ระบบปฏิบัติการจะกำหนดลักษณะที่ปรากฏของระบบคอมพิวเตอร์เป็นส่วนใหญ่ ระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ประกอบด้วย โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ ตัวจับเวลา ประเภทต่างๆดิสก์ อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เทปแม่เหล็ก, เครื่องพิมพ์, อุปกรณ์สื่อสารผ่านเครือข่าย และอุปกรณ์อื่นๆ ที่จำเป็นต้องใช้ กลไกที่ซับซ้อนการจัดการ. ระบบปฏิบัติการจะต้องจัดการทรัพยากรทั้งหมด คอมพิวเตอร์เพื่อให้มั่นใจ ประสิทธิภาพสูงสุดมันทำงานได้ ตามนี้ ฟังก์ชั่นหลักระบบปฏิบัติการคือการกระจายตัวประมวลผล หน่วยความจำ อุปกรณ์อื่นๆ และข้อมูลระหว่างกระบวนการประมวลผลที่แข่งขันกันแย่งชิงทรัพยากรเหล่านี้ การจัดการทรัพยากรรวมถึงการแก้ไขงานต่อไปนี้โดยไม่ขึ้นอยู่กับประเภทของทรัพยากร:

การวางแผนทรัพยากร, เช่น. กำหนดว่าจำเป็นต้องจัดสรรให้ใคร เมื่อใด และในปริมาณเท่าใด ทรัพยากรนี้;

ควบคุมสถานะของทรัพยากร, เช่น. การบำรุงรักษา ข้อมูลการดำเนินงานเกี่ยวกับว่าทรัพยากรไม่ว่างหรือไม่ จำนวนทรัพยากรที่ได้รับการจัดสรรแล้ว และจำนวนที่ว่าง

ประสิทธิผลของระบบปฏิบัติการเครือข่ายทั้งหมดโดยรวมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของอัลกอริทึมในการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ในเครื่อง

ระบบปฏิบัติการมีความแตกต่างกันในลักษณะการใช้งานของอัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ พื้นที่ใช้งาน และคุณลักษณะอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้น ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของอัลกอริธึมควบคุมโปรเซสเซอร์ ระบบปฏิบัติการจึงแบ่งออกเป็นระบบแบบงานเดี่ยวและแบบมัลติทาสกิ้ง ผู้ใช้เดี่ยวและผู้ใช้หลายราย ระบบตัวประมวลผลเดี่ยวและหลายตัวประมวลผล รวมถึงระบบท้องถิ่นและเครือข่าย

ระบบปฏิบัติการแบบซิงเกิลทาสกิ้งและมัลติทาสกิ้ง ขึ้นอยู่กับจำนวนงานที่ดำเนินการพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจะแบ่งออกเป็นสองคลาส:

การทำงานเดี่ยว(เช่น MS DOS, MSX)

มัลติทาสกิ้ง(ระบบปฏิบัติการสหภาพยุโรป, OS/2, ยูนิกซ์, OS ครอบครัววินโดวส์) ฯลฯ

ระบบปฏิบัติการแบบทำงานเดี่ยวทำหน้าที่ให้บริการผู้ใช้เป็นหลัก เครื่องเสมือนทำให้ง่ายขึ้นและ ส่วนต่อประสานที่ใช้งานง่ายผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการแบบทำงานเดี่ยวมีเครื่องมือการจัดการ อุปกรณ์ต่อพ่วง, เครื่องมือการจัดการไฟล์, วิธีการสื่อสารกับผู้ใช้

ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งนอกเหนือจากฟังก์ชันข้างต้น ยังควบคุมการแบ่งส่วนของทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน เช่น โปรเซสเซอร์, RAM, ไฟล์ และอุปกรณ์ภายนอก

มัลติทาสก์แบบยึดถือและไม่ยึดถือทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันที่สำคัญที่สุดคือเวลาประมวลผล วิธีการกระจายเวลาโปรเซสเซอร์ระหว่างกระบวนการคำนวณที่มีอยู่ในระบบหลายกระบวนการพร้อมกันจะกำหนดลักษณะของระบบปฏิบัติการเป็นส่วนใหญ่ ในบรรดาหลาย ๆ คน วิธีการที่มีอยู่สำหรับการใช้งานมัลติทาสกิ้งสามารถแยกแยะอัลกอริธึมได้สองกลุ่ม:

มัลติทาสกิ้งแบบไม่ยึดถือ (NetWare, Windows 3.x);

มัลติทาสกิ้งล่วงหน้า (Windows NT, OS/2, Unix)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอัลกอริธึมมัลติทาสกิ้งแบบยึดเอาเสียก่อนและแบบไม่ยึดเอาเสียก่อนคือระดับของการรวมศูนย์การวางแผนกระบวนการคำนวณ ในกรณีแรก การวางแผนกระบวนการประมวลผลขึ้นอยู่กับระบบปฏิบัติการทั้งหมด และในกรณีที่สอง การวางแผนกระบวนการประมวลผลจะกระจายระหว่างระบบปฏิบัติการและโปรแกรมแอปพลิเคชัน ด้วยการทำงานหลายอย่างพร้อมกันโดยไม่ยึดถือเสียก่อน กระบวนการประมวลผลที่ใช้งานอยู่จะทำงานจนกว่าตัวแอปพลิเคชันเองจะสั่งให้ระบบปฏิบัติการเลือกกระบวนการอื่นที่พร้อมที่จะเรียกใช้จากคิว ด้วยการทำงานหลายอย่างพร้อมกันล่วงหน้า การตัดสินใจเปลี่ยนโปรเซสเซอร์จากที่ใช้งานได้ กระบวนการคำนวณในทางกลับกัน OS เองจะยอมรับ ไม่ใช่โดยโปรแกรมแอปพลิเคชัน

ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งแบ่งออกเป็นสามประเภทขึ้นอยู่กับพื้นที่การใช้งาน:

ระบบการประมวลผลแบบแบตช์(เช่น ระบบปฏิบัติการของสหภาพยุโรป)

ระบบแบ่งเวลา(ยูนิกซ์, VMS, วินโดวส์, ลินุกซ์);

ระบบเรียลไทม์(คิวเอ็นเอ็กซ์, RT/11)

ระบบการประมวลผลแบบแบตช์ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาในลักษณะที่ไม่ต้องการ ใบเสร็จรับเงินด่วนผลลัพธ์. เป้าหมายหลักและเกณฑ์สำหรับประสิทธิผลของระบบการประมวลผลแบบแบตช์คือปริมาณงานสูงสุด เช่น สารละลาย จำนวนสูงสุดงานต่อหน่วยเวลา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ระบบการประมวลผลแบบแบตช์จะใช้ลำดับการประมวลผลข้อมูลต่อไปนี้: เมื่อเริ่มงาน จะมีการสร้างชุดงานขึ้นมา แต่ละงานจะมีข้อกำหนดสำหรับ ทรัพยากรระบบ- จากชุดงานนี้จะมีการสร้างชุดงานที่ดำเนินการพร้อมกัน สำหรับการดำเนินการพร้อมกัน งานจะถูกเลือกซึ่งมีความต้องการทรัพยากรที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ทำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการโหลดที่สมดุลบนอุปกรณ์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น การมีอยู่ของงานที่ใช้การคำนวณและงาน I/O จำนวนมากพร้อมกันเป็นสิ่งที่พึงปรารถนา

ดังนั้นการเลือกงานใหม่จากชุดงานจึงขึ้นอยู่กับ สถานการณ์ภายในที่เกิดขึ้นในระบบคือ เลือกงาน "ทำกำไร" ที่เหมาะสมที่สุด ดังนั้นในระบบปฏิบัติการดังกล่าวจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันความสำเร็จของงานเฉพาะภายใน ระยะเวลาหนึ่งเวลา. ในระบบการประมวลผลแบบแบตช์ การสลับโปรเซสเซอร์จากการรันงานหนึ่งไปเป็นอีกงานหนึ่งจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่องานที่ใช้งานอยู่ละทิ้งโปรเซสเซอร์เท่านั้น เช่น เนื่องจากจำเป็นต้องดำเนินการ I/O เห็นได้ชัดว่าอัลกอริธึมสำหรับกระบวนการคำนวณดังกล่าวลดประสิทธิภาพการทำงานของผู้ใช้ในโหมดโต้ตอบ แต่ยังคงมีความเกี่ยวข้องเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการประมวลผลสูง ปริมาณมากข้อมูลมาจนถึงปัจจุบันโดยเฉพาะในระบบสารสนเทศประยุกต์

