Driftssystemer har eksisteret fra den allerførste computergeneration, og de udvikler sig med tiden. I dette kapitel vil vi diskutere nogle af de vigtige typer operativsystemer, som er de mest almindeligt anvendte.
Batch-operativsystem
Brugerne af et batch-operativsystem interagerer ikke direkte med computeren. Hver bruger forbereder sit job på en off-line-enhed som f.eks. hulkort og sender det til computeroperatøren. For at fremskynde behandlingen samles job med lignende behov i en batch og køres som en gruppe. Programmørerne afleverer deres programmer til operatøren, og operatøren sorterer derefter programmerne med ensartede behov i batches.
Problemerne med batch-systemer er følgende –
- Mangel på interaktion mellem brugeren og jobbet.
- CPU’en er ofte ubenyttet, fordi hastigheden på de mekaniske I/O-enheder er langsommere end CPU’en.
Svært at give den ønskede prioritet.
Tidsdelingsoperativsystemer
Time-sharing er en teknik, der gør det muligt for mange personer, der befinder sig på forskellige terminaler, at bruge et bestemt computersystem på samme tid. Time-sharing eller multitasking er en logisk forlængelse af multiprogrammering. Processortid, der deles mellem flere brugere samtidig, betegnes som time-sharing.
Den væsentligste forskel mellem multiprogrammerede batch-systemer og time-sharing-systemer er, at i tilfælde af multiprogrammerede batch-systemer er målet at maksimere processorudnyttelsen, mens målet i time-sharing-systemer er at minimere svartiden.
Multiple jobs udføres af CPU’en ved at skifte mellem dem, men skiftet sker så hyppigt. Brugeren kan således få et øjeblikkeligt svar. I en transaktionsbehandling udfører processoren f.eks. hvert brugerprogram i et kort burst eller quantum af beregning. Det vil sige, at hvis der er n brugere til stede, så kan hver bruger få et tidskvantum. Når brugeren indsender kommandoen, er svartiden højst på få sekunder.
Driftssystemet bruger CPU-planlægning og multiprogrammering til at give hver bruger en lille del af en tid. Computersystemer, der primært blev designet som batch-systemer, er blevet ændret til time-sharing-systemer.
Fordelene ved Timesharing-operativsystemer er følgende –
- Giver fordelen af hurtig respons.
- Undergår duplikering af software.
- Reducerer CPU-idletid.
Ulemperne ved Time-sharing-operativsystemer er følgende –
- Problem med pålidelighed.
- Spørgsmålet om sikkerhed og integritet for brugerprogrammer og data.
- Problem med datakommunikation.
Distributed operating System
Distributed systemer anvender flere centrale processorer til at betjene flere realtidsprogrammer og flere brugere. Databehandlingsopgaverne fordeles mellem processorerne i overensstemmelse hermed.
Processorerne kommunikerer med hinanden via forskellige kommunikationslinjer (f.eks. højhastighedsbusser eller telefonlinjer). Disse systemer betegnes som løst koblede systemer eller distribuerede systemer. Processorer i et distribueret system kan variere i størrelse og funktion. Disse processorer betegnes som steder, knudepunkter, computere osv.
Fordelene ved distribuerede systemer er følgende –
- Med facilitet til deling af ressourcer kan en bruger på et sted være i stand til at bruge de ressourcer, der er til rådighed på et andet sted.
- Speedet for udveksling af data med hinanden via elektronisk post.
- Bedre service til kunderne.
- Reduktion af belastningen på værtscomputeren.
- Reduktion af forsinkelser i databehandlingen.
Hvis et sted svigter i et distribueret system, kan de resterende steder potentielt fortsætte driften.
Netværksoperativsystem
Et netværksoperativsystem kører på en server og giver serveren mulighed for at administrere data, brugere, grupper, sikkerhed, programmer og andre netværksfunktioner. Netværksoperativsystemets primære formål er at give adgang til fælles filer og printere for flere computere i et netværk, typisk et LAN (Local Area Network), et privat netværk eller til andre netværk.
Eksempler på netværksoperativsystemer omfatter Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare og BSD.
Fordelene ved netværksoperativsystemer er følgende –
- Centraliserede servere er meget stabile.
- Sikkerheden styres af serveren.
- Fjernadgang til servere er mulig fra forskellige steder og typer af systemer.
Opgraderinger til nye teknologier og hardware kan nemt integreres i systemet.
Ulemperne ved netværksoperativsystemer er følgende –
- Høje omkostninger ved køb og drift af en server.
- Afhængighed af en central placering for de fleste operationer.
Der kræves regelmæssig vedligeholdelse og opdateringer.
Realtidsoperativsystem
Et realtidssystem defineres som et databehandlingssystem, hvor det tidsinterval, der er nødvendigt for at behandle og reagere på input, er så lille, at det styrer miljøet. Den tid, det tager systemet at reagere på et input og vise de nødvendige opdaterede oplysninger, betegnes som responstiden. Så i denne metode er responstiden meget mindre sammenlignet med onlinebehandling.
Realtidssystemer anvendes, når der er stive tidskrav til driften af en processor eller datastrømmen, og realtidssystemer kan anvendes som en kontrolanordning i en dedikeret applikation. Et realtidsoperativsystem skal have veldefinerede, faste tidsbegrænsninger, da systemet ellers vil fejle. F.eks. videnskabelige eksperimenter, medicinske billeddannelsessystemer, industrielle kontrolsystemer, våbensystemer, robotter, flyvekontrolsystemer osv.
Der findes to typer af realtidsoperativsystemer.
Hårde realtidssystemer
Hårde realtidssystemer garanterer, at kritiske opgaver afsluttes til tiden. I hårde realtidssystemer er sekundær lagring begrænset eller mangler sekundær lagring, og dataene er gemt i ROM. I disse systemer findes virtuel hukommelse næsten aldrig.
Soft realtidssystemer
Soft realtidssystemer er mindre restriktive. En kritisk realtidsopgave får prioritet frem for andre opgaver og bevarer denne prioritet, indtil den er færdiggjort. Bløde realtidssystemer har begrænset nytteværdi i forhold til hårde realtidssystemer. F.eks. multimedier, virtual reality, avancerede videnskabelige projekter som f.eks. undersøisk udforskning og planetariske rovere osv.