Sistem pengendalian universal direka untuk menyelesaikan sebarang masalah pengguna, tetapi, sebagai peraturan, bentuk operasi sistem komputer mungkin mengenakan keperluan khas pada sistem pengendalian, i.e. kepada elemen pengkhususan beliau.

Dengan kaedah memuatkan anda boleh membezakan OS boleh boot(majoriti) dan sistem yang berada dalam ingatan sistem pengkomputeran. Yang terakhir, sebagai peraturan, adalah khusus dan digunakan untuk mengawal operasi peranti khusus (contohnya, dalam komputer digital peluru berpandu balistik atau satelit, instrumen saintifik, peranti automatik untuk pelbagai tujuan, dll.).

Mengikut ciri algoritma pengurusan sumber. Sumber utama sistem ialah pemproses, jadi kami akan mengklasifikasikannya mengikut algoritma kawalan pemproses, walaupun anda boleh, tentu saja, mengklasifikasikan OS mengikut algoritma untuk menguruskan memori, peranti input/output, dsb.

Menyokong multitasking (multi-programming). Berdasarkan bilangan tugas yang dilakukan secara serentak, OS dibahagikan kepada 2 kelas: program tunggal (tugasan tunggal) - contohnya, MS-DOS, MSX, dan berbilang program (berbilang tugas) - contohnya, ES Computer OS , OS/360, OS/2, UNIX, Windows pelbagai versi.

Sistem pengendalian program tunggal menyediakan pengguna dengan mesin maya, menjadikan proses interaksi pengguna dengan komputer lebih mudah dan lebih mudah. Mereka juga mempunyai pengurusan fail, pengurusan peranti persisian dan keupayaan komunikasi pengguna. OS berbilang tugas, sebagai tambahan, mereka menguruskan pembahagian sumber yang dikongsi (pemproses, memori, fail, dll.), ini boleh meningkatkan kecekapan sistem pengkomputeran dengan ketara.

Sokongan untuk mod berbilang pengguna. Berdasarkan bilangan pengguna yang bekerja secara serentak, OS dibahagikan kepada pengguna tunggal (MS-DOS, Windows 3x, versi awal OS/2) dan berbilang pengguna (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista).

Perbezaan utama antara sistem berbilang pengguna dan sistem pengguna tunggal ialah ketersediaan cara untuk melindungi maklumat setiap pengguna daripada akses tanpa kebenaran oleh pengguna lain. Perlu diingatkan bahawa mungkin terdapat sistem multi-program pengguna tunggal.

Jenis kerja pelbagai program. Spesifikasi OS sebahagian besarnya ditentukan oleh cara masa diagihkan antara beberapa proses (atau benang) sedia ada secara serentak dalam sistem. Berdasarkan ciri ini, dua kumpulan algoritma boleh dibezakan: multiprogramming bukan preemptive (Windows3.x, NetWare) dan multiprogramming preemptive (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix).

Dalam kes pertama, proses aktif berjalan sehingga ia melepaskan kawalan kepada sistem pengendalian. Dalam kes kedua, keputusan untuk menukar proses dibuat oleh sistem pengendalian. Mod multiprogramming juga mungkin, apabila OS membahagikan masa pemproses antara cawangan berasingan (benang, gentian) satu proses.

Pemprosesan berbilang. Ciri penting OS ialah ketiadaan atau kehadiran sokongan berbilang pemprosesan. Berdasarkan ciri ini, kami boleh membezakan OS tanpa sokongan berbilang pemprosesan (Windows 3.x, Windows 95) dan dengan sokongan berbilang pemprosesan (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP).

Memandangkan OS ialah sistem perisian yang kompleks, ia menggunakan sebahagian besar sumber komputer untuk keperluannya sendiri. Keberkesanan OS selalunya dinilai oleh produktivitinya (throughput) - bilangan tugas pengguna yang dilakukan dalam tempoh masa tertentu, masa tindak balas kepada permintaan pengguna, dsb.

Semua penunjuk prestasi OS ini dipengaruhi oleh banyak faktor yang berbeza, antaranya yang utama ialah seni bina OS, kepelbagaian fungsinya, kualiti kod program, platform perkakasan (komputer), dll.

Kebolehpercayaan dan toleransi kesalahan. Sistem pengendalian mestilah sekurang-kurangnya boleh dipercayai seperti komputer yang digunakannya. Sistem mesti dilindungi daripada kegagalan dan kegagalan dalaman dan luaran. Jika terdapat ralat dalam program atau perkakasan, sistem mesti mengesan ralat dan cuba membetulkan keadaan, atau sekurang-kurangnya cuba meminimumkan kerosakan yang disebabkan oleh ralat kepada pengguna.

Kebolehpercayaan dan toleransi kesalahan OS, pertama sekali, ditentukan oleh penyelesaian seni bina yang menjadi asasnya, serta penyahpepijatan kod program (kegagalan dan kegagalan utama OS disebabkan terutamanya oleh ralat perisian dalam modulnya). Di samping itu, adalah penting bahawa komputer mempunyai tatasusunan cakera sandaran, bekalan kuasa tidak terganggu, dsb., serta sokongan perisian untuk alat ini.

Keselamatan (keselamatan). Tiada pengguna yang mahu diganggu oleh pengguna lain. OS mesti melindungi pengguna kedua-dua daripada kesan kesilapan orang lain dan daripada percubaan gangguan berniat jahat (akses tanpa kebenaran). Untuk tujuan ini, OS mesti sekurang-kurangnya mempunyai cara pengesahan - menentukan kesahihan pengguna, kebenaran - menyediakan pengguna sah dengan hak yang telah mereka tetapkan untuk mengakses sumber, dan pengauditan - merekodkan semua peristiwa yang berpotensi berbahaya untuk sistem.

