Erilaiset käyttöjärjestelmät

Aikaisempi tietokoneiden muoto oli keskusyksikkö, jossa niillä on puutteita käyttöjärjestelmien prosessissa ja käyttöjärjestelmätyypeissä. Keskuskehyksillä jokaisella yksilöllä on henkilökohtainen vastuu tietyn ajan ja heidän on lähestyttävä konetta, jolla on tietoa ja ohjelmaa, todennäköisesti kirjoitettu paperikortteihin, paperinauhoihin tai muuhun magneettinauhaan. Sitten koostettu ohjelma kaadetaan koneeseen. Tämän jälkeen kone toimii siihen asti, kunnes ohjelma on valmis tai romahdettu. Ohjelmien lähtö virheenkorjataan paneelin valojen, kytkimien avulla tai muuten ohjauspaneelin valitsimilla.

Mutta näiden koneiden kanssa ohjelmien suorittamiseen tarvittava aika pahenee ja laitteiden osoittamiseen seuraavalle henkilölle kuluva aika kasvaa. Tämän seurauksena on oltava automaattinen valvonta, minimaalinen käyttöaika ja pienempi koneen koko. Kaikki nämä ominaisuudet johtivat käyttöjärjestelmän kehityspolkuun. Joten, kerro meille mitä tarkalleen käyttöjärjestelmä on, sen toimivuus ja erityyppisiä käyttöjärjestelmiä .

Mikä on käyttöjärjestelmä?

Nimi käyttöjärjestelmä vastaa, että se on useiden ohjelmistojen kokoelma, joka hallinnoi tietokoneen laitteistoresursseja ja tarjoaa käyttäjälle kollektiivisia palveluja. Erilaiset tietokonekäyttöjärjestelmät viittaavat erityyppisten ohjelmistojen kokoelmaan. Jokaisella tietokoneella on käyttöjärjestelmä muiden siinä olevien ohjelmien ajamiseksi.

Peruskäyttöjärjestelmä

Nykyään käyttöjärjestelmä, koska sitä havaitaan useissa laitteissa aina henkilökohtaisista tietokoneista matkapuhelimiin, erityisesti älypuhelimiin. Esimerkiksi melkein jokainen älypuhelin käyttää uusin android-käyttöjärjestelmä .

Mikä tahansa käyttöjärjestelmä suorittaa muutamia perustehtäviä, kuten tunnistaa syötetiedot näppäimistöltä, lähettää lähdön näyttöruudulle, pitää levyn tiedostoja ja hakemistoja ja ohjata oheislaitteita, kuten tulostimia. Käyttöjärjestelmä voi suorittaa yhden tehtävän tai toiminnon sekä useita tehtäviä tai toimintoja milloin tahansa.

Käyttöjärjestelmätyyppien arkkitehtuuri

Käyttöjärjestelmät ohjaavat tietokoneen laitteistoresursseja. Ydin ja kuori ovat käyttöjärjestelmän osat, jotka suorittavat välttämättömiä toimintoja.

Käyttöjärjestelmän arkkitehtuuri

Kun käyttäjä antaa komentoja minkä tahansa operaation suorittamiseksi, pyyntö menee kuoriosaan, joka tunnetaan myös tulkkina. Kuoriosa muuntaa sitten ihmisen ohjelman konekoodiksi ja siirtää pyynnön sitten ytimen osaan.

Kun ydin vastaanottaa pyynnön kuoresta, se käsittelee pyynnön ja näyttää tuloksen näytöllä. Ydin tunnetaan myös käyttöjärjestelmän sydämenä, koska se suorittaa kaikki toiminnot.

Kuori

Kuori on osa ohjelmistoa, joka sijoitetaan käyttäjän ja ytimen väliin, ja se tarjoaa ytimen palveluja. Kuori toimii siten tulkkina muuntamalla käyttäjän komennot konekoodiksi. Erilaisissa käyttöjärjestelmissä esiintyvät kuoret ovat kahta tyyppiä: komentorivien kuoret ja graafiset kuoret.

Komentorivin kuoret tarjoavat komentoriviliittymän, kun taas graafisten rivien kuoret tarjoavat graafisen käyttöliittymän. Vaikka molemmat kuoret suorittavat toimintoja, graafisen käyttöliittymän kuoret toimivat hitaammin kuin komentoriviliittymän kuoret.