ระบบแบ่งปันเวลาในระบบแบ่งเวลา แต่ละงานจะได้รับการจัดสรรเวลาตัวประมวลผลเพียงเล็กน้อย ไม่มีงานใดที่ใช้ตัวประมวลผลเป็นเวลานาน และเวลาตอบสนองเป็นที่ยอมรับได้ หากเลือกควอนตัมให้เล็กพอ สิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการดำเนินการแบบขนานของหลายโปรแกรมที่มีอยู่ในระบบคอมพิวเตอร์เดียวกัน เห็นได้ชัดว่าระบบดังกล่าวมีน้อย ปริมาณงานกว่าระบบประมวลผลแบบแบตช์เนื่องจากแต่ละระบบ เริ่มโดยผู้ใช้ไม่ใช่งานที่ "เป็นประโยชน์" ต่อระบบ เกณฑ์สำหรับประสิทธิผลของระบบแบ่งเวลาไม่ใช่ปริมาณการประมวลผลสูงสุด แต่เป็นประสิทธิภาพเชิงโต้ตอบของผู้ใช้

ระบบเรียลไทม์(RV OS) ใช้ในการควบคุมต่างๆ วัตถุทางเทคนิค(เช่น เครื่องมือกล ดาวเทียม วิทยาศาสตร์ การตั้งค่าการทดลอง) หรือกระบวนการทางเทคโนโลยี (สายการชุบ กระบวนการเตาถลุงเหล็ก ฯลฯ) OS RV ยังใช้ในการธนาคารด้วย เกณฑ์ประสิทธิภาพสำหรับระบบเรียลไทม์คือความสามารถในการทนต่อล่วงหน้า ช่วงเวลาที่กำหนดเวลาระหว่างการเริ่มโปรแกรมและรับผลลัพธ์ (การกระทำการควบคุม) เวลานี้เรียกว่าเวลาปฏิกิริยาของระบบ และคุณสมบัติที่สอดคล้องกันของระบบเรียกว่าปฏิกิริยา ในบรรดาระบบปฏิบัติการ RT ที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับ IBM PC ได้แก่ RTMX, AMX, OS-9000, FLEX OS, QNX เป็นต้น ในบรรดาระบบปฏิบัติการที่ระบุไว้นั้น ชุดเต็ม เครื่องมือมี QNX RTOS ซึ่งรันแอปพลิเคชัน 32 บิต และสามารถทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการ Unix ได้

ระบบปฏิบัติการบางระบบสามารถรวมคุณสมบัติของระบบเข้าด้วยกันได้ ประเภทต่างๆตัวอย่างเช่น งานบางอย่างสามารถดำเนินการได้ในโหมดการประมวลผลเป็นชุด และงานบางอย่างสามารถทำได้แบบเรียลไทม์หรือโหมดแบ่งปันเวลา ในกรณีเช่นนี้ โหมดการประมวลผลแบบแบตช์มักเรียกว่าโหมดเบื้องหลัง

โหมดผู้เล่นหลายคนและผู้เล่นเดี่ยวขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ใช้พร้อมกัน ระบบปฏิบัติการสามารถแบ่งออกเป็น ผู้ใช้คนเดียว(MS DOS, Windows 3.x) และ ผู้ใช้หลายคน(ยูนิกซ์, วินโดวส์เอ็นที, วินโดวส์ XP, ลินุกซ์)

ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบผู้ใช้หลายคนและระบบผู้ใช้คนเดียวคือคือความพร้อมในการปกป้องข้อมูลของผู้ใช้แต่ละรายจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตจากผู้ใช้รายอื่น ควรสังเกตว่าไม่ใช่ทุกระบบมัลติทาสกิ้งที่มีผู้ใช้หลายคนและไม่ใช่ทุกระบบปฏิบัติการผู้ใช้เดี่ยวที่เป็นงานเดี่ยว

