Besturingssystemen zijn er al vanaf de allereerste computergeneratie en ze blijven zich met de tijd ontwikkelen. In dit hoofdstuk bespreken we enkele van de belangrijkste typen besturingssystemen die het meest worden gebruikt.
Batch-besturingssysteem
De gebruikers van een batch-besturingssysteem hebben geen directe interactie met de computer. Elke gebruiker bereidt zijn opdracht voor op een off-line apparaat zoals ponskaarten en dient deze in bij de computeroperator. Om de verwerking te versnellen, worden opdrachten met vergelijkbare behoeften samengevoegd en als groep uitgevoerd. De programmeurs laten hun programma’s achter bij de operator en de operator sorteert vervolgens de programma’s met gelijksoortige vereisten in batches.
De problemen met Batch Systemen zijn als volgt –
- Tekort aan interactie tussen de gebruiker en de job.
- CPU is vaak inactief, omdat de snelheid van de mechanische I/O apparaten langzamer is dan de CPU.
- Moeilijk om de gewenste prioriteit te geven.
Time-sharing besturingssystemen
Time-sharing is een techniek die veel mensen, die zich op verschillende terminals bevinden, in staat stelt om een bepaald computersysteem op hetzelfde moment te gebruiken. Time-sharing of multitasking is een logische uitbreiding van multiprogrammering. Processortijd die over meerdere gebruikers tegelijk wordt verdeeld, wordt time-sharing genoemd.
Het belangrijkste verschil tussen multiprogrammeerde batchsystemen en time-sharing-systemen is dat bij multiprogrammeerde batchsystemen het doel is het processorgebruik te maximaliseren, terwijl bij time-sharing-systemen het doel is de responstijd te minimaliseren.
Meerdere opdrachten worden door de CPU uitgevoerd door tussen de opdrachten te schakelen, maar de omschakelingen vinden zo vaak plaats. De gebruiker kan dus een onmiddellijke reactie ontvangen. Bij een transactieverwerking bijvoorbeeld voert de processor elk gebruikersprogramma in een korte burst of quantum van berekening uit. Dat wil zeggen, als er n gebruikers zijn, dan kan elke gebruiker een tijdkwantum krijgen. Wanneer de gebruiker een opdracht geeft, is de reactietijd hooguit enkele seconden.
Het besturingssysteem maakt gebruik van CPU-planning en multiprogrammering om elke gebruiker een klein deel van een tijd te geven. Computersystemen die in de eerste plaats als batch-systemen waren ontworpen, zijn gewijzigd in timesharing-systemen.
Voordelen van timesharing-besturingssystemen zijn als volgt –
- Voort het voordeel van snelle respons.
- Vermijdt duplicatie van software.
- Vermindert CPU idle time.
De nadelen van Time-sharing besturingssystemen zijn als volgt –
- Probleem van betrouwbaarheid.
- Vraagstuk van veiligheid en integriteit van gebruikersprogramma’s en gegevens.
- Probleem van datacommunicatie.
Distributed operating System
Distributed systemen gebruiken meerdere centrale processoren om meerdere real-time toepassingen en meerdere gebruikers te bedienen. Gegevensverwerkingstaken worden dienovereenkomstig over de processoren verdeeld.
De processoren communiceren met elkaar via verschillende communicatielijnen (zoals hogesnelheidsbussen of telefoonlijnen). Dit worden los gekoppelde systemen of gedistribueerde systemen genoemd. De processoren in een gedistribueerd systeem kunnen verschillen in grootte en functie. Deze processoren worden sites, nodes, computers, enzovoort genoemd.
De voordelen van gedistribueerde systemen zijn als volgt –
- Met de mogelijkheid om middelen te delen, kan een gebruiker op een site gebruik maken van de middelen die op een andere beschikbaar zijn.
- Het versnellen van de uitwisseling van gegevens met elkaar via elektronische post.
- Als een site in een gedistribueerd systeem uitvalt, kunnen de resterende sites mogelijk blijven werken.
- Betere dienstverlening aan de klanten.
- Vermindering van de belasting van de hostcomputer.
- Vermindering van vertragingen bij de gegevensverwerking.
Netwerkbesturingssysteem
Een netwerkbesturingssysteem draait op een server en biedt de server de mogelijkheid om gegevens, gebruikers, groepen, beveiliging, toepassingen en andere netwerkfuncties te beheren. Het primaire doel van het netwerkbesturingssysteem is om gedeelde toegang tot bestanden en printers mogelijk te maken tussen meerdere computers in een netwerk, meestal een lokaal netwerk (LAN), een privénetwerk of naar andere netwerken.
Voorbeelden van netwerkbesturingssystemen zijn Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare, en BSD.
De voordelen van netwerkbesturingssystemen zijn als volgt –
- Gecentraliseerde servers zijn zeer stabiel.
- Veiligheid wordt door de server beheerd.
- Upgrades naar nieuwe technologieën en hardware kunnen eenvoudig in het systeem worden geïntegreerd.
- Toegang op afstand tot servers is mogelijk vanaf verschillende locaties en soorten systemen.
De nadelen van netwerkbesturingssystemen zijn als volgt –
- Hoge kosten voor de aanschaf en het gebruik van een server.
- Afhankelijkheid van een centrale locatie voor de meeste bewerkingen.
- Regulier onderhoud en updates zijn vereist.
Realtime besturingssysteem
Een real-time systeem wordt gedefinieerd als een gegevensverwerkend systeem waarin het tijdsinterval dat nodig is om inputs te verwerken en erop te reageren zo klein is dat het de omgeving beheerst. De tijd die het systeem nodig heeft om op een invoer te reageren en de vereiste bijgewerkte informatie weer te geven, wordt de responstijd genoemd. Bij deze methode is de responstijd dus zeer gering in vergelijking met online verwerking.
Realtime systemen worden gebruikt wanneer er strikte tijdseisen worden gesteld aan de werking van een processor of de gegevensstroom en real-time systemen kunnen worden gebruikt als controlemiddel in een specifieke toepassing. Een real-time besturingssysteem moet goed gedefinieerde, vaste tijdsbeperkingen hebben, anders zal het systeem falen. Bijvoorbeeld wetenschappelijke experimenten, systemen voor medische beeldvorming, industriële besturingssystemen, wapensystemen, robots, luchtverkeersleidingssystemen, enz.
Er zijn twee soorten real-time besturingssystemen.
Harde real-time systemen
Harde real-time systemen garanderen dat kritieke taken op tijd worden voltooid. In harde real-time systemen is de secundaire opslag beperkt of ontbreekt deze en worden de gegevens opgeslagen in ROM. In deze systemen wordt bijna nooit virtueel geheugen aangetroffen.
Soft real-time systemen
Soft real-time systemen zijn minder beperkend. Een kritieke real-time taak krijgt voorrang op andere taken en behoudt deze voorrang tot hij is voltooid. Zachte real-time systemen zijn minder bruikbaar dan harde real-time systemen. Bijvoorbeeld multimedia, virtuele realiteit, geavanceerde wetenschappelijke projecten zoals onderzeese exploratie en planetaire rovers, enz.