Diversi tipi di sistemi operativi

La prima forma di computer era mainframe in cui questi sono carenti nel processo dei sistemi operativi e dei tipi di sistemi operativi. Nei mainframe, ogni individuo ha la responsabilità individuale per un determinato periodo di tempo e ha bisogno di avvicinarsi alla macchina avendo informazioni e programma, probabilmente scritti su carte di carta, nastri di carta o nastri magnetici. Quindi il programma composto verrà scaricato nella macchina. Dopodiché, la macchina funzionerà fino al completamento o al collasso del programma. L'output dei programmi verrà sottoposto a debug tramite le luci del pannello, i tipi di interruttore o altro utilizzando le manopole del pannello di controllo.

Ma con queste macchine, il tempo necessario per eseguire i programmi peggiora e aumenta il tempo impiegato per assegnare l'attrezzatura alla persona successiva. Di conseguenza, ci deve essere un monitoraggio automatizzato, un tempo di funzionamento minimo e una dimensione inferiore della macchina. Tutte queste caratteristiche hanno portato al percorso di sviluppo del sistema operativo. Quindi, facci sapere cosa esattamente un file sistema operativo è, la sua funzionalità e diversi tipi di sistemi operativi .

Cos'è un sistema operativo?

Il nome sistema operativo corrisponde che è la raccolta di più software che gestisce le risorse hardware di un computer e fornisce servizi collettivi all'utente. Diversi tipi di sistemi operativi per computer si riferiscono alla raccolta di diversi tipi di software. Ogni computer possiede un sistema operativo per eseguire altri programmi presenti in esso.

Sistema operativo di base

In questi giorni il sistema operativo perché è osservato in più dispositivi che vanno dai personal computer ai telefoni cellulari, in particolare gli smartphone. Ad esempio, quasi tutti gli smartphone utilizzano l'estensione il più recente sistema operativo Android .

Qualsiasi sistema operativo esegue alcune delle attività di base come il riconoscimento dei dati di input da una tastiera, l'invio dell'output allo schermo del display, la conservazione dei file e le directory del disco e il controllo delle periferiche come le stampanti. Un sistema operativo può eseguire una singola attività o operazione, nonché più attività o operazioni in qualsiasi momento.

L'architettura dei tipi di sistemi operativi

I sistemi operativi controllano le risorse hardware di un computer. Il kernel e la shell sono le parti del sistema operativo che eseguono operazioni essenziali.

Architettura del sistema operativo

Quando un utente fornisce comandi per eseguire qualsiasi operazione, la richiesta va alla parte shell, nota anche come interprete. La parte shell traduce quindi il programma umano in codice macchina e quindi trasferisce la richiesta alla parte kernel.

Quando il kernel riceve la richiesta dalla shell, elabora la richiesta e visualizza il risultato sullo schermo. Il kernel è anche noto come il cuore del sistema operativo poiché ogni operazione viene eseguita da esso.

Conchiglia

La shell è una parte del software che è posta tra l'utente e il kernel e fornisce i servizi del kernel. La shell funge quindi da interprete per convertire i comandi dell'utente nel codice macchina. Le shell presenti in diversi tipi di sistemi operativi sono di due tipi: shell della riga di comando e shell grafiche.

Le shell della riga di comando forniscono un'interfaccia della riga di comando mentre le shell della riga grafica forniscono un'interfaccia utente grafica. Sebbene entrambe le shell eseguano operazioni, le shell dell'interfaccia utente grafica sono più lente delle shell dell'interfaccia della riga di comando.

Tipi di conchiglie

• Conchiglia Korn
• Bourne shell
• Guscio C.
• Shell POSIX

Kernel

Il kernel è una parte del software. È come un ponte tra il guscio e l'hardware. È responsabile dell'esecuzione dei programmi e della fornitura di un accesso sicuro all'hardware della macchina. Il kernel viene utilizzato per la pianificazione, ovvero mantiene un orario per tutti i processi. E i tipi di kernel sono elencati di seguito:

• Kernel monolitico
• Microkernels
• Exokernels
• Noccioli ibridi

Funzioni del sistema operativo del computer

Un sistema operativo svolge le seguenti funzioni:

• Gestione della memoria
• Gestione di attività o processi
• Gestione dello spazio di archiviazione
• Gestione dispositivo o input / output
• Kernel o pianificazione

Gestione della memoria

Gestione della memoria è il processo di gestione della memoria del computer. Le memorie del computer sono di due tipi: memoria primaria e secondaria. La porzione di memoria per programmi e software viene allocata dopo aver liberato lo spazio di memoria.

