Diferents tipus de sistemes operatius

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





La forma anterior d’ordinadors eren mainframes on aquests eren deficients en el procés dels sistemes operatius i els tipus de sistemes operatius. En els sistemes principals, cada individu té la responsabilitat individual durant un període de temps específic i ha d’acostar-se a la màquina amb informació i programa, probablement escrits en targetes de paper, cintes de paper o cintes magnètiques. A continuació, el programa compost es llençarà a la màquina. Després d'això, la màquina funcionarà fins al moment en què es completi o s'enfonsi el programa. La sortida dels programes es depurarà a través de llums de panell, alternarà tipus d’interruptors, o bé mitjançant dials del tauler de control.

Però amb aquestes màquines, el temps necessari per executar programes empitjora i augmenta el temps necessari per assignar l'equip al següent individu. Com a conseqüència d'això, hi ha d'haver un control automatitzat, un temps de funcionament mínim i una mida menor de la màquina. Totes aquestes característiques van conduir al camí del desenvolupament del sistema operatiu. Per tant, feu-nos saber què és exactament un sistema operatiu és, la seva funcionalitat i diferents tipus de sistemes operatius .




Què és un sistema operatiu?

El nom de sistema operatiu correspon a que és la col·lecció de múltiples programes que gestiona els recursos de maquinari d’un ordinador i proporciona serveis col·lectius a l’usuari. Els diferents tipus de sistemes operatius informàtics fan referència a la col·lecció de diferents tipus de programari. Tots els ordinadors tenen un sistema operatiu per executar altres programes presents en ell.

Sistema operatiu bàsic

Sistema operatiu bàsic



Actualment, el sistema operatiu s’observa en diversos dispositius que van des d’ordinadors personals fins a telèfons mòbils, sobretot en telèfons intel·ligents. Per exemple, gairebé tots els telèfons intel·ligents fan servir el el sistema operatiu Android més nou .

Qualsevol sistema operatiu realitza algunes de les tasques bàsiques, com ara reconèixer les dades d’entrada des d’un teclat, enviar la sortida a la pantalla, guardar fitxers i directoris del disc i controlar els dispositius perifèrics com les impressores. Un sistema operatiu pot realitzar una sola tasca o operació, així com diverses tasques o operacions en qualsevol moment.

L’arquitectura dels tipus de sistemes operatius

Els sistemes operatius controlen els recursos de maquinari d’un ordinador. El nucli i l'intèrpret d'ordres són les parts del sistema operatiu que realitzen operacions essencials.


SO Architecture

SO Architecture

Quan un usuari dóna ordres per realitzar qualsevol operació, la sol·licitud va a la part de l'intèrpret d'ordres, que també es coneix com a intèrpret. La part de l'intèrpret d'ordres tradueix el programa humà al codi de la màquina i després transfereix la sol·licitud a la part del nucli.

Quan el nucli rep la sol·licitud del shell, processa la sol·licitud i mostra el resultat a la pantalla. El nucli també es coneix com el cor del sistema operatiu ja que cada operació la realitza.

Shell

El shell és una part del programari que es col·loca entre l'usuari i el nucli, i proporciona serveis del nucli. Així, l'intèrpret d'ordres actua com a intèrpret per convertir les ordres de l'usuari al codi de la màquina. Els intèrprets d’ordres presents en diferents tipus de sistemes operatius són de dos tipus: intèrprets de línia de comandes i intèrprets gràfics.

Els intèrprets de línia de comandes proporcionen una interfície de línia d'ordres, mentre que els intèrprets de línia gràfics proporcionen una interfície gràfica d'usuari. Tot i que els dos intèrprets de comandament realitzen operacions, els intèrprets d’interfície gràfics d’usuari funcionen més lentament que els intèrprets d’ordres de la línia d’ordres.