Sifat keselamatan amat penting untuk sistem pengendalian rangkaian. Dalam sistem pengendalian sedemikian, tugas untuk melindungi data yang dihantar melalui rangkaian ditambah kepada tugas kawalan capaian.

• Kebolehramalan. Tuntutan yang mungkin diletakkan oleh pengguna pada sistem dalam kebanyakan kes tidak dapat diramalkan. Pada masa yang sama, pengguna lebih suka bahawa perkhidmatan tidak banyak berubah pada masa yang dijangkakan. Khususnya, apabila menjalankan program pada sistem, pengguna harus mempunyai idea anggaran, berdasarkan pengalaman dengan program, tentang masa untuk mengharapkan hasil dikembalikan.
• Kebolehlanjutan. Tidak seperti perkakasan komputer, hayat berguna sistem pengendalian diukur dalam beberapa dekad. Contohnya ialah OS UNIX, dan MS-DOS. Sistem pengendalian berubah dari semasa ke semasa, biasanya dengan memperoleh ciri baharu, seperti sokongan untuk jenis peranti luaran baharu atau teknologi rangkaian baharu. Jika kod program modul OS ditulis sedemikian rupa sehingga penambahan dan perubahan boleh dibuat tanpa melanggar integriti sistem, maka OS sedemikian dipanggil boleh diperluaskan. Sistem pengendalian boleh diperluaskan jika penciptaannya berpandukan prinsip modulariti, redundansi fungsian, selektiviti berfungsi dan serba boleh parametrik.
• Mudah alih. Sebaik-baiknya, kod OS harus mudah alih daripada satu jenis pemproses kepada jenis pemproses yang lain, dan daripada satu jenis platform perkakasan kepada jenis platform perkakasan yang lain (yang berbeza bukan sahaja dalam jenis pemproses, tetapi juga dalam cara keseluruhannya. perkakasan komputer tersusun). Sistem pengendalian mudah alih mempunyai beberapa pilihan pelaksanaan untuk platform yang berbeza; sifat sistem pengendalian ini juga dipanggil berbilang platform. Sifat ini dicapai kerana fakta bahawa bahagian utama OS ditulis dalam bahasa peringkat tinggi (contohnya, C, C++, dll.) dan boleh dipindahkan dengan mudah ke komputer lain (bahagian bebas mesin), dan sebahagian kecil daripada OS (program kernel) bergantung kepada mesin dan dibangunkan dalam bahasa mesin komputer lain.
• Keserasian. Terdapat beberapa sistem pengendalian popular yang "berumur panjang" (varieti UNIX, MS-DOS, Windows3.x, Windows NT, OS/2), yang mana pelbagai aplikasi telah dibangunkan. Bagi pengguna yang berpindah dari satu OS ke OS yang lain, peluang untuk menjalankan aplikasi mereka pada sistem pengendalian baharu adalah sangat menarik. Jika OS mempunyai keupayaan untuk menjalankan program aplikasi yang ditulis untuk sistem pengendalian lain, maka ia serasi dengan sistem tersebut. Perbezaan mesti dibuat antara keserasian binari dan keserasian sumber. Selain itu, konsep keserasian juga termasuk sokongan untuk antara muka pengguna sistem pengendalian lain.
• Keselesaan. Alat OS hendaklah mudah dan fleksibel, dan logik operasinya harus jelas kepada pengguna. Sistem pengendalian moden memberi tumpuan kepada menyediakan pengguna dengan kemudahan yang paling mungkin apabila bekerja dengan mereka. Syarat yang diperlukan untuk ini ialah kehadiran antara muka pengguna grafik dalam OS dan semua jenis ahli sihir - program yang mengautomasikan pengaktifan fungsi OS, menyambungkan peranti persisian, pemasangan, konfigurasi dan operasi OS itu sendiri.
• Kebolehskalaan. Jika OS membenarkan anda mengurus komputer dengan bilangan pemproses yang berbeza, memberikan peningkatan linear (atau hampir lebih) dalam prestasi apabila bilangan pemproses bertambah, maka OS sedemikian boleh berskala. OS berskala melaksanakan berbilang pemprosesan simetri. Berkaitan dengan kebolehskalaan ialah konsep pengelompokan - menggabungkan dua (atau lebih) komputer berbilang pemproses ke dalam sistem. Benar, pengelompokan ditujukan bukan untuk skalabiliti tetapi untuk memastikan ketersediaan sistem yang tinggi.

Perlu diingatkan bahawa bergantung pada kawasan aplikasi sistem pengendalian tertentu, komposisi keperluan untuknya juga mungkin berubah.

Pengilang boleh menawarkan OS mereka dalam pelbagai konfigurasi yang berbeza dari segi harga dan prestasi. Sebagai contoh, Microsoft menjual:

• Pelayan Windows 2003 (sehingga 4 pemproses) – untuk perniagaan kecil dan sederhana;
• Pelayan Lanjutan Windows 2003 (sehingga 8 pemproses, kelompok 2-nod) – untuk perusahaan sederhana dan besar;
• Windows 2003 DataCenter Server (16-32 pemproses, gugusan 4-nod) - untuk perusahaan besar terutamanya.

Sistem pengendalian direka untuk mengawal pelaksanaan program pengguna, merancang dan mengurus sumber pengkomputeran komputer.

Sistem pengendalian, dalam satu pihak, bertindak sebagai antara muka antara perkakasan komputer dan pengguna dengan tugasnya, sebaliknya, ia direka untuk penggunaan sumber sistem komputer yang cekap dan organisasi pengkomputeran yang boleh dipercayai.

Sistem pengurusan fail direka untuk menyediakan akses yang lebih mudah kepada data yang disusun sebagai fail.

Daripada akses peringkat rendah kepada data dengan menentukan alamat fizikal tertentu, sistem pengurusan fail membenarkan akses logik dengan menentukan nama fail.

