'inactivitat de la CPU es pot reduir.
Compartició de recursos: els sistemes de temps compartit permeten a diversos usuaris compartir recursos de maquinari com ara la CPU, la memòria i els perifèrics, reduint el cost del maquinari i augmentant l'eficiència.
Productivitat millorada: el temps compartit permet als usuaris treballar simultàniament, reduint així el temps d'espera pel seu torn per utilitzar l'ordinador. Aquest augment de la productivitat es tradueix en més feina feta en menys temps.
Experiència d'usuari millorada: el temps compartit proporciona un entorn interactiu que permet als usuaris comunicar-se amb l'ordinador en temps real, proporcionant una millor experiència d'usuari que el processament per lots.

Desavantatges del sistema operatiu de temps compartit

Problema de fiabilitat.
S'ha de tenir cura de la seguretat i la integritat dels programes i dades dels usuaris.
Problema de comunicació de dades.
Sobrecàrrega elevada: els sistemes de temps compartit tenen una sobrecàrrega més gran que altres sistemes operatius a causa de la necessitat de programació, canvi de context i altres despeses generals que s'admeten a diversos usuaris.
Complexitat: els sistemes de temps compartit són complexos i requereixen programari avançat per gestionar diversos usuaris simultàniament. Aquesta complexitat augmenta la possibilitat d'errors i errors.
Riscos de seguretat: amb diversos usuaris que comparteixen recursos, augmenta el risc d'infraccions de seguretat. Els sistemes de temps compartit requereixen una gestió acurada de l'accés dels usuaris, l'autenticació i l'autorització per garantir la seguretat de les dades i el programari.

Exemples de sistema operatiu de temps compartit amb explicació

falla general de protecció

IBM VM/CMS : IBM VM/CMS és un sistema operatiu de temps compartit que es va introduir per primera vegada l'any 1972. Actualment encara s'utilitza, proporcionant un entorn de màquina virtual que permet que diversos usuaris executin les seves pròpies instàncies de sistemes operatius i aplicacions.
TSO (opció de temps compartit) : TSO és un sistema operatiu de temps compartit que va ser introduït per primera vegada a la dècada de 1960 per IBM per a l'ordinador central IBM System/360. Va permetre que diversos usuaris accedissin al mateix ordinador simultàniament, executant les seves pròpies aplicacions.
Serveis de terminal de Windows : Windows Terminal Services és un sistema operatiu de temps compartit que permet a diversos usuaris accedir a un servidor Windows de forma remota. Els usuaris poden executar les seves pròpies aplicacions i accedir a recursos compartits, com ara impressores i emmagatzematge en xarxa, en temps real.

6. Sistema Operatiu Distribuït

Aquest tipus de sistemes operatius és un avenç recent en el món de la tecnologia informàtica i estan sent àmpliament acceptats a tot el món i, això també, a gran ritme. Diversos ordinadors autònoms interconnectats es comuniquen entre ells mitjançant una xarxa de comunicació compartida. Els sistemes independents tenen la seva pròpia unitat de memòria i CPU. Aquests s'anomenen sistemes poc acoblats o sistemes distribuïts . Els processadors d'aquests sistemes difereixen en mida i funció. El principal avantatge de treballar amb aquests tipus de sistema operatiu és que sempre és possible que un usuari pugui accedir als fitxers o programari que realment no estan presents al seu sistema, però a un altre sistema connectat dins d'aquesta xarxa, és a dir, l'accés remot està habilitat dins de els dispositius connectats a aquesta xarxa.

SO distribuït

Avantatges del sistema operatiu distribuït

El fracàs d'un no afectarà a l'altre la comunicació de la xarxa, ja que tots els sistemes són independents els uns dels altres.
El correu electrònic augmenta la velocitat d'intercanvi de dades.
Com que els recursos es comparteixen, el càlcul és molt ràpid i durador.
La càrrega a l'ordinador amfitrió es redueix.
Aquests sistemes són fàcilment escalables, ja que molts sistemes es poden afegir fàcilment a la xarxa.
Es redueix el retard en el processament de dades.

Inconvenients del sistema operatiu distribuït

La fallada de la xarxa principal aturarà tota la comunicació.
Per establir sistemes distribuïts s'utilitza el llenguatge encara no ben definit.
Aquest tipus de sistemes no estan disponibles perquè són molt cars. No només que el programari subjacent és molt complex i encara no s'entén bé.

Alguns exemples de sistemes operatius distribuïts són LOCUS, etc.