Gestione della memoria del sistema operativo

La gestione della memoria è importante per il sistema operativo coinvolto nel multitasking in cui il sistema operativo richiede il passaggio dello spazio di memoria da un processo all'altro. Ogni singolo programma richiede uno spazio di memoria per la sua esecuzione, che è fornito dall'unità di gestione della memoria. Una CPU è composta da due tipi di moduli di memoria : memoria virtuale e memoria fisica. La memoria virtuale è la memoria RAM e la memoria fisica è una memoria del disco rigido. Un sistema operativo gestisce gli spazi degli indirizzi della memoria virtuale e l'assegnazione della memoria reale è seguita dall'indirizzo della memoria virtuale.

Prima di eseguire le istruzioni, la CPU invia l'indirizzo virtuale all'unità di gestione della memoria. Successivamente, la MMU invia l'indirizzo fisico alla memoria reale, quindi la memoria reale alloca lo spazio per i programmi o i dati.

Gestione di attività o processi

Gestione dei processi è un'istanza di un programma in esecuzione. Il processo è costituito da una serie di elementi, come un identificatore, un contatore di programma, una memoria puntatore e dati di contesto e così via. Il processo è in realtà un'esecuzione di quelle istruzioni.

Gestione dei processi

Esistono due tipi di metodi di processo: processo singolo e metodo multitasking. Il metodo a processo singolo si occupa di una singola applicazione in esecuzione alla volta. Il metodo multitasking consente più processi alla volta.

Gestione dello spazio di archiviazione

La gestione della memoria è una funzione del sistema operativo che gestisce l'allocazione della memoria dei dati. Il sistema è costituito da diversi tipi di dispositivi di memoria, come memoria di archiviazione primaria (RAM), memoria di archiviazione secondaria, (disco rigido) e memoria di archiviazione cache.

Istruzioni e dati vengono inseriti nella memoria principale o nella memoria cache, a cui fa riferimento il programma in esecuzione. Tuttavia, i dati vengono persi quando l'alimentazione viene interrotta. La memoria secondaria è un dispositivo di archiviazione permanente. Il sistema operativo alloca una posizione di archiviazione quando vengono creati nuovi file e la richiesta di accesso alla memoria è pianificata.

Gestione dispositivo o input / output

Nell'architettura del computer, la combinazione di CPU e memoria principale è il cervello del computer ed è gestita dalle risorse di input e output. Gli esseri umani interagiscono con le macchine fornendo informazioni tramite dispositivi I / O.

Il Schermo , tastiera, stampante e mouse sono dispositivi I / O. La gestione di tutti questi dispositivi influisce sul throughput di un sistema, pertanto la gestione degli input e degli output del sistema è una responsabilità primaria del sistema operativo

Pianificazione

La pianificazione da parte di un sistema operativo è un processo di controllo e assegnazione di priorità ai messaggi inviati a un processore. Il sistema operativo mantiene una quantità di lavoro costante per il processore e quindi bilancia il carico di lavoro. Di conseguenza, ogni processo viene completato entro un periodo di tempo stabilito.

Pertanto, la pianificazione è molto importante nei sistemi in tempo reale. Gli scheduler sono principalmente di tre tipi:

• Scheduler a lungo termine
• Scheduler a breve termine
• Programma a medio termine

Tipi di sistemi operativi

In generale, i sistemi operativi dei computer sono essenzialmente classificati in due tipi:

Tipi di sistemi operativi

1. Sistema operativo normale
2. Sistema operativo in tempo reale

Sistema operativo normale

Il normale sistema operativo è ulteriormente classificato in due tipi:

• • Sistema operativo dell'interfaccia utente dei caratteri
  • Sistema operativo dell'interfaccia utente grafica

GUI and CUI

Character User Interface Operating System (CUI)

Il sistema operativo CUI è un sistema operativo basato su testo, che viene utilizzato per interagire con il software oi file digitando comandi per eseguire attività specifiche. Il sistema operativo della riga di comando utilizza solo la tastiera per immettere i comandi. I sistemi operativi della riga di comando includono DOS e UNIX . Il sistema operativo avanzato della riga di comando è più veloce del sistema operativo avanzato della GUI.