Mana-mana sistem pengurusan fail tidak wujud sendiri - ia direka untuk berfungsi pada OS tertentu dan dengan sistem fail tertentu. Iaitu, sistem pengurusan fail boleh diklasifikasikan sebagai OS.

Tetapi disebabkan fakta bahawa:

• 1) beberapa sistem pengendalian membolehkan anda bekerja dengan beberapa sistem fail (sama ada satu daripada beberapa, atau beberapa sekali gus); dan sistem fail tambahan boleh dipasang (iaitu ia bebas);
• 2) OS paling mudah boleh berfungsi tanpa sistem fail; Sistem pengurusan fail diperuntukkan kepada kumpulan program sistem yang berasingan.

Ambil perhatian bahawa dalam literatur khusus, sistem pengurusan fail sering diklasifikasikan sebagai sistem pengendalian.

Sistem pengendalian berbeza dalam ciri pelaksanaan algoritma pengurusan sumber komputer dan kawasan penggunaan.

Jadi, bergantung pada algoritma kawalan pemproses, sistem pengendalian dibahagikan kepada:

• · Tugasan tunggal dan pelbagai tugas.
• · Pengguna tunggal dan berbilang pengguna.
• · Sistem pemproses tunggal dan berbilang pemproses.
• · Tempatan dan rangkaian.

Berdasarkan bilangan tugas yang dilakukan secara serentak, sistem pengendalian dibahagikan kepada dua kelas:

• · Tugasan tunggal (MS DOS).
• · Berbilang tugas (OS/2, Unix, Windows).

Sistem tugas tunggal menggunakan alat pengurusan peranti persisian, alat pengurusan fail dan cara berkomunikasi dengan pengguna. OS berbilang tugas menggunakan semua ciri yang terdapat dalam OS tugasan tunggal dan juga mengurus pembahagian sumber yang dikongsi: pemproses, RAM, fail dan peranti luaran.

Bergantung pada kawasan penggunaan, sistem pengendalian berbilang tugas dibahagikan kepada tiga jenis:

• · Sistem pemprosesan kelompok (OS EC).
• · Sistem perkongsian masa (Unix, Linux, Windows).
• · Sistem masa nyata (RT11).

Sistem pemprosesan kelompok direka untuk menyelesaikan masalah yang tidak memerlukan hasil yang cepat. Matlamat utama OS pemprosesan kelompok ialah daya pemprosesan maksimum atau menyelesaikan bilangan maksimum tugasan setiap unit masa.

Sistem ini memberikan prestasi tinggi apabila memproses sejumlah besar maklumat, tetapi mengurangkan kecekapan pengguna dalam mod interaktif.

Dalam sistem perkongsian masa, setiap tugasan diperuntukkan sedikit masa untuk disiapkan, dan tiada satu tugas pun menduduki pemproses untuk tempoh yang lama. Jika tempoh masa ini dipilih untuk menjadi minimum, maka penampilan pelaksanaan serentak beberapa tugas dicipta. Sistem ini mempunyai lebar jalur yang lebih rendah, tetapi memberikan kecekapan pengguna yang tinggi dalam mod interaktif.

Sistem masa nyata digunakan untuk mengawal proses teknologi atau objek teknikal, contohnya, pesawat, alat mesin, dsb.

Berdasarkan bilangan pengguna yang bekerja secara serentak pada komputer, sistem pengendalian dibahagikan kepada pengguna tunggal (MS DOS) dan berbilang pengguna (Unix, Linux, Windows 95 - XP).

Dalam sistem pengendalian berbilang pengguna, setiap pengguna menyesuaikan antara muka pengguna untuk dirinya sendiri, i.e. boleh mencipta set pintasan anda sendiri, kumpulan program, menetapkan skema warna individu, mengalihkan bar tugas ke tempat yang mudah dan menambah item baharu pada menu Mula.

Dalam sistem pengendalian berbilang pengguna, terdapat cara untuk melindungi setiap maklumat pengguna daripada capaian yang tidak dibenarkan oleh pengguna lain.

Sistem pengendalian berbilang pemproses dan pemproses tunggal. Salah satu sifat penting OS ialah kehadiran di dalamnya sokongan untuk pemprosesan data berbilang pemprosesan. Alat sedemikian wujud dalam OS/2, Net Ware dan Windows NT. Berdasarkan cara proses pengkomputeran disusun, sistem pengendalian ini boleh dibahagikan kepada tidak simetri dan simetri.

Salah satu ciri yang paling penting dalam klasifikasi komputer ialah pembahagiannya kepada tempatan dan rangkaian. Sistem pengendalian tempatan digunakan pada PC atau PC kendiri yang digunakan sebagai pelanggan dalam rangkaian komputer.

Sistem pengendalian tempatan termasuk bahagian klien perisian untuk mengakses sumber dan perkhidmatan jauh. Sistem pengendalian rangkaian direka bentuk untuk mengurus sumber PC yang disambungkan ke rangkaian untuk tujuan perkongsian sumber. Mereka menyediakan cara yang berkuasa untuk menyekat akses kepada maklumat, integritinya dan kemungkinan lain untuk menggunakan sumber rangkaian.

fail sistem antivirus perisian

Keseluruhan pelbagai sistem pengendalian sedia ada (dan tidak digunakan pada masa ini) boleh dikelaskan mengikut banyak kriteria yang berbeza. Marilah kita memikirkan kriteria klasifikasi utama.

Berdasarkan tujuannya, sistem pengendalian dibahagikan kepada universal dan khusus. Sistem pengendalian khusus, sebagai peraturan, berfungsi dengan set program tetap (tugas berfungsi). Penggunaan sistem sedemikian adalah disebabkan oleh ketidakmungkinan menggunakan OS sejagat atas sebab kecekapan, kebolehpercayaan, keselamatan, dll., serta disebabkan oleh spesifik tugas yang sedang diselesaikan.