Kuorien tyypit

• Korn-kuori
• Bourne kuori
• C-kuori
• POSIX-kuori

Ydin

Ydin on osa ohjelmistoa. Se on kuin silta kuoren ja laitteiston välillä. Se on vastuussa ohjelmien ajamisesta ja suojatun pääsyn koneen laitteistoon. Ydintä käytetään ajoitukseen, ts. Se ylläpitää aikataulua kaikille prosesseille. Ja ytimien tyypit luetellaan seuraavasti:

• Monoliittinen ydin
• Mikrokernelit
• Exokernels
• Hybridiydimet

Tietokoneen käyttöjärjestelmän toiminnot

Käyttöjärjestelmä suorittaa seuraavat toiminnot:

• Muistin hallinta
• Tehtävän tai prosessin hallinta
• Tallennustilan hallinta
• Laitteen tai tulon / lähdön hallinta
• Ydin tai ajoitus

Muistin hallinta

Muistin hallinta on tietokoneen muistin hallinta. Tietokonemuistit ovat kahdenlaisia: ensisijainen ja toissijainen. Ohjelmien ja ohjelmistojen muistiosuus varataan muistitilan vapauttamisen jälkeen.

Käyttöjärjestelmän muistin hallinta

Muistin hallinta on tärkeää käyttöjärjestelmälle, joka osallistuu moniajoihin, joissa käyttöjärjestelmä vaatii muistitilan vaihtamista prosessista toiseen. Jokainen ohjelma vaatii sen suorittamiseen jonkin verran muistitilaa, jonka muistinhallintayksikkö tarjoaa. CPU koostuu kahdesta tyyppisiä muistimoduuleja : virtuaalimuisti ja fyysinen muisti. Virtuaalimuisti on RAM-muisti ja fyysinen muisti on kiintolevymuisti. Käyttöjärjestelmä hallitsee virtuaalimuistiosoitetiloja, ja todellisen muistin osoitusta seuraa virtuaalimuistiosoite.

Ennen ohjeiden suorittamista keskusyksikkö lähettää virtuaalisen osoitteen muistinhallintayksikölle. Tämän jälkeen MMU lähettää fyysisen osoitteen todelliseen muistiin ja sitten todellinen muisti varaa tilaa ohjelmille tai tiedoille.

Tehtävän tai prosessin hallinta

Prosessinhallinta on suoritettavan ohjelman esiintymä. Prosessi koostuu useista elementeistä, kuten tunniste, ohjelmalaskuri, muisti osoitin ja kontekstitiedot ja niin edelleen. Prosessi on itse asiassa näiden ohjeiden toteutus.

Prosessinhallinta

Prosessimenetelmiä on kahta tyyppiä: yksi prosessi ja moniajo. Yhden prosessin menetelmä käsittelee yhtä sovellusta, joka toimii kerrallaan. Moniajo-menetelmä sallii useita prosesseja kerralla.

Tallennustilan hallinta

Tallennuksen hallinta on käyttöjärjestelmän toiminto, joka hoitaa tietojen muistin allokoinnin. Järjestelmä koostuu erityyppisistä muistilaitteista, kuten ensisijaisesta muistista (RAM), toissijaisesta muistista (kiintolevystä) ja välimuistista.

Ohjeet ja tiedot sijoitetaan ensisijaiseen muistiin tai välimuistiin, johon käynnissä oleva ohjelma viittaa. Tiedot menetetään kuitenkin, kun virtalähde katkeaa. Toissijainen muisti on pysyvä tallennuslaite. Käyttöjärjestelmä varaa tallennuspaikan, kun uusia tiedostoja luodaan ja muistipyyntö ajoitetaan.