Sistema operativo con interfaccia utente grafica (GUI)

Il sistema operativo dell'interfaccia in modalità grafica è un sistema operativo basato su mouse (sistema operativo Windows, LINUX), in cui un utente esegue le attività o le operazioni senza digitare i comandi dalla tastiera. I file o le icone possono essere aperti o chiusi facendo clic su di essi con un pulsante del mouse.

Oltre a ciò, il mouse e la tastiera vengono utilizzati per controllare i sistemi operativi della GUI per diversi scopi. La maggior parte del progetti basati su embedded sono sviluppati su questo sistema operativo. Il sistema operativo GUI avanzato è più lento del sistema operativo della riga di comando.

Sistema operativo in tempo reale

I sistemi operativi in ​​tempo reale sono noti anche come sistemi operativi multitasking. Il normale sistema operativo è responsabile della gestione delle risorse hardware di un computer. L'RTOS esegue queste attività, ma è appositamente progettato per eseguire le applicazioni in un momento programmato o preciso con elevata affidabilità.

RTOS

Un sistema operativo in tempo reale è progettato per applicazioni in tempo reale, come sistemi integrati, robot industriali, apparecchiature di ricerca scientifica e altri. Esistono diversi tipi di sistemi operativi in ​​tempo reale, come sistemi operativi soft real-time e sistemi operativi hard real-time.

Esempi di RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Sistema in tempo reale difficile

Il sistema hard real-time è un sistema puramente costante di tempo. Per un sistema operativo difficile in tempo reale, completare le attività entro una scadenza è molto importante per ottenere prestazioni di sistema efficienti.

Ad esempio, per un dato input, se un utente si aspetta l'output dopo 10 secondi, il sistema dovrebbe elaborare i dati di input e fornire l'output esattamente dopo 10 secondi. In questo caso, la scadenza è di 10 secondi, quindi il sistema non dovrebbe fornire l'output dopo l'11 ° o il 9 ° sec.

Pertanto, i sistemi in tempo reale vengono utilizzati nell'esercito e nella difesa.

Morbido Sistema in tempo reale

Per un sistema soft in tempo reale, il rispetto della scadenza non è obbligatorio per ogni attività. Pertanto, un sistema soft in tempo reale può perdere la scadenza di uno o due secondi. Tuttavia, se il sistema non rispetta le scadenze ogni volta, le prestazioni del sistema peggioreranno. Computer, sistemi audio e video sono esempi di sistemi soft real-time. Al giorno d'oggi, gli Android sono ampiamente utilizzati per applicazioni come apriporta automatici .

Inoltre, ce ne sono molti altri diversi tipi di sistemi operativi sul computer insieme ai loro vantaggi e svantaggi. Alcuni dei tipi possono essere spiegati come segue:

Sistema operativo batch

Gli individui che operano nel sistema operativo batch non avranno comunicazione diretta con il computer. Ogni individuo imposta il proprio compito su qualsiasi apparecchiatura offline come le schede perforate e quindi carica le informazioni preparate nel computer. Al fine di migliorare la velocità di elaborazione, le attività che hanno un tipo di operazione simile vengono raggruppate e gestite come un unico gruppo.

Queste macchine eseguono le operazioni tramite operatori e gli operatori assumono l'operazione di programmi di smistamento aventi la stessa funzionalità in batch. Questo è uno dei sistemi operativi ampiamente implementati.