Tipus de petxines

  • Petxina Korn
  • Petxina Bourne
  • C petxina
  • Intèrpret d'ordres POSIX

Nucli

El nucli forma part del programari. És com un pont entre el shell i el maquinari. És responsable d’executar programes i proporcionar accés segur al maquinari de la màquina. El nucli s’utilitza per planificar, és a dir, manté una taula de temps per a tots els processos. I els tipus de nuclis es detallen a continuació:

  • Nucli monolític
  • Microcernals
  • Exokernels
  • Nuclis híbrids

Funcions del sistema operatiu de l'ordinador

Un sistema operatiu realitza les funcions següents:

  • Gestió de la memòria
  • Gestió de tasques o processos
  • Gestió de l’emmagatzematge
  • Gestió de dispositius o d’entrada / sortida
  • Nucli o programació

Gestió de la memòria

Gestió de la memòria és el procés de gestió de la memòria de l'ordinador. Les memòries informàtiques són de dos tipus: memòria primària i secundària. La part de memòria per a programes i programari s’assigna després d’alliberar l’espai de memòria.

Gestió de la memòria del sistema operatiu

Gestió de la memòria del sistema operatiu

La gestió de la memòria és important per al sistema operatiu implicat en la multitarea, en què el sistema operatiu requereix canviar l’espai de memòria d’un procés a un altre. Cada programa requereix una mica d’espai de memòria per a la seva execució, que proporciona la unitat de gestió de memòria. Una CPU consta de dos tipus de mòduls de memòria : memòria virtual i memòria física. La memòria virtual és memòria RAM i la memòria física és una memòria del disc dur. Un sistema operatiu gestiona els espais d’adreces de memòria virtual i l’assignació de memòria real va seguida de l’adreça de memòria virtual.

Abans d'executar instruccions, la CPU envia l'adreça virtual a la unitat de gestió de memòria. Posteriorment, la MMU envia l'adreça física a la memòria real i, a continuació, la memòria real assigna espai per als programes o les dades.

Gestió de tasques o processos

Gestió de processos és una instància d'un programa que s'està executant. El procés consta d’una sèrie d’elements, com ara un identificador, un comptador de programes i una memòria punter i dades de context, etc. El procés és en realitat una execució d’aquestes instruccions.

Gestió de processos

Gestió de processos

Hi ha dos tipus de mètodes de procés: el procés únic i el mètode multitarea. El mètode de procés únic tracta d’una única aplicació que s’executa alhora. El mètode multitarea permet múltiples processos alhora.

Gestió de l’emmagatzematge

La gestió de l’emmagatzematge és una funció del sistema operatiu que gestiona l’assignació de memòria de les dades. El sistema consta de diferents tipus de dispositius de memòria, com ara memòria d’emmagatzematge principal (RAM), memòria d’emmagatzematge secundari (disc dur) i memòria d’emmagatzematge de memòria cau.

Les instruccions i les dades es col·loquen a la memòria cau o emmagatzematge principal, a la qual fa referència el programa en execució. Tot i això, les dades es perden quan es tanca la font d'alimentació. La memòria secundària és un dispositiu d'emmagatzematge permanent. El sistema operatiu assigna un lloc d'emmagatzematge quan es creen fitxers nous i es planifica la sol·licitud d'accés a la memòria.

Gestió de dispositius o d’entrada / sortida

En l'arquitectura d'ordinadors, la combinació de la CPU i la memòria principal és el cervell de l'ordinador, i és gestionada pels recursos d'entrada i sortida. Els humans interactuen amb les màquines proporcionant informació a través de dispositius d'E / S.

El visualització , el teclat, la impressora i el ratolí són dispositius d'E / S. La gestió de tots aquests dispositius afecta el rendiment d’un sistema, per tant, la gestió d’entrada i sortida del sistema és una responsabilitat principal del sistema operatiu

Programació

La programació per un sistema operatiu és un procés de control i priorització dels missatges enviats a un processador. El sistema operatiu manté una quantitat constant de treball per al processador i, per tant, equilibra la càrrega de treball. Com a resultat, cada procés es completa en un termini estipulat.