Laitteen tai tulon / lähdön hallinta

Tietokonearkkitehtuurissa suorittimen ja päämuistin yhdistelmä on tietokoneen aivot, ja sitä hallitaan tulo- ja lähtöresursseilla. Ihmiset ovat vuorovaikutuksessa koneiden kanssa tarjoamalla tietoa I / O-laitteiden kautta.

näyttö , näppäimistö, tulostin ja hiiri ovat I / O-laitteita. Kaikkien näiden laitteiden hallinta vaikuttaa järjestelmän suorituskykyyn, joten järjestelmän tulojen ja lähtöjen hallinta on käyttöjärjestelmän ensisijainen vastuu

Aikataulu

Käyttöjärjestelmän ajoitus on prosessi, jolla ohjataan ja priorisoidaan prosessorille lähetettyjä viestejä. Käyttöjärjestelmä ylläpitää vakiona prosessorin työtä ja tasapainottaa siten työmäärän. Tämän seurauksena kukin prosessi on saatettu päätökseen määrätyssä ajassa.

Siksi aikataulutus on erittäin tärkeää reaaliaikaisissa järjestelmissä. Aikataulut ovat pääasiassa kolmea tyyppiä:

• Pitkäaikainen aikatauluttaja
• Lyhytaikainen aikataulu
• Keskipitkän aikavälin aikataulu

Käyttöjärjestelmien tyypit

Yleisesti ottaen tietokoneiden käyttöjärjestelmät luokitellaan olennaisesti kahteen tyyppiin:

Käyttöjärjestelmien tyypit

1. Normaali käyttöjärjestelmä
2. Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä

Normaali käyttöjärjestelmä

Normaali käyttöjärjestelmä luokitellaan edelleen kahteen tyyppiin:

• • Merkki käyttöliittymän käyttöjärjestelmä
  • Graafinen käyttöliittymän käyttöjärjestelmä

GUI ja CUI

Character User Interface -käyttöjärjestelmä (CUI)

CUI-käyttöjärjestelmä on tekstipohjainen käyttöjärjestelmä, jota käytetään vuorovaikutuksessa ohjelmiston tai tiedostojen kanssa kirjoittamalla komentoja tiettyjen tehtävien suorittamiseksi. Komentorivikäyttöjärjestelmä käyttää komentoja vain näppäimistöllä. Komentorivikäyttöjärjestelmiin kuuluvat DOS ja UNIX . Edistynyt komentorivikäyttöjärjestelmä on nopeampi kuin edistynyt GUI-käyttöjärjestelmä.

Graafisen käyttöliittymän käyttöjärjestelmä (GUI)

Graafisen tilan käyttöliittymän käyttöjärjestelmä on hiiripohjainen käyttöjärjestelmä (Windows Operating System, LINUX), jossa käyttäjä suorittaa tehtävät tai toiminnot kirjoittamatta komentoja näppäimistöltä. Tiedostot tai kuvakkeet voidaan avata tai sulkea napsauttamalla niitä hiiren painikkeella.

Tämän lisäksi hiirtä ja näppäimistöä käytetään GUI-käyttöjärjestelmien ohjaamiseen useisiin tarkoituksiin. Suurin osa sulautettuihin projekteihin on kehitetty tähän käyttöjärjestelmään. Edistynyt GUI-käyttöjärjestelmä on hitaampi kuin komentorivikäyttöjärjestelmä.

Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä

Reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät tunnetaan myös nimellä moniajo-käyttöjärjestelmät. Normaali käyttöjärjestelmä on vastuussa tietokoneen laitteistoresurssien hallinnasta. RTOS suorittaa nämä tehtävät, mutta se on erityisesti suunniteltu toimimaan sovelluksia aikataulun mukaisessa tai tarkassa ajassa erittäin luotettavasti.

RTOS

Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä on suunniteltu reaaliaikaisiin sovelluksiin, kuten sulautettuihin järjestelmiin, teollisuusrobotteihin, tieteellisiin tutkimuslaitteisiin ja muihin. Reaaliajassa on erityyppisiä käyttöjärjestelmiä, kuten pehmeät reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät ja kovat reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät.

Esimerkkejä RTOS: sta

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Kova reaaliaikainen järjestelmä

Kova reaaliaikainen järjestelmä on puhtaasti aikavakioinen järjestelmä. Kovalla reaaliaikaisella käyttöjärjestelmällä tehtävien viimeistely määräajassa on erittäin tärkeää järjestelmän tehokkaan suorituskyvyn kannalta.