Sistem pengendalian universal direka untuk menyelesaikan sebarang masalah pengguna, tetapi, sebagai peraturan, bentuk operasi sistem komputer mungkin mengenakan keperluan khas pada sistem pengendalian, i.e. kepada elemen pengkhususan beliau.

Berdasarkan kaedah pemuatan, kita boleh membezakan sistem pengendalian boleh boot (majoriti) dan sistem yang terletak secara kekal dalam memori sistem komputer. Yang terakhir, sebagai peraturan, adalah khusus dan digunakan untuk mengawal operasi peranti khusus (contohnya, dalam komputer digital peluru berpandu balistik atau satelit, instrumen saintifik, peranti automatik untuk pelbagai tujuan, dll.).

Berdasarkan ciri-ciri algoritma pengurusan sumber. Sumber utama sistem ialah pemproses, jadi kami akan mengklasifikasikannya mengikut algoritma kawalan pemproses, walaupun anda boleh, tentu saja, mengklasifikasikan OS mengikut algoritma untuk menguruskan memori, peranti input/output, dsb.

Menyokong multitasking (multi-programming). Berdasarkan bilangan tugas yang dilakukan secara serentak, OS dibahagikan kepada 2 kelas: program tunggal (tugasan tunggal) - contohnya, MS-DOS, MSX, dan berbilang program (berbilang tugas) - contohnya, ES Computer OS , OS/360, OS/2, UNIX, Windows pelbagai versi.

Sistem pengendalian program tunggal menyediakan pengguna dengan mesin maya, menjadikan proses interaksi pengguna dengan komputer lebih mudah dan lebih mudah. Mereka juga mempunyai pengurusan fail, pengurusan peranti persisian dan keupayaan komunikasi pengguna. Sistem pengendalian berbilang tugas juga menguruskan pembahagian sumber yang dikongsi (pemproses, memori, fail, dll.), yang boleh meningkatkan kecekapan sistem pengkomputeran dengan ketara.

Sokongan untuk mod berbilang pengguna. Berdasarkan bilangan pengguna yang bekerja secara serentak, OS dibahagikan kepada pengguna tunggal (MS-DOS, Windows 3x, versi awal OS/2) dan berbilang pengguna (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista).

Perbezaan utama antara sistem berbilang pengguna dan sistem pengguna tunggal ialah ketersediaan cara untuk melindungi maklumat setiap pengguna daripada akses tanpa kebenaran oleh pengguna lain. Perlu diingatkan bahawa mungkin terdapat sistem multi-program pengguna tunggal.

Jenis kerja pelbagai program. Spesifikasi OS sebahagian besarnya ditentukan oleh cara masa diagihkan antara beberapa proses (atau benang) sedia ada secara serentak dalam sistem. Berdasarkan ciri ini, dua kumpulan algoritma boleh dibezakan: multiprogramming bukan preemptive (Windows3.x, NetWare) dan multiprogramming preemptive (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix).

Dalam kes pertama, proses aktif berjalan sehingga ia melepaskan kawalan kepada sistem pengendalian. Dalam kes kedua, keputusan untuk menukar proses dibuat oleh sistem pengendalian. Mod multiprogramming juga mungkin, apabila OS membahagikan masa pemproses antara cawangan berasingan (benang, gentian) satu proses.

Pemprosesan berbilang. Ciri penting OS ialah ketiadaan atau kehadiran sokongan berbilang pemprosesan. Berdasarkan ciri ini, kami boleh membezakan OS tanpa sokongan berbilang pemprosesan (Windows 3.x, Windows 95) dan dengan sokongan berbilang pemprosesan (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP).

Sistem pengendalian berbilang pemproses dikelaskan mengikut kaedah mengatur proses pengkomputeran kepada sistem pengendalian asimetri (dilaksanakan pada satu pemproses, mengagihkan tugas aplikasi merentasi pemproses lain) dan sistem pengendalian simetri (sistem terdesentralisasi).

Mengikut kawasan penggunaan dan bentuk operasi. Biasanya, tiga jenis dibezakan di sini mengikut kriteria prestasi yang digunakan dalam pembangunannya:

sistem pemprosesan kelompok (OS/360, OC EC);

sistem perkongsian masa (UNIX, VMS);

sistem masa nyata (QNX, RT/11).

Yang pertama bertujuan untuk menyelesaikan masalah terutamanya yang bersifat pengiraan yang tidak memerlukan keputusan yang cepat. Kriteria untuk mencipta OS sedemikian ialah daya pemprosesan maksimum dengan beban yang baik bagi semua sumber komputer. Dalam sistem sedemikian, pengguna dialih keluar daripada komputer.

Sistem perkongsian masa memberikan kemudahan dan kecekapan untuk pengguna yang mempunyai terminal dan boleh menjalankan dialog dengan programnya.

Sistem masa nyata direka untuk mengawal objek teknikal (alat mesin, satelit, proses teknologi, contohnya relau letupan, dll.), di mana terdapat had masa untuk melaksanakan program yang mengawal objek.

Berdasarkan platform perkakasan (jenis teknologi komputer) yang dimaksudkan, sistem pengendalian dibahagikan kepada kumpulan berikut.

Sistem pengendalian untuk kad pintar. Sesetengah daripada mereka hanya boleh menguruskan satu transaksi, seperti pembayaran elektronik. Sesetengah kad pintar berorientasikan JAVA dan mengandungi penterjemah mesin maya JAVA. Applet JAVA dimuatkan ke dalam kad dan dilaksanakan oleh penterjemah JVM. Sesetengah kad ini boleh mengurus berbilang applet JAVA pada masa yang sama, yang membawa kepada multitasking dan keperluan untuk penjadualan.

