Sistemele de operare există încă de la prima generație de calculatoare și continuă să evolueze în timp. În acest capitol, vom discuta câteva dintre tipurile importante de sisteme de operare care sunt utilizate cel mai frecvent.
Sistem de operare batch
Utilizatorii unui sistem de operare batch nu interacționează direct cu calculatorul. Fiecare utilizator își pregătește lucrarea pe un dispozitiv off-line, cum ar fi cartelele perforate, și o prezintă operatorului de calculator. Pentru a accelera procesarea, lucrările cu nevoi similare sunt grupate împreună și rulate ca un grup. Programatorii își lasă programele la operator, iar operatorul sortează apoi programele cu cerințe similare în loturi.
Problemele sistemelor de loturi sunt următoarele –
- Fără interacțiune între utilizator și lucrare.
- Dificil de asigurat prioritatea dorită.
CPU este adesea inactiv, deoarece viteza dispozitivelor mecanice de intrare/ieșire este mai mică decât cea a CPU.
Sisteme de operare cu partajare de timp
Partajarea de timp este o tehnică care permite mai multor persoane, aflate la diferite terminale, să utilizeze un anumit sistem de calculatoare în același timp. Time-sharing-ul sau multitasking-ul este o extensie logică a multiprogramării. Timpul procesorului care este împărțit între mai mulți utilizatori simultan este denumit time-sharing.
Principala diferență între sistemele de loturi multiprogramate și sistemele de time-sharing este că, în cazul sistemelor de loturi multiprogramate, obiectivul este de a maximiza utilizarea procesorului, în timp ce în sistemele de time-sharing, obiectivul este de a minimiza timpul de răspuns.
Multe lucrări sunt executate de către CPU prin comutarea între ele, dar comutarea are loc atât de frecvent. Astfel, utilizatorul poate primi un răspuns imediat. De exemplu, într-o procesare a tranzacțiilor, procesorul execută fiecare program de utilizator într-o rafală scurtă sau un cuantum de calcul. Altfel spus, dacă sunt prezenți n utilizatori, atunci fiecare utilizator poate primi un cuantum de timp. Atunci când utilizatorul trimite comanda, timpul de răspuns este de cel mult câteva secunde.
Sistemul de operare utilizează programarea și multiprogramarea CPU pentru a oferi fiecărui utilizator o mică porțiune de timp. Sistemele de calculatoare care au fost concepute în primul rând ca sisteme batch au fost modificate în sisteme cu partajare de timp.
Vantajele sistemelor de operare cu partajare de timp sunt următoarele –
- Aprovizionează avantajul unui răspuns rapid.
- Evită duplicarea software-ului.
Reduce timpul de inactivitate al CPU.
Dezavantajele sistemelor de operare cu partajare de timp sunt următoarele –
- Problema fiabilității.
- Problema securității și integrității programelor și datelor utilizatorilor.
Problema comunicării datelor.
Sistem de operare distribuit
Sistemele distribuite utilizează mai multe procesoare centrale pentru a deservi mai multe aplicații în timp real și mai mulți utilizatori. Lucrările de procesare a datelor sunt distribuite între procesoare în mod corespunzător.
Procesoarele comunică între ele prin diverse linii de comunicație (cum ar fi autobuze de mare viteză sau linii telefonice). Acestea sunt denumite sisteme slab cuplate sau sisteme distribuite. Procesoarele dintr-un sistem distribuit pot avea dimensiuni și funcții diferite. Aceste procesoare sunt denumite site-uri, noduri, calculatoare și așa mai departe.
Avantajele sistemelor distribuite sunt următoarele –
- Cu facilitatea de partajare a resurselor, un utilizator de la un site poate fi capabil să utilizeze resursele disponibile la un alt site.
- Accelerează schimbul de date între ele prin poșta electronică.
- Dacă un site cedează într-un sistem distribuit, site-urile rămase pot, potențial, să continue să funcționeze.
Servicii mai bune pentru clienți. Reducerea sarcinii pe calculatorul gazdă. Reducerea întârzierilor în procesarea datelor.
Sistem de operare de rețea
Un sistem de operare de rețea rulează pe un server și oferă serverului capacitatea de a gestiona date, utilizatori, grupuri, securitate, aplicații și alte funcții de rețea. Scopul principal al sistemului de operare de rețea este de a permite accesul partajat la fișiere și imprimante între mai multe calculatoare dintr-o rețea, de obicei o rețea locală (LAN), o rețea privată sau către alte rețele.
Exemple de sisteme de operare de rețea includ Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare și BSD.
Avantajele sistemelor de operare de rețea sunt următoarele –
- Serverele centralizate sunt foarte stabile.
- Actualizările la noile tehnologii și hardware pot fi integrate cu ușurință în sistem.
Securitatea este gestionată de server.
Accesul de la distanță la servere este posibil din diferite locații și tipuri de sisteme.
Dezavantajele sistemelor de operare în rețea sunt următoarele –
- Costul ridicat al achiziționării și funcționării unui server. Dependența de o locație centrală pentru majoritatea operațiunilor. Sunt necesare întreținere și actualizări regulate.
Sistem de operare în timp real
Un sistem în timp real este definit ca un sistem de procesare a datelor în care intervalul de timp necesar pentru a procesa și a răspunde la intrări este atât de mic încât controlează mediul. Timpul necesar sistemului pentru a răspunde la o intrare și pentru a afișa informațiile actualizate necesare se numește timp de răspuns. Deci, în această metodă, timpul de răspuns este foarte mic în comparație cu procesarea online.
Sistemele în timp real sunt utilizate atunci când există cerințe de timp rigide privind funcționarea unui procesor sau fluxul de date, iar sistemele în timp real pot fi utilizate ca dispozitiv de control într-o aplicație dedicată. Un sistem de operare în timp real trebuie să aibă constrângeri de timp bine definite și fixe, în caz contrar sistemul va eșua. De exemplu, experimente științifice, sisteme de imagistică medicală, sisteme de control industrial, sisteme de armament, roboți, sisteme de control al traficului aerian etc.
Există două tipuri de sisteme de operare în timp real.
Sisteme în timp real dure
Sistemele în timp real dure garantează că sarcinile critice se finalizează la timp. În sistemele hard real-time, stocarea secundară este limitată sau lipsește, iar datele sunt stocate în ROM. În aceste sisteme, memoria virtuală nu se găsește aproape niciodată.
Sisteme soft real-time
Sistemele soft real-time sunt mai puțin restrictive. O sarcină critică în timp real primește prioritate față de alte sarcini și își păstrează prioritatea până când se finalizează. Sistemele soft real-time au o utilitate limitată față de sistemele hard real-time. De exemplu, multimedia, realitate virtuală, proiecte științifice avansate, cum ar fi explorarea subacvatică și roverele planetare etc.
.