Esimerkiksi tietylle syötteelle, jos käyttäjä odottaa lähtöä 10 sekunnin kuluttua, järjestelmän tulisi käsitellä syötetiedot ja antaa lähtö tarkalleen 10 sekunnin kuluttua. Tässä määräaika on 10 sekuntia, joten järjestelmän ei pitäisi antaa lähtöä 11. tai 9. sekunnin jälkeen.

Siksi armeijassa ja puolustuksessa käytetään kovia reaaliaikaisia ​​järjestelmiä.

Pehmeä Reaaliaikainen järjestelmä

Pehmeässä reaaliaikaisessa järjestelmässä määräajan noudattaminen ei ole pakollista kaikille tehtäville. Siksi pehmeä reaaliaikainen järjestelmä voi ohittaa määräajan yhdellä tai kahdella sekunnilla. Jos järjestelmä kuitenkin myöhästyy määräajoista joka kerta, se heikentää järjestelmän suorituskykyä. Tietokoneet, ääni- ja videojärjestelmät ovat esimerkkejä pehmeistä reaaliaikaisista järjestelmistä. Nykyään androideja käytetään laajalti esimerkiksi automaattiset portinavaimet .

Lisäksi on monia muita erityyppisiä tietokoneen käyttöjärjestelmiä sekä niiden edut ja haitat. Muutamia tyyppejä voidaan selittää seuraavasti:

Eräkäyttöjärjestelmä

Eräajokäyttöjärjestelmässä toimivat henkilöt eivät ole suorassa yhteydessä tietokoneeseen. Jokainen yksilö asettaa tehtävänsä mihin tahansa offline-laitteeseen, kuten perfokortteihin, ja lataa sitten valmistetut tiedot tietokoneeseen. Käsittelynopeuden parantamiseksi tehtävät, joilla on samanlainen toiminta, ryhmitellään yhteen ja niitä käytetään yhtenä ryhmänä.

Nämä koneet suorittavat operaattorit operaattoreiden avulla, ja operaattorit ottavat käyttöön toiminnot, joilla on sama toiminnallisuus eriin. Tämä on yksi laajasti toteutetuista käyttöjärjestelmistä.

Edut

• Valtava määrä työtä voidaan helposti käsitellä toistuvalla tavalla
• Eri käyttäjät voivat helposti jakaa eräjärjestelmänsä
• Passiivinen aika tässä eräjärjestelmässä on hyvin vähäinen
• Prosessori voi helposti tunnistaa tehtävän suorittamiseen kuluneen ajan, kun ne ladataan koneeseen jonomuodossa

Haitat

• Eräkäyttöjärjestelmät ovat jonkin verran kalliita
• Virheenkorjausprosessi on monimutkainen
• Vain kokeneiden henkilöiden tulisi käyttää tätä järjestelmää

Hajautetut käyttöjärjestelmätyypit

Hajautettu käyttöjärjestelmä on moderni parannus tietokonealueella. Tämän tyyppistä järjestelmää käytetään laajasti kaikkialla maailmassa äärimmäisen nopeasti. Eri itsenäiset toisiinsa kytketyt tietokoneet kommunikoivat niiden välillä tämän hajautetun käyttöjärjestelmän kautta. Jokaisella itsenäisellä järjestelmällä on omat käsittely- ja muistiyksikönsä. Näitä järjestelmiä kutsutaan myös löyhästi kytketyiksi järjestelmiksi, ja niillä on erikokoisia ja toimintoja.

Keskeinen etu tällaisessa käyttöjärjestelmässä on, että yksilöillä on pääsy ohjelmistoihin tai asiakirjoihin, joita ei ole nykyisessä käyttöjärjestelmässä, mutta jotka ovat olemassa muissa järjestelmissä, joilla on yhteys nykyiseen järjestelmään. Tämä tarkoittaa, että järjestelmään kytketyille laitteille on sisäistä etähallintaa.

Eri solmujen järjestelystä riippuen niitä on erilaisia hajautetun käyttöjärjestelmän tyypit ja ne ovat:

Peer to Peer - Tämä järjestelmä sisältyy solmuihin, joilla on identtiset osallistujat tiedonjaossa. Koko toiminnallisuus on jaettu kaikille solmuille. Solmuja, jotka ovat yhteydessä muihin, kutsutaan jaetuiksi resursseiksi. Tämä voidaan saavuttaa verkon kautta.