Per tant, la programació és molt important en sistemes en temps real. Els planificadors són principalment de tres tipus:

  • Planificador a llarg termini
  • Planificador a curt termini
  • Horari a mitjà termini

Tipus de sistemes operatius

En general, els sistemes operatius dels ordinadors es classifiquen bàsicament en dos tipus:

Tipus de sistemes operatius

Tipus de sistemes operatius

  1. Sistema operatiu normal
  2. Sistema operatiu en temps real

Sistema operatiu normal

El sistema operatiu normal es classifica a més en dos tipus:

    • Sistema operatiu d'interfície d'usuari de caràcters
    • Sistema operatiu d’interfície gràfica d’usuari
GUI i CUI

GUI i CUI

Sistema operatiu d'interfície d'usuari de caràcters (CUI)

El sistema operatiu CUI és un sistema operatiu basat en text, que s’utilitza per interactuar amb el programari o els fitxers escrivint ordres per realitzar tasques específiques. El sistema operatiu de línia d’ordres només utilitza el teclat per introduir ordres. Els sistemes operatius de línia d'ordres inclouen DOS i UNIX . El sistema operatiu de línia d’ordres avançat és més ràpid que el sistema operatiu avançat de la GUI.

Sistema operatiu d'interfície gràfica d'usuari (GUI)

El sistema operatiu de la interfície de mode gràfic és un sistema operatiu basat en el ratolí (Windows Operating System, LINUX), en el qual un usuari realitza les tasques o operacions sense escriure les ordres des del teclat. Els fitxers o icones es poden obrir o tancar fent-hi clic amb el botó del ratolí.

A més, el ratolí i el teclat s’utilitzen per controlar els sistemes operatius de la GUI amb diversos propòsits. La majoria de projectes basats en incrustats es desenvolupen en aquest sistema operatiu. El sistema operatiu GUI avançat és més lent que el sistema operatiu de línia d’ordres.

Sistema operatiu en temps real

Els sistemes operatius en temps real també es coneixen com a sistemes operatius multitarea. El sistema operatiu normal s’encarrega de gestionar els recursos de maquinari d’un ordinador. El RTOS realitza aquestes tasques, però està especialment dissenyat per executar aplicacions en un horari programat o precís amb alta fiabilitat.

RTOS

RTOS

Un sistema operatiu en temps real està dissenyat per a aplicacions en temps real, com ara sistemes incrustats, robots industrials, equips d’investigació científica i altres. Hi ha diferents tipus de sistemes operatius en temps real, com ara sistemes operatius suaus en temps real i sistemes operatius durs en temps real.

Exemples de RTOS

  • Linux
  • VxWorks
  • TRON
  • Windows CE

Sistema dur en temps real

El sistema en temps real dur és un sistema purament constant de temps. Per a un sistema operatiu dur en temps real, acabar les tasques dins d’un termini és molt important per a un rendiment eficient del sistema.

Per exemple, per a una entrada determinada, si un usuari espera la sortida després de 10 segons, el sistema hauria de processar les dades d'entrada i donar la sortida exactament després de 10 segons. Aquí, el termini és de 10 segons i, per tant, el sistema no hauria de donar la sortida després de l’11è o del 9è seg.

Per tant, s’utilitzen sistemes duros en temps real a l’exèrcit i a la defensa.

Suau Sistema en temps real

Per a un sistema en temps real suau, no és obligatori complir el termini previst per a cada tasca. Per tant, un sistema suau en temps real pot perdre el termini un o dos segons. Tanmateix, si el sistema falla els terminis cada vegada, això degradarà el rendiment del sistema. Els ordinadors, els sistemes d’àudio i de vídeo són exemples de sistemes suaus en temps real. Actualment, els androides s’utilitzen àmpliament per a aplicacions com ara obridors automàtics de portes .

A més, n’hi ha moltes altres diferents tipus de sistemes operatius de l’ordinador juntament amb els seus avantatges i desavantatges. Alguns dels tipus es poden explicar de la següent manera:

Sistema operatiu per lots

Les persones que operen en el sistema operatiu per lots no tindran comunicació directa amb l'ordinador. Cada persona configura la seva tasca en qualsevol equip fora de línia, com ara targetes perforades, i després carrega la informació preparada a l'ordinador. Per tal de millorar la velocitat de processament, les tasques que tenen un tipus d’operació similar s’agrupen i s’exploten com un sol grup.

Aquestes màquines realitzen les operacions mitjançant operadors i aquests operen els programes d'ordenació que tenen la mateixa funcionalitat per lots. Aquest és un dels sistemes operatius àmpliament implementats.