El sistema operatiu distribuït ha d'abordar els problemes següents:

La xarxa provoca retards en la transferència de dades entre nodes d'un sistema distribuït. Aquests retards poden provocar una visió inconsistent de les dades situades en diferents nodes i dificultar el coneixement de l'ordre cronològic en què es van produir els esdeveniments al sistema.
Les funcions de control com la programació, l'assignació de recursos i la detecció de bloqueig s'han de dur a terme en diversos nodes per aconseguir una velocitat de càlcul i proporcionar un funcionament fiable quan fallen els ordinadors o els components de la xarxa.
Els missatges intercanviats per processos presents en diferents nodes poden viatjar per xarxes públiques i passar per sistemes informàtics que no estan controlats pel sistema operatiu distribuït. Un intrús pot aprofitar aquesta funció per manipular missatges o crear missatges falsos per enganyar el procediment d'autenticació i fer-se passar per usuari del sistema.

7. Sistema operatiu de xarxa

Aquests sistemes s'executen en un servidor i proporcionen la capacitat de gestionar dades, usuaris, grups, seguretat, aplicacions i altres funcions de xarxa. Aquests tipus de sistemes operatius permeten l'accés compartit a fitxers, impressores, seguretat, aplicacions i altres funcions de xarxa a través d'una petita xarxa privada. Un aspecte més important dels sistemes operatius de xarxa és que tots els usuaris són ben conscients de la configuració subjacent, de tots els altres usuaris de la xarxa, de les seves connexions individuals, etc. i és per això que aquests ordinadors es coneixen popularment com a sistemes estretament acoblats .

Sistema operatiu de xarxa

la roda de desplaçament no funciona

Avantatges del sistema operatiu de xarxa

Servidors centralitzats altament estables.
Els problemes de seguretat es gestionen a través dels servidors.
Les noves tecnologies i l'actualització de maquinari s'integren fàcilment al sistema.
L'accés al servidor és possible de forma remota des de diferents ubicacions i tipus de sistemes.

Inconvenients del sistema operatiu de xarxa

Els servidors són costosos.
L'usuari ha de dependre d'una ubicació central per a la majoria de les operacions.
El manteniment i les actualitzacions es requereixen regularment.

Alguns exemples de sistemes operatius de xarxa són Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, BSD, etc.

8. Sistema operatiu en temps real

Aquest tipus de sistema operatiu serveixen sistemes en temps real. L'interval de temps necessari per processar i respondre a les entrades és molt petit. Aquest interval de temps s'anomena temps de resposta .
Sistemes en temps real s'utilitzen quan hi ha requisits de temps molt estrictes com sistemes de míssils, sistemes de control de trànsit aeri, robots, etc.

scanner.next java

Tipus de sistemes operatius en temps real

Sistemes durs en temps real:
Els sistemes operatius en temps real dur estan pensats per a aplicacions on les limitacions de temps són molt estrictes i fins i tot el retard més curt possible no és acceptable. Aquests sistemes estan dissenyats per salvar vides, com ara paracaigudes automàtics o coixins d'aire, que cal que estiguin disponibles en cas d'accident. La memòria virtual es troba rarament en aquests sistemes.
Sistemes suaus en temps real:
Aquests SO són per a aplicacions on la restricció de temps és menys estricta.

Per a més informació, consulteu el Diferència entre el SO dur en temps real i el SO suau en temps real .

Sistema operatiu en temps real

Avantatges de RTOS

Consum màxim: Màxima utilització de dispositius i sistemes, per tant més sortida de tots els recursos.
Canvi de tasques: El temps assignat per al canvi de tasques en aquests sistemes és molt menor. Per exemple, en sistemes antics, es triguen uns 10 microsegons a passar d'una tasca a una altra, i en els sistemes més recents, es triguen 3 microsegons.
Centrat en l'aplicació: Centra't a executar aplicacions i menys importància a les aplicacions que estan a la cua.
Temps real sistema operatiu en el sistema incrustat: Com que la mida dels programes és petita, RTOS també es pot utilitzar en sistemes encastats com en transport i altres.
Sense errors: Aquest tipus de sistemes estan lliures d'errors.
Assignació de memòria: L'assignació de memòria es gestiona millor en aquest tipus de sistemes.

Desavantatges de RTOS

Tasques limitades: S'executen molt poques tasques al mateix temps i la seva concentració és molt menor en unes poques aplicacions per evitar errors.
Utilitzeu recursos pesats del sistema: De vegades, els recursos del sistema no són tan bons i també són cars.
Algoritmes complexos: Els algorismes són molt complexos i difícils d'escriure per al dissenyador.
Controlador de dispositiu i senyals d'interrupció: Necessita controladors de dispositiu específics i senyal d'interrupcions per respondre el més aviat possible a les interrupcions.
Prioritat del fil: No és bo establir la prioritat del fil, ja que aquests sistemes són molt menys propensos a canviar de tasques.

Alguns exemples de sistemes operatius en temps real són Experiments científics, sistemes d'imatge mèdica, sistemes de control industrial, sistemes d'armes, robots, sistemes de control de trànsit aeri, etc.