ระบบมัลติโปรเซสเซอร์และโปรเซสเซอร์เดี่ยวคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของระบบปฏิบัติการคือการไม่มีหรือมีการรองรับมัลติโปรเซสเซอร์อยู่ ในปัจจุบัน การแนะนำฟังก์ชันสนับสนุนการประมวลผลหลายตัวในระบบปฏิบัติการกลายเป็นเรื่องปกติไปแล้ว ฟังก์ชั่นดังกล่าวมีอยู่ในห้องผ่าตัด ระบบโซลาริส 2.x จากดวงอาทิตย์ เปิดเซิร์ฟเวอร์ 3.x จาก Santa Crus Operations, OS/2 จาก IBM, Windows NT จาก Microsoft และ NetWare 4.1 จาก Novell

ในระบบที่มีข้อมูลระบบปฏิบัติการหลายตัวประมวลผลสามารถแบ่งตามวิธีการจัดกระบวนการคำนวณได้ดังนี้ ระบบปฏิบัติการแบบอสมมาตรและระบบปฏิบัติการแบบสมมาตร. ระบบปฏิบัติการไม่สมมาตรถูกดำเนินการทั้งหมดบนโปรเซสเซอร์ระบบเพียงตัวเดียวเท่านั้น โดยกระจายงานแอปพลิเคชันไปยังโปรเซสเซอร์ที่เหลือ ระบบปฏิบัติการแบบสมมาตรมีการกระจายอำนาจอย่างสมบูรณ์และใช้โปรเซสเซอร์จำนวนทั้งหมด โดยแบ่งระหว่างงานระบบและแอปพลิเคชัน

คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของการจำแนกระบบปฏิบัติการคือการแบ่งส่วน สู่เครือข่ายและท้องถิ่น

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการทรัพยากรของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อวัตถุประสงค์ การแบ่งปันข้อมูล.

โดยจัดให้มีวิธีการจำกัดการเข้าถึงข้อมูล ความสมบูรณ์และความปลอดภัย ตลอดจนความเป็นไปได้อื่นๆ สำหรับการใช้ทรัพยากรเครือข่าย

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายเป็นพื้นฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ใดๆ

ในด้านหนึ่ง คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องบนเครือข่ายก็มีความเป็นอิสระในระดับหนึ่งเช่นกัน ภายใต้ระบบปฏิบัติการเครือข่ายเป็นที่เข้าใจกันทั้งหมด ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์แยกกันโต้ตอบเพื่อแลกเปลี่ยนข้อความและแบ่งปันทรัพยากรตามกฎที่เหมือนกัน - โปรโตคอล

อีกด้านหนึ่ง ระบบปฏิบัติการเครือข่ายเป็นระบบปฏิบัติการ คอมพิวเตอร์แยกต่างหากทำให้เขามีความสามารถในการทำงานบนเครือข่ายได้

ในกรณีส่วนใหญ่ OS จะถูกติดตั้งบนคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ที่มีประสิทธิภาพพอสมควรตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไปซึ่งให้บริการเครือข่ายและทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันเท่านั้น

ระบบปฏิบัติการอื่นๆ ทั้งหมดจะถือเป็นเครือข่ายท้องถิ่นและสามารถใช้งานบนพีซีเครื่องใดก็ได้ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเช่น เวิร์กสเตชัน- เวิร์กสเตชันแต่ละเครื่องใช้ระบบปฏิบัติการเครือข่ายท้องถิ่นของตัวเอง แตกต่างจากระบบปฏิบัติการ คอมพิวเตอร์แบบสแตนด์อโลนความพร้อมใช้งาน เงินทุนเพิ่มเติมทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานบนเครือข่ายได้

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายท้องถิ่นประเภทนี้ไม่มีความแตกต่างพื้นฐานจากระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์แบบสแตนด์อโลน แต่จำเป็นต้องมีซอฟต์แวร์รองรับสำหรับอุปกรณ์อินเทอร์เฟซเครือข่าย (ไดรเวอร์ อะแดปเตอร์เครือข่าย) เช่นเดียวกับวิธีการสำหรับ เข้าสู่ระบบระยะไกลไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นบนเครือข่ายและวิธีการเข้าถึง ไฟล์ที่ถูกลบอย่างไรก็ตาม การเพิ่มเติมเหล่านี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงโครงสร้างของระบบปฏิบัติการอย่างมีนัยสำคัญ