Asiakas / Palvelin - Asiakas- / palvelinjärjestelmissä asiakkaan lähettämän pyynnön tarjoaa palvelinjärjestelmä. Palvelinjärjestelmällä on mahdollisuus tarjota palvelua useille asiakkaille kerrallaan vain, kun asiakas on yhteydessä vain yhteen palvelimeen. Asiakas- ja palvelinlaitteet kommunikoivat verkon kautta, joten ne kuuluvat hajautettujen järjestelmien luokitukseen.

Edut

• Tietojen jakaminen voidaan tehdä virtaviivaisella tavalla, jossa kaikilla solmuilla on yhteys toisiinsa
• Lisäsolmujen lisääminen on niin yksinkertaista ja kokoonpano on helposti skaalautuva vaatimuksen mukaisesti
• Yhden solmun epäonnistuminen ei hajota muita solmuja. Kaikki muut solmut voivat muodostaa yhteyden toisiinsa

Haitat

• Parannetun suojauksen tarjoaminen kaikille yhteyksille ja solmuille on jonkin verran monimutkaista
• Solmujen lähetyksen aikana osa tiedoista saattaa kadota
• Yksittäiseen käyttäjäjärjestelmään verrattuna tässä tietokannan hallinta on melko monimutkaista
• Vaikka tietoja lähetetään kaikista solmuista, datan ylikuormitus voi tapahtua

Ajanjako-käyttöjärjestelmä

Tämä on menettely, jossa se sallii eri paikoissa sijaitsevien ihmisten yhteyksien jakamisen tietyllä järjestelmällä yhdellä kertaa. Tällaista käyttöjärjestelmää merkitään moniohjelmoinnin loogisena laajennuksena. Nimi aikajako vastaa sitä, että jalostajien aika jaetaan useiden henkilöiden kesken samanaikaisesti. Tärkein erä erä- ja ajallaan jaettujen käyttöjärjestelmien välillä on prosessorin käyttö ja vasteaika.

Eräajojärjestelmässä päädirektiivi on parantaa prosessorin käyttöä, kun taas aikaa jakavissa käyttöjärjestelmissä direktiivin on lyhennettävä vasteaikaa.

Suoritin suorittaa erilaisia ​​tehtäviä siirtymällä toisistaan, kun taas nämä kytkimet tapahtuvat niin säännöllisesti. Tämän vuoksi jokainen käyttäjä voi saada nopean vastauksen.

Esimerkiksi transaktiomenetelmässä prosessori käyttää jokaista yksittäistä ohjelmaa hyvin lyhyessä ajassa. Joten kun on n henkilöitä, jokainen voi saada aikaansa. Kun komento lähetetään, tulee nopea vastaus. Tämä käyttöjärjestelmä toimii moniohjelmoinnissa ja prosessorin ajoituksessa jakamaan jokaiselle yksilölle vastaava ajanjakso. Alun perin eränä kehitetyt käyttöjärjestelmät päivitetään nyt jaettuihin järjestelmiin.

Muutamia ajan jakamiseen tarkoitettujen käyttöjärjestelmien etuja ja haittoja ovat:

Edut

• Nopea vastaus
• Poistaa ohjelmistojen päällekkäisyydet
• Pienin prosessorin tyhjäkäyntiaika

Haitat

• Luotettavuus on tärkein huolenaihe
• Sekä tiedot että ohjelmat on suojattava paremmin
• Tietoliikenne on asia

Usean käyttäjän tyypit käyttöjärjestelmissä

Se on käyttöjärjestelmän menetelmä, jossa se sallii eri käyttäjien muodostaa yhteyden ja toimia yhdessä käyttöjärjestelmässä. Ihmiset ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa tietokoneiden tai päätelaitteiden avulla, jotka tarjoavat pääsyn verkon tai laitteiden, kuten tulostimien, kautta. Tällaisella käyttöjärjestelmällä on oltava tehostettu viestintä kaikkien käyttäjien kanssa tasapainossa. Tämä johtuu siitä, että kun yhden henkilön komplikaatio nousee, sen ei pitäisi vaikuttaa muihin sarjassa oleviin käyttäjiin.