Avantatges

  • Es pot manejar fàcilment una gran quantitat de treball de manera repetida
  • Diferents usuaris poden dividir fàcilment els seus sistemes per lots
  • El temps inactiu en aquests sistemes per lots és molt mínim
  • El processador pot conèixer fàcilment el temps que es triga a completar una tasca quan es carrega a la màquina en format de cua

Desavantatges

  • Els sistemes operatius per lots són una mica cars
  • El procés de depuració és complicat
  • Només les persones experimentades haurien d’operar aquest sistema

Tipus distribuïts de sistemes operatius

Un sistema operatiu distribuït és la millora moderna en el domini informàtic. Aquest tipus de sistemes s’utilitza àmpliament a tot el món juntament amb un ritme extrem. Diferents ordinadors interconnectats independents tindran comunicació entre ells a través d’aquest sistema operatiu distribuït. Tots els sistemes autònoms tenen les seves pròpies unitats de processament i memòria. Aquests sistemes també s’anomenen sistemes poc acoblats i tenen diverses mides i operacions.

L’avantatge crucial d’aquest tipus de sistema operatiu és que les persones poden tenir accessibilitat a programes o documents que no es troben al sistema operatiu actual, però que existeixen en altres sistemes que tenen connexió dins del sistema actual. Això significa que hi ha accessibilitat remota interna als dispositius connectats al sistema.

Depenent de la disposició de diversos nodes, n'hi ha diversos tipus de sistema operatiu distribuït i aquests són:

D'igual a igual - Aquest sistema s’inclou amb nodes que tenen participants idèntics en l’ús compartit de dades. Tota la funcionalitat es comparteix entre tots els nodes. Els nodes que tenen comunicació amb altres persones s’anomenen recursos compartits. Això es pot aconseguir mitjançant una xarxa.

Client / Servidor - Als sistemes client / servidor, la sol·licitud que envia el client la proporciona el sistema servidor. Un sistema de servidor té la possibilitat de proporcionar servei a diversos clients alhora alhora quan el client només té contacte amb un servidor. El client i els dispositius servidor tindran la seva comunicació a través d’una xarxa i, per tant, passaran a la classificació de sistemes distribuïts.

Avantatges

  • L'intercanvi de dades es pot fer de manera simplificada, on tots els nodes tenen una connexió entre ells
  • El procés per afegir nodes addicionals és tan senzill i la configuració es pot escalar fàcilment segons el requisit
  • La fallada d’un node no trenca els altres nodes. Tots els altres nodes poden establir comunicació entre ells

Desavantatges

  • Oferir una seguretat millorada per a totes les connexions i nodes és una mica complicat
  • En el moment de la transmissió de nodes, algunes de les dades es podrien perdre
  • En comparació amb el sistema d'usuari individual, aquí la gestió de la base de dades és bastant complexa
  • Tot i que es transmeten dades de tots els nodes, és possible que es produeixi una sobrecàrrega de dades

Sistema operatiu de temps compartit

Aquest és el procediment en què permet les connexions de diferents persones situades en diferents llocs per compartir un sistema específic alhora. Aquest tipus de sistema operatiu es significa com l'expansió lògica de la multiprogramació. El nom per compartir el temps correspon a que el temps dels processadors es comparteix entre diverses persones alhora. La principal variació entre els sistemes operatius per lots i temps compartits és la utilització del processador i el temps de resposta.

En el sistema per lots, la directiva principal és millorar la utilització del processador, mentre que en els sistemes operatius de temps compartit, la directiva és reduir el temps de resposta.

La CPU realitza diverses tasques desplaçant-se per la barra, mentre que aquests commutadors ocorren tan regularment. Per això, cada usuari pot obtenir una resposta ràpida.

Per exemple, en el mètode d'una transacció, el processador opera cada programa individual en un període de temps molt curt. Per tant, quan hi ha ‘n’ persones, cada persona pot obtenir el seu període de temps. Quan s’envia l’ordre, hi haurà una resposta ràpida. Aquest sistema operatiu funciona en multiprogramació i programació de processadors per assignar a cada individu amb un període de temps corresponent. Els sistemes operatius que inicialment es desenvolupen com a lot ara s’actualitzen a sistemes de temps compartit.