Sistem pengendalian terbenam. Mereka mengawal komputer pegang tangan (lialm OS, Windows CE - Elektronik Pengguna - perkakas rumah), telefon bimbit, TV, ketuhar gelombang mikro, dsb.

Sistem pengendalian untuk komputer peribadi, contohnya, Windows 9.x, Windows XP, Linux, Mac OSX, dsb.

Sistem pengendalian komputer mini, contohnya, RT-11 untuk PDP-11 - OS masa nyata, RSX-11 M untuk PDP-11 - OS perkongsian masa, UNIX untuk PDP-7.

Sistem pengendalian kerangka utama (mesin besar), seperti OS/390, diperoleh daripada OS/360 (IBM). Biasanya, OS kerangka utama melibatkan tiga jenis perkhidmatan secara serentak: pemprosesan kelompok, pemprosesan transaksi (contohnya, bekerja dengan pangkalan data, menempah tiket penerbangan, bekerja di bank) dan perkongsian masa.

Sistem pengendalian pelayan, contohnya, UNIX, Windows 2000, Linux. Skop aplikasi: LAN, rangkaian serantau, Intranet, Internet.

Sistem pengendalian kluster. Kluster ialah koleksi berganding longgar beberapa sistem pengkomputeran yang berfungsi bersama untuk menjalankan aplikasi biasa dan kelihatan kepada pengguna sebagai satu sistem, contohnya, Pelayan Kluster Windows 2000, Pelayan Windows 2008, Kluster Sun (OS asas - Solaris).

Mari kita mulakan perkenalan kita dengan seni bina UNIX dengan mempertimbangkan konsep ciri yang wujud seperti penyeragaman dan multitasking:

Penyeragaman

Walaupun terdapat pelbagai versi UNIX, asas seluruh keluarga adalah seni bina asas yang sama dan beberapa antara muka standard (dalam UNIX hampir semuanya diseragamkan - dari lokasi folder dan fail sistem, kepada antara muka panggilan sistem dan senarai pemacu peranti asas). Pentadbir yang berpengalaman akan dapat mengekalkan versi lain tanpa banyak kesukaran, manakala bagi pengguna peralihan ke sistem lain mungkin tidak dapat dilihat sama sekali. Bagi pengaturcara sistem, piawaian seperti ini membolehkan mereka menumpukan sepenuhnya pada pengaturcaraan tanpa membuang masa mengkaji seni bina dan ciri pelaksanaan sistem tertentu.

Berbilang tugas

Pada sistem UNIX, banyak proses (tugas) boleh dijalankan secara serentak, dan bilangannya tidak terhad secara logik, dan banyak bahagian dalam satu program boleh berada pada sistem pada masa yang sama. Terima kasih kepada mekanisme pengurusan memori khas, setiap proses berjalan dalam ruang alamat yang dilindungi sendiri, yang menjamin keselamatan dan kebebasan daripada proses lain. Pelbagai operasi sistem membolehkan proses menghasilkan proses baharu, menamatkan proses, menyegerakkan pelaksanaan langkah proses dan mengawal tindak balas terhadap kejadian pelbagai peristiwa.

Dua tonggak UNIX: fail dan proses

Terdapat dua objek utama sistem pengendalian UNIX yang perlu digunakan oleh pengguna - fail dan proses. Objek ini sangat berkaitan antara satu sama lain, dan secara umum, organisasi kerja dengan mereka menentukan seni bina sistem pengendalian.

Semua data pengguna disimpan dalam fail; akses kepada peranti persisian dijalankan dengan membaca dan menulis fail khas; Semasa pelaksanaan program, sistem pengendalian membaca kod boleh laku daripada fail ke dalam memori dan memindahkan kawalan kepadanya.

Sebaliknya, semua fungsi operasi ditentukan oleh pelaksanaan proses yang berkaitan. Khususnya, mengakses fail pada cakera adalah mustahil jika subsistem fail sistem pengendalian (set proses yang mengakses fail) tidak mempunyai kod yang diperlukan dalam ingatan untuk ini.

Sekilas melihat seni bina UNIX

Persembahan 2-02: Tinjauan Seni Bina UNIX

Pandangan paling umum pada seni bina UNIX mendedahkan model sistem dua peringkat, yang terdiri daripada pengguna dan bahagian sistem (kernel) (lihat Rajah 1.20, "seni bina sistem pengendalian UNIX"). Kernel berinteraksi secara langsung dengan perkakasan komputer, mengasingkan program aplikasi (proses dalam bahagian pengguna sistem pengendalian) daripada ciri seni binanya. Kernel mempunyai satu set perkhidmatan yang disediakan kepada program aplikasi melalui panggilan sistem. Oleh itu, dua tahap keistimewaan boleh dibezakan dalam sistem: tahap sistem (keistimewaan pengguna akar khas) dan tahap pengguna (keistimewaan semua pengguna lain). Maklumat lanjut tentang kawalan capaian dibincangkan dalam bab berikut (Bab 3, Keselamatan Sistem Pengendalian UNIX).

Rajah 1.20. Seni bina sistem pengendalian UNIX

Daemon adalah bahagian penting dalam program sistem. Daemon ialah proses yang melaksanakan fungsi tertentu dalam sistem, yang dilancarkan pada permulaan sistem dan tidak dikaitkan dengan mana-mana terminal pengguna. Daemon menyediakan perkhidmatan tertentu kepada pengguna, contohnya log sistem, pelayan web, dsb. Analog daemon dalam sistem pengendalian Windows NT dan versi terkemudian ialah perkhidmatan sistem.

Persembahan 2-03: Kernel UNIX

Sistem pengendalian UNIX mempunyai kernel monolitik klasik (lihat "Seni bina sistem pengendalian"), di mana bahagian utama berikut boleh dibezakan:

Subsistem fail

Struktur kernel diakses melalui antara muka fail.