ในระบบปฏิบัติการเครือข่ายเครื่องแยกสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วน:

เครื่องมือการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์ท้องถิ่น: ฟังก์ชันการกระจาย แรมระหว่างกระบวนการกำหนดเวลาและการจัดส่ง การจัดการโปรเซสเซอร์ในเครื่องมัลติโปรเซสเซอร์ การจัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง และฟังก์ชันอื่นๆ สำหรับการจัดการทรัพยากรระบบปฏิบัติการในเครื่อง

วิธีการจัดหาทรัพยากรและบริการของตัวเองใน การใช้งานทั่วไป – ส่วนเซิร์ฟเวอร์ระบบปฏิบัติการ (เซิร์ฟเวอร์) เครื่องมือเหล่านี้จัดให้มีการล็อคไฟล์และบันทึกซึ่งจำเป็นสำหรับการแบ่งปัน เป็นต้น การเก็บรักษาไดเร็กทอรีของชื่อทรัพยากรเครือข่าย การประมวลผลคำขอ การเข้าถึงระยะไกลไปยังระบบไฟล์และฐานข้อมูลของตัวเอง ขอการจัดการคิว ผู้ใช้ระยะไกลไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วงของคุณ

วิธีการขอเข้าถึง ทรัพยากรระยะไกลและบริการและการใช้งาน – ส่วนลูกค้าระบบปฏิบัติการ ส่วนนี้รับรู้และส่งต่อคำขอไปยังทรัพยากรระยะไกลจากแอปพลิเคชันและผู้ใช้ไปยังเครือข่าย โดยที่คำขอมาจากแอปพลิเคชันในรูปแบบท้องถิ่น และถูกส่งไปยังเครือข่ายในรูปแบบอื่นที่ตรงตามความต้องการของเซิร์ฟเวอร์ ส่วนของไคลเอนต์ยังได้รับการตอบกลับจากเซิร์ฟเวอร์และแปลงเป็น รูปแบบท้องถิ่นดังนั้นเพื่อให้แอปพลิเคชันดำเนินการในท้องถิ่นและ คำขอระยะไกลแยกไม่ออก;

เครื่องมือสื่อสารระบบปฏิบัติการด้วยความช่วยเหลือในการแลกเปลี่ยนข้อความบนเครือข่าย ส่วนนี้จะกล่าวถึงการกำหนดที่อยู่และการบัฟเฟอร์ข้อความ การเลือกเส้นทางการส่งข้อความผ่านเครือข่าย ความน่าเชื่อถือในการส่ง ฯลฯ เช่น เป็นช่องทางในการส่งข้อความ

คำจำกัดความ 1 :ระบบปฏิบัติการเป็นชุดซอฟต์แวร์พิเศษที่ออกแบบมาเพื่อจัดการการโหลด การเปิดใช้ และการดำเนินการของโปรแกรม (ผู้ใช้) อื่นๆ ตลอดจนการวางแผนและจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์

ระบบปฏิบัติการจะสร้างสภาพแวดล้อมในตัวเองซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับภาษาการเขียนโปรแกรมใดๆ โปรแกรมแอปพลิเคชันใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบปฏิบัติการและสามารถใช้ได้กับคอมพิวเตอร์ที่มีความคล้ายคลึงกันเท่านั้น สภาพแวดล้อมของระบบ(หรือความเป็นไปได้ในการแปลง - ต้องมีการแปลงโปรแกรม)

มีสองวิธีในการพิจารณาแนวคิดของระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการเป็นเครื่องขยาย : การใช้คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ในระดับภาษาเครื่องเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องอินพุต/เอาท์พุต ตัวอย่างเช่น ในการจัดระเบียบการอ่านบล็อกข้อมูลจากฟล็อปปี้ดิสก์ โปรแกรมเมอร์สามารถใช้คำสั่งที่แตกต่างกัน 16 คำสั่ง ซึ่งแต่ละคำสั่งกำหนดให้มีพารามิเตอร์ 13 ตัว เช่น หมายเลขบล็อกบนดิสก์ หมายเลขเซกเตอร์บนแทร็ก ฯลฯ เมื่อการทำงานของดิสก์เสร็จสิ้น คอนโทรลเลอร์จะส่งกลับค่า 23 