Alguns dels avantatges i desavantatges dels sistemes operatius de compartició de temps són:

Avantatges

  • Resposta ràpida
  • Elimina la duplicació de programari
  • Temps mínim d'inactivitat del processador

Desavantatges

  • La fiabilitat és la principal preocupació
  • Tant les dades com els programes s’han de proporcionar amb més seguretat
  • La comunicació de dades és el problema

Tipus de sistemes operatius multiusuari

És un mètode del sistema operatiu on permet a diferents usuaris connectar-se i funcionar en un sol sistema operatiu. Les persones hi interactuen mitjançant ordinadors o terminals que proporcionen accessibilitat mitjançant una xarxa o dispositius com ara impressores. Aquest tipus de sistema operatiu ha de tenir una comunicació millorada amb tots els usuaris en un enfocament equilibrat. Això es deu al fet que quan es produeix una complicació d'una persona, no hauria d'afectar la resta d'usuaris que estiguin en la seqüència.

Característiques

  • Invisibilitat: es produeix a l'extrem inferior, com el format del disc i d'altres
  • Processament de dades de fons: quan no hi ha cap possibilitat de processament de dades des del frontal, això permet processar dades de fons
  • Compartir recursos: es poden compartir diversos dispositius, com ara discs durs, controladors o impressores, i també es poden compartir fitxers o documents
  • Multiprocessament

Hi ha principalment tres tipus de sistema operatiu multiusuari i s’expliquen de la següent manera:

Sistema operatiu distribuït

És l'assortiment de diversos dispositius que es troben en diversos sistemes informàtics que es comuniquen, funcionen i es coordinen amb el sistema coherent individual a l'individu. I mitjançant un sistema de xarxa, els usuaris poden establir comunicacions. Aquí, els recursos es comparteixen en el plantejament que es poden gestionar diferents sol·licituds i que es pot assegurar cada sol·licitud esperada al final. Les aplicacions mòbils i la banca digital són exemples operats mitjançant un sistema operatiu distribuït.

Sistema de tall de temps

Aquí, a cada usuari individual se li assigna un curt període de temps de processador, cosa que significa que per a cada funcionalitat es concedeix un període de temps. Sembla que aquests segments de temps són mínims. La tasca que s'ha d'operar la determina el dispositiu intern anomenat planificador. Això determina i opera la funcionalitat en funció de les prioritats assignades.

Entre les persones connectades, el sistema operatiu processa les sol·licituds de l'usuari. Aquesta és la funcionalitat exclusiva del sistema operatiu de segmentació temporal que no està disponible en cap altre. Per exemple, mainframes.

Sistema multiprocessador

Aquí, al mateix temps, el sistema utilitza diversos processadors. Com que tots els processadors funcionen en conseqüència, el temps que es triga a completar la tasca és més ràpid que el d’un tipus de sistema operatiu d’un sol usuari. L'escenari més general d'aquest tipus és el sistema operatiu Windows, on pot processar diverses tasques alhora, com reproduir música, treballar amb Excel, documents de Word, navegar i moltes altres. Es pot realitzar un major nombre d'aplicacions sense perjudicar l'eficiència d'altres.

Avantatges

Els avantatges d’un sistema operatiu multiusuari són

  • Fàcil distribució de recursos
  • Còpia de seguretat de dades extrema
  • S’utilitza a les biblioteques
  • Elimina qualsevol tipus d’alteració
  • Velocitat i eficiència millorades
  • Implementat en aplicacions en temps real

Desavantatges

Els desavantatges d’un sistema operatiu multiusuari són

  • Com que diversos equips funcionen en un sol sistema, pot permetre que el virus arribi al sistema fàcilment
  • La privadesa i la confidencialitat esdevenen un problema
  • La creació de diversos comptes en un sol sistema pot ser arriscat i complicat de vegades

A part d’aquests, existeixen molts altres tipus de sistemes operatius diferents:

  • Sistema operatiu de xarxa
  • Sistema operatiu multitarea
  • Sistema operatiu agrupat
  • Sistema operatiu en temps real
  • Sistema operatiu Linux
  • Mac OS

Per tant, es tracta del concepte detallat de diferents tipus de sistemes operatius. Hem passat pels conceptes de funcionament del sistema operatiu, arquitectura, tipus, avantatges i desavantatges. Per tant, aquí teniu una pregunta molt senzilla per a tots els lectors entusiastes: quins són avantatges del sistema operatiu Linux sobre Windows ?