Pengurusan proses

Ini termasuk menguruskan pelaksanaan selari proses (penjadualan dan penghantaran), memproses memori maya dan interaksi antara proses (isyarat, baris gilir mesej, dll.).

Pemacu Peranti

Pemacu peranti dibahagikan kepada watak dan blok berdasarkan jenis peranti luaran. Untuk setiap peranti, satu set kemungkinan operasi ditentukan (membuka, membaca, dsb.). Peranti blok dicache menggunakan mekanisme pengurusan penimbal dalaman khas.

Rajah 1.21. kernel sistem pengendalian UNIX

Oleh kerana UNIX memisahkan bahagian bebas perkakasan dengan jelas, keluarga sistem pengendalian ini boleh dialihkan ke platform perkakasan baharu pada kos yang minimum.

Ia boleh dilihat bahawa kernel sistem pengendalian UNIX adalah klasik untuk sistem pengendalian berbilang tugas, berbilang pengguna, jadi ia digunakan secara meluas dalam pengajaran pengaturcaraan sistem dan teori sistem pengendalian.

Keseluruhan pelbagai sistem pengendalian sedia ada (dan tidak digunakan pada masa ini) boleh dikelaskan mengikut banyak kriteria yang berbeza. Marilah kita memikirkan kriteria klasifikasi asas.

1. Berdasarkan tujuannya, sistem pengendalian dibahagikan kepada universal dan khusus. Sistem pengendalian khusus, sebagai peraturan, berfungsi dengan set program tetap (tugas berfungsi). Penggunaan sistem sedemikian adalah disebabkan oleh ketidakmungkinan menggunakan OS sejagat atas sebab kecekapan, kebolehpercayaan, keselamatan, dll., serta disebabkan oleh spesifik tugas yang sedang diselesaikan.

Sistem pengendalian universal direka untuk menyelesaikan sebarang masalah pengguna, tetapi, sebagai peraturan, bentuk operasi sistem komputer mungkin mengenakan keperluan khas pada sistem pengendalian. kepada elemen pengkhususan beliau.

2. Dengan kaedah memuatkan anda boleh membezakan OS boleh boot(majoriti) dan sistem yang berada dalam ingatan sistem pengkomputeran. Yang terakhir, sebagai peraturan, adalah khusus dan digunakan untuk mengawal operasi peranti khusus (contohnya, dalam komputer digital peluru berpandu balistik atau satelit, instrumen saintifik, peranti automatik untuk pelbagai tujuan, dll.).

3. Mengikut ciri algoritma pengurusan sumber. Sumber utama sistem ialah pemproses, dalam hal ini kami akan mengklasifikasikannya mengikut algoritma kawalan pemproses, walaupun mungkin, tentu saja, untuk mengklasifikasikan OS mengikut algoritma untuk menguruskan memori, peranti input/output, dll.

Menyokong multitasking (multi-programming). Berdasarkan bilangan tugas yang dilakukan secara serentak, OS dibahagikan kepada 2 kelas: program tunggal (tugasan tunggal) - contohnya, MS-DOS, MSX, dan berbilang program (berbilang tugas) - contohnya, ES Computer OS , OS/360, OS/2, UNIX, Windows pelbagai versi.

ü Sistem pengendalian program tunggal menyediakan pengguna dengan mesin maya, menjadikan proses interaksi pengguna dengan komputer lebih mudah dan lebih mudah. Mereka juga mempunyai alat untuk mengurus fail, peranti persisian dan cara berkomunikasi dengan pengguna.

ü Sistem pengendalian berbilang tugas juga menguruskan pembahagian sumber yang dikongsi (pemproses, memori, fail, dll.), ini boleh meningkatkan kecekapan sistem pengkomputeran dengan ketara.

Sokongan untuk mod berbilang pengguna. Berdasarkan bilangan pengguna yang bekerja secara serentak, OS dibahagikan kepada pengguna tunggal (MS-DOS, Windows 3x, versi awal OS/2) dan berbilang pengguna (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista).

Perbezaan utama antara sistem berbilang pengguna dan sistem pengguna tunggal ialah ketersediaan cara untuk melindungi maklumat setiap pengguna daripada akses tanpa kebenaran oleh pengguna lain. Perlu diingatkan bahawa mesti ada sistem multi-program pengguna tunggal.

Jenis kerja pelbagai program. Spesifikasi OS sebahagian besarnya ditentukan oleh cara masa diagihkan antara beberapa proses (atau benang) sedia ada secara serentak dalam sistem. Berdasarkan ciri ini, dua kumpulan algoritma boleh dibezakan: multiprogramming bukan preemptive (Windows3.x, NetWare) dan multiprogramming preemptive (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix).

Dalam kes pertama, proses aktif berjalan sehingga ia melepaskan kawalan kepada sistem pengendalian. Dalam kes kedua, keputusan untuk menukar proses dibuat oleh sistem pengendalian. Mod multiprogramming juga mungkin, apabila OS membahagikan masa pemproses antara cawangan berasingan (benang, gentian) satu proses.

Pemprosesan berbilang. Ciri penting OS ialah ketiadaan atau kehadiran sokongan berbilang pemprosesan. Berdasarkan ciri ini, kami boleh membezakan OS tanpa sokongan berbilang pemprosesan (Windows 3.x, Windows 95) dan dengan sokongan berbilang pemprosesan (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP).

Sistem pengendalian berbilang pemproses dikelaskan mengikut kaedah mengatur proses pengkomputeran kepada sistem pengendalian asimetri (dilaksanakan pada satu pemproses, mengagihkan tugas aplikasi merentasi pemproses lain) dan sistem pengendalian simetri (sistem terdesentralisasi).