ominaisuudet

• Näkymätön - Tämä tapahtuu alemmassa päässä, kuten levyn alustaminen ja muut
• Taustaprosessin tietojenkäsittely - Kun tietojen käsittelyyn ei ole mahdollisuutta käyttöliittymästä, tämä mahdollistaa takapään tietojenkäsittelyn
• Resurssien jakaminen - Erilaisia ​​laitteita, kuten kiintolevyt, ohjaimet tai tulostimet, voidaan jakaa, ja myös tiedostoja tai asiakirjoja voidaan jakaa
• Moniprosessointi

Niitä on pääasiassa kolme monen käyttäjän käyttöjärjestelmän tyypit ja ne selitetään seuraavasti:

Hajautettu käyttöjärjestelmä

Eri tietokonejärjestelmissä sijaitsevien eri laitteiden valikoima kommunikoi, toimii ja koordinoi yhden yhtenäisen järjestelmän kanssa yksilölle. Ja verkkojärjestelmän kautta käyttäjät voivat muodostaa yhteyden. Tässä resurssit jaetaan siinä lähestymistavassa, että erilaisia ​​pyyntöjä voidaan hallita ja jokainen erillinen pyyntö voidaan varmistaa lopussa. Mobiilisovellukset ja digitaalinen pankkitoiminta ovat esimerkkejä hajautetun käyttöjärjestelmän kautta.

Aika viipaloitu järjestelmä

Tällöin jokaiselle yksittäiselle käyttäjälle määritetään lyhyt prosessoriaika, mikä tarkoittaa, että jokaiselle toiminnolle varataan jokin aika. Nämä aikasegmentit näyttävät olevan vähäisiä. Käytettävä tehtävä määritetään sisäisen laitteen nimeltään ajastin. Tämä määrittää ja käyttää toiminnallisuutta annettujen prioriteettien perusteella.

Liitettyjen henkilöiden joukossa käyttöjärjestelmä prosessoi käyttäjän pyyntöjä. Tämä on viipaloidun käyttöjärjestelmän yksinoikeus, joka ei ole käytettävissä muissa. Esimerkiksi keskusyksiköt.

Moniprosessorijärjestelmä

Täällä samaan aikaan järjestelmä käyttää useita prosessoreita. Koska koko prosessori toimii peräkkäin, tehtävän suorittamiseen kuluva aika on nopea kuin yhden käyttäjän tyyppisen käyttöjärjestelmän aika. Tämän tyyppinen yleisin skenaario on Windows-käyttöjärjestelmä, jossa se voi käsitellä useita tehtäviä kerrallaan, kuten musiikin soittaminen, Excelin kanssa työskenteleminen, Word-asiakirja, selaus ja monet muut. Enemmän sovelluksia voidaan suorittaa häiritsemättä muiden tehokkuutta.

Edut

Usean käyttäjän käyttöjärjestelmän edut ovat

• Helppo resurssien jakelu
• Äärimmäinen varmuuskopiointi
• Käytetään kirjastoissa
• Poistaa kaikenlaiset häiriöt
• Parempi nopeus ja tehokkuus
• Toteutettu reaaliaikaisissa sovelluksissa

Haitat

Usean käyttäjän käyttöjärjestelmän haitat ovat

• Koska useita tietokoneita toimii yhdessä järjestelmässä, se saattaa sallia viruksen järjestelmään helposti
• Yksityisyydestä ja luottamuksellisuudesta tulee ongelma
• Useiden tilien luominen yhteen järjestelmään voi olla joskus riskialtista ja monimutkaista

Näiden lisäksi on olemassa monia muita erityyppisiä käyttöjärjestelmiä, jotka ovat:

• Verkko-käyttöjärjestelmä
• Monitoiminen käyttöjärjestelmä
• Klusteroitu käyttöjärjestelmä
• Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä
• Linux-käyttöjärjestelmä
• Mac käyttöjärjestelmä

Joten tässä on kyse erityyppisistä käyttöjärjestelmistä. Olemme käyneet läpi käyttöjärjestelmän työskentelyn, arkkitehtuurin, tyypit, edut ja haitat. Siksi tässä on hyvin yksinkertainen kysymys kaikille innostuneille lukijoille: Mitkä ovat Linux-käyttöjärjestelmän edut Windowsiin verrattuna ?