Vantaggi

• Un'enorme quantità di lavoro può essere facilmente gestita in modo ripetuto
• Diversi utenti possono facilmente dividere i loro sistemi batch
• Il tempo di inattività in questi sistemi batch è minimo
• Il tempo impiegato per il completamento di un'attività può essere facilmente conosciuto dal processore quando vengono caricati nella macchina in un formato di coda

Svantaggi

• I sistemi operativi batch sono piuttosto costosi
• Il processo di debug è complicato
• Solo persone esperte dovrebbero utilizzare questo sistema

Tipi di sistemi operativi distribuiti

Un sistema operativo distribuito è il miglioramento moderno nel dominio dei computer. Questo tipo di sistema è ampiamente utilizzato in tutto il mondo insieme a un ritmo estremo. Diversi computer interconnessi indipendenti avranno la comunicazione tra di loro attraverso questo sistema operativo distribuito. Ogni sistema autonomo possiede le proprie unità di elaborazione e memoria. Questi sistemi sono anche chiamati sistemi ad accoppiamento lasco e hanno varie dimensioni e operazioni.

Il vantaggio cruciale in questo tipo di sistema operativo è che gli individui possono avere l'accessibilità per software o documenti che non si trovano nel sistema operativo corrente ma esistono su altri sistemi che hanno connessione all'interno del sistema corrente. Ciò significa che esiste un'accessibilità remota interna ai dispositivi collegati nel sistema.

A seconda della disposizione dei vari nodi, ce ne sono diversi tipi di sistema operativo distribuito e quelli sono:

Peer to peer - Questo sistema è incluso con i nodi che hanno partecipanti identici nella condivisione dei dati. L'intera funzionalità è condivisa tra tutti i nodi. I nodi che hanno comunicazione con gli altri sono definiti risorse condivise. Ciò può essere ottenuto tramite una rete.

Client / Server - Nei sistemi client / server, la richiesta inviata dal client è fornita dal sistema server. Un sistema server ha la capacità di fornire un servizio per più client contemporaneamente solo quando il client è in contatto con un solo server. I dispositivi client e server avranno la loro comunicazione attraverso una rete e quindi rientrano nella classificazione dei sistemi distribuiti.

Vantaggi

• La condivisione dei dati può essere eseguita in modo semplificato in cui tutti i nodi hanno una connessione tra loro
• Il processo di aggiunta di nodi aggiuntivi è così semplice e la configurazione è facilmente scalabile secondo il requisito
• Il guasto di un nodo non interrompe gli altri nodi. Tutti gli altri nodi possono stabilire la comunicazione tra loro

Svantaggi

• Fornire una maggiore sicurezza per tutte le connessioni e i nodi è alquanto complicato
• Al momento della trasmissione dei nodi, alcuni dati potrebbero andare persi
• Se confrontata con il sistema del singolo utente, qui la gestione del database è piuttosto complessa
• Durante la trasmissione dei dati da tutti i nodi, potrebbe verificarsi un sovraccarico dei dati

Sistema operativo per la condivisione del tempo

Questa è la procedura in cui consente connessioni per persone diverse situate in luoghi diversi per condividere un sistema specifico contemporaneamente. Questo tipo di sistema operativo è indicato come l'espansione logica della multiprogrammazione. Il nome time-sharing corrisponde al fatto che l'ora dei processori è condivisa tra più individui contemporaneamente. La principale variazione tra sistemi operativi batch e time-shared è l'utilizzo del processore e il tempo di risposta.

Nel sistema batch, la direttiva principale è migliorare l'utilizzo del processore mentre nei sistemi operativi time-sharing, la direttiva è ridurre il tempo di risposta.

Varie attività vengono eseguite dalla CPU spostandosi sul, mentre questi interruttori avvengono così regolarmente. Per questo motivo, ogni utente può ottenere una risposta rapida.

Ad esempio, nel metodo di una transazione, il processore gestisce ogni singolo programma in un periodo di tempo molto breve. Quindi, quando ci sono 'n' individui, ogni persona può ottenere il proprio periodo di tempo. Quando il comando viene inviato, ci sarà una risposta rapida. Questo sistema operativo funziona sulla multiprogrammazione e sulla pianificazione del processore per allocare ogni individuo con un periodo di tempo corrispondente. I sistemi operativi inizialmente sviluppati come batch vengono ora aggiornati ai sistemi time-shared.