4. Mengikut kawasan penggunaan dan bentuk operasi. Biasanya, tiga jenis dibezakan di sini mengikut kriteria prestasi yang digunakan dalam pembangunannya:

Sistem pemprosesan kelompok (OS/360, OC EC);

Sistem perkongsian masa (UNIX, VMS);

Sistem masa nyata (QNX, RT/11).

Yang pertama bertujuan untuk menyelesaikan masalah terutamanya yang bersifat pengiraan yang tidak memerlukan keputusan yang cepat. Kriteria untuk mencipta OS sedemikian ialah daya pemprosesan maksimum dengan beban yang baik bagi semua sumber komputer. Dalam sistem sedemikian, pengguna dialih keluar daripada komputer.

Sistem perkongsian masa memberikan kemudahan dan kecekapan untuk pengguna yang mempunyai terminal dan boleh menjalankan dialog dengan programnya.

Sistem masa nyata direka untuk mengawal objek teknikal (alat mesin, satelit, proses teknologi, contohnya relau letupan, dll.), di mana terdapat had masa untuk melaksanakan program yang mengawal objek.

5. Berdasarkan platform perkakasan (jenis teknologi komputer) yang dimaksudkan, sistem pengendalian dibahagikan kepada kumpulan berikut.

Sistem pengendalian untuk kad pintar. Sesetengah daripada mereka boleh menguruskan hanya satu transaksi, contohnya, pembayaran elektronik. Sesetengah kad pintar berorientasikan JAVA dan mengandungi penterjemah mesin maya JAVA. Applet JAVA dimuatkan ke dalam kad dan dilaksanakan oleh penterjemah JVM. Sesetengah kad ini boleh mengurus berbilang applet JAVA pada masa yang sama, yang membawa kepada berbilang tugas dan penjadualan menjadi sangat penting.

Sistem pengendalian terbenam. Mereka mengawal komputer pegang tangan (lialm OS, Windows CE - Elektronik Pengguna - perkakas rumah), telefon bimbit, televisyen, ketuhar gelombang mikro, dsb.

Sistem pengendalian untuk komputer peribadi, contohnya, Windows 9.x, Windows XP, Linux, Mac OSX, dsb.

Sistem pengendalian komputer mini, contohnya, RT-11 untuk PDP-11 - OS masa nyata, RSX-11 M untuk PDP-11 - OS perkongsian masa, UNIX untuk PDP-7.

Sistem pengendalian kerangka utama (mesin besar), contohnya OS/390, berasal daripada OS/360 (IBM). Biasanya, OS kerangka utama melibatkan tiga jenis perkhidmatan secara serentak: pemprosesan kelompok, pemprosesan transaksi (contohnya, bekerja dengan pangkalan data, menempah tiket penerbangan, bekerja di bank) dan perkongsian masa.

Sistem pengendalian pelayan, contohnya, UNIX, Windows 2000, Linux. Skop aplikasi: LAN, rangkaian serantau, Intranet, Internet.

Sistem pengendalian kluster. Kluster ialah koleksi berganding longgar beberapa sistem pengkomputeran yang berfungsi bersama untuk menjalankan aplikasi biasa dan kelihatan kepada pengguna sebagai sistem sistem tunggal, contohnya, Pelayan Kluster Windows 2000, Pelayan Windows 2008, Kluster Sun (OS asas - Solaris).

Klasifikasi sistem pengendalian - konsep dan jenis. Klasifikasi dan ciri kategori "Klasifikasi sistem pengendalian" 2017, 2018.

Klasifikasi sistem pengendalian

maklumat program operasi

Pengelasan sistem pengendalian - klasifikasi (dari classis Latin - pangkat, kelas dan muka - saya lakukan, susun atur), sistem pengendalian (OS) ialah satu set program yang mengawal operasi komputer dan program lain, menyediakan interaksi dengan pengguna. Pada masa ini tiada pengelasan bersatu sistem pengendalian. Bergantung pada pelbagai kriteria, semua sistem pengendalian boleh dibahagikan kepada kelas.

Yang paling penting daripada mereka ialah:

* Pelanggan/Pelayan;

* percuma / berbayar;

* versi asal / setempat;

* Antara muka Mod Teks / Mod Grafik

* seni bina 16-bit / 32-bit / 64-bit;

* isipadu besar / kecil;

* versi rangkaian / pseudo - rangkaian & setempat;

* memori proses dengan/tanpa perlindungan;

* tugasan tunggal / pelbagai tugas;

* pengguna tunggal / berbilang pengguna;

* stabil / tidak stabil;

* mesra virus / tiada mesra virus.

Pengelasan OS mengikut ciri fungsi

Fungsi utama OS ialah:

* pengagihan RAM antara program;

* mengatur susunan pelaksanaan program dan CPU;

* memastikan interaksi pengguna dengan komputer.

Sistem pengendalian mungkin berbeza dalam ciri pelaksanaan algoritma dalaman untuk mengurus sumber komputer utama (pemproses, memori, peranti), ciri kaedah reka bentuk yang digunakan, jenis platform perkakasan, kawasan penggunaan dan banyak sifat lain.

Sokongan berbilang tugas

Berdasarkan bilangan tugas yang dilakukan secara serentak, sistem pengendalian boleh dibahagikan kepada dua kelas:

* tugasan tunggal (contohnya, MS-DOS, MSX);

* berbilang tugas (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95/NT).

Sistem pengendalian tugas tunggal terutamanya melaksanakan fungsi menyediakan mesin maya kepada pengguna, menjadikan proses interaksi antara pengguna dan komputer lebih mudah dan mudah. Sistem pengendalian tugas tunggal termasuk alat pengurusan peranti persisian, alat pengurusan fail dan alat komunikasi pengguna.

OS Multitasking, sebagai tambahan kepada fungsi di atas, menguruskan pembahagian sumber yang dikongsi seperti pemproses, RAM, fail dan peranti luaran.

Sokongan berbilang pengguna

Berdasarkan bilangan pengguna serentak, sistem pengendalian dibahagikan kepada:

* pengguna tunggal (MS-DOS, Windows 3.x, versi awal OS/2);

* berbilang pengguna (UNIX, Windows NT).

Perbezaan utama antara sistem berbilang pengguna dan sistem pengguna tunggal ialah ketersediaan cara untuk melindungi maklumat setiap pengguna daripada akses tanpa kebenaran oleh pengguna lain. Perlu diingatkan bahawa tidak setiap sistem multitasking adalah multi-user, dan bukan setiap OS pengguna tunggal adalah single-tasking.

Berbilang tugasan preemptive dan non-preemptive

Sumber kongsi yang paling penting ialah masa pemproses. Kaedah mengagihkan masa pemproses antara beberapa proses (atau benang) yang sedia ada secara serentak dalam sistem sebahagian besarnya menentukan spesifik OS. Di antara banyak pilihan sedia ada untuk melaksanakan multitasking, dua kumpulan algoritma boleh dibezakan:

* multitasking bukan preemptive (NetWare, Windows 3.x);

* Berbilang tugas awal (Windows NT, OS/2, UNIX).

Perbezaan utama antara multitasking preemptive dan non-preemptive ialah tahap pemusatan mekanisme penjadualan proses. Dalam kes pertama, mekanisme penjadualan proses tertumpu sepenuhnya dalam sistem pengendalian, dan dalam kes kedua, ia diedarkan antara sistem dan program aplikasi. Dengan multitasking bukan preemptive, proses aktif berjalan sehingga ia, atas inisiatifnya sendiri, memberikan kawalan kepada sistem pengendalian supaya ia memilih proses lain yang sedia untuk dijalankan daripada baris gilir. Dengan multitasking preemptive, keputusan untuk menukar pemproses daripada satu proses ke proses yang lain dibuat oleh sistem pengendalian, dan bukan oleh proses aktif itu sendiri.

Sokongan berbilang benang

Sifat penting sistem pengendalian ialah keupayaan untuk menyelaraskan pengiraan dalam satu tugasan. OS berbilang benang membahagikan masa pemproses bukan antara tugas, tetapi antara cawangan masing-masing (benang).

Pemprosesan berbilang

Satu lagi sifat penting OS ialah ketiadaan atau kehadiran di dalamnya sokongan untuk multiprocessing - multiprocessing. Multiprocessing membawa kepada komplikasi semua algoritma pengurusan sumber.

Pada masa kini, menjadi amalan biasa untuk memperkenalkan fungsi sokongan berbilang pemprosesan ke dalam OS. Ciri sedemikian tersedia dalam Sun's Solaris 2.x, Santa Crus Operations' Open Server 3.x, IBM's OS/2, Microsoft's Windows NT, dan Novell's NetWare 4.1.

Sistem pengendalian berbilang pemproses boleh dikelaskan mengikut cara proses pengkomputeran disusun dalam sistem dengan seni bina berbilang pemproses:

* OS tidak simetri;

* OS simetri.

OS asimetri berjalan sepenuhnya pada hanya satu pemproses sistem, mengedarkan tugas aplikasi ke seluruh pemproses yang tinggal. OS simetri sepenuhnya terdesentralisasi dan menggunakan keseluruhan kumpulan pemproses, membahagikannya antara tugas sistem dan aplikasi.

Sokongan rangkaian

Di atas kita membincangkan ciri-ciri OS yang berkaitan dengan pengurusan hanya satu jenis sumber - pemproses. Ciri-ciri subsistem pengurusan sumber tempatan yang lain—subsistem pengurusan memori, fail dan peranti input/output—mempunyai pengaruh penting pada penampilan sistem pengendalian secara keseluruhan dan pada kemungkinan penggunaannya di kawasan tertentu.

Kekhususan OS juga ditunjukkan dalam cara ia melaksanakan fungsi rangkaian: pengiktirafan dan pengalihan permintaan kepada sumber jauh ke rangkaian, penghantaran mesej melalui rangkaian, pelaksanaan permintaan jauh. Apabila melaksanakan fungsi rangkaian, satu set tugas timbul berkaitan dengan sifat pengedaran penyimpanan dan pemprosesan data pada rangkaian: mengekalkan maklumat rujukan tentang semua sumber dan pelayan yang tersedia pada rangkaian, menangani proses berinteraksi, memastikan ketelusan akses, replikasi data, penyelarasan salinan, mengekalkan keselamatan data.

OS rangkaian termasuk cara menghantar mesej antara komputer melalui talian komunikasi yang sama sekali tidak diperlukan dalam OS kendiri. Berdasarkan mesej ini, OS rangkaian menyokong perkongsian sumber komputer antara pengguna jauh yang disambungkan ke rangkaian. Untuk menyokong fungsi pemindahan mesej, sistem pengendalian rangkaian mengandungi komponen perisian khas yang melaksanakan protokol komunikasi popular seperti IP, IPX, Ethernet dan lain-lain.

Sistem berbilang pemproses memerlukan organisasi khas daripada sistem pengendalian, dengan bantuan sistem pengendalian itu sendiri, serta aplikasi yang disokongnya, boleh dilaksanakan secara selari oleh pemproses individu sistem. Operasi selari bahagian individu OS mewujudkan masalah tambahan untuk pembangun OS, kerana dalam kes ini adalah lebih sukar untuk memastikan akses konsisten proses individu ke jadual sistem biasa, untuk menghapuskan kesan perlumbaan dan akibat lain yang tidak diingini daripada pelaksanaan tak segerak kerja.