Alcuni dei vantaggi e degli svantaggi dei sistemi operativi time-sharing sono:

Vantaggi

• Risposta rapida
• Elimina la duplicazione del software
• Minimo tempo di inattività del processore

Svantaggi

• L'affidabilità è la preoccupazione principale
• Sia i dati che i programmi devono essere forniti con una maggiore sicurezza
• La comunicazione dei dati è il problema

Tipi di sistemi operativi multiutente

È un metodo del sistema operativo in cui consente a diversi utenti di connettersi e funzionare su un unico sistema operativo. Le persone interagiscono con esso utilizzando computer o terminali che forniscono accessibilità tramite una rete o dispositivi come stampanti. Questo tipo di sistema operativo deve avere una migliore comunicazione con tutti gli utenti in un approccio equilibrato. Questo perché quando si verifica una complicazione di una persona, non dovrebbe influire sugli altri utenti che si trovano nella sequenza.

Caratteristiche

• Invisibilità - Questo avviene all'estremità inferiore come la formattazione del disco e altri
• Elaborazione dati back-end: quando non è possibile elaborare i dati dal front-end, ciò consente l'elaborazione dei dati back-end
• Condivisione delle risorse - È possibile condividere vari dispositivi come dischi rigidi, driver o stampanti e anche file o documenti
• Multiprocessing

Ce ne sono principalmente tre tipi di sistema operativo multiutente e quelli sono spiegati come segue:

Sistema operativo distribuito

È l'assortimento di vari dispositivi che si trovano su vari sistemi informatici che comunicano, funzionano e si coordinano con il singolo sistema coerente per l'individuo. E attraverso un sistema di rete, gli utenti possono stabilire la comunicazione. Qui, le risorse sono condivise nell'approccio che possono essere gestite diverse richieste e ogni richiesta può essere assicurata alla fine. Le applicazioni mobili e il digital banking sono esempi gestiti tramite un sistema operativo distribuito.

Sistema a fette di tempo

Qui, a ogni singolo utente viene assegnato un breve periodo di tempo del processore, il che significa che per ogni funzionalità è assegnato un certo periodo di tempo. Questi segmenti di tempo sembrano essere minimi. L'attività che deve essere eseguita è determinata dal dispositivo interno denominato scheduler. Questo determina e gestisce la funzionalità in base alle priorità assegnate.

Tra gli individui collegati, il sistema operativo elabora le richieste dell'utente. Questa è la funzionalità esclusiva nel sistema operativo suddiviso nel tempo che non è disponibile in nessun altro. Ad esempio, mainframe.

Sistema multiprocessore

Qui, allo stesso tempo, il sistema utilizza più processori. Poiché tutti i processori funzionano di conseguenza, il tempo impiegato per il completamento dell'attività è più veloce di quello di un tipo di sistema operativo a utente singolo. Lo scenario più generale di questo tipo è il sistema operativo Windows in cui è in grado di elaborare più attività contemporaneamente come riprodurre musica, lavorare con Excel, documenti word, navigare e molti altri. È possibile eseguire più applicazioni senza disturbare l'efficienza delle altre.

Vantaggi

I vantaggi di un sistema operativo multiutente sono

• Facile distribuzione delle risorse
• Backup estremo dei dati
• Utilizzato nelle biblioteche
• Elimina qualsiasi tipo di interruzione
• Velocità ed efficienza migliorate
• Implementato in applicazioni in tempo reale

Svantaggi

Gli svantaggi di un sistema operativo multiutente sono

• Poiché più computer funzionano su un unico sistema, potrebbe consentire al virus di entrare facilmente nel sistema
• La privacy e la riservatezza diventano un problema
• La creazione di più account in un unico sistema potrebbe essere a volte rischiosa e complicata

Oltre a questi, esistono molti altri diversi tipi di sistemi operativi e quelli sono:

• Sistema operativo di rete
• Sistema operativo multitasking
• Sistema operativo in cluster
• Sistema operativo in tempo reale
• Sistema operativo Linux
• Mac OS

Quindi, si tratta del concetto dettagliato di diversi tipi di sistemi operativi. Abbiamo esaminato i concetti di funzionamento del sistema operativo, architettura, tipi, vantaggi e svantaggi. Pertanto, ecco una domanda molto semplice per tutti i lettori entusiasti: cosa sono i file vantaggi del sistema operativo Linux rispetto a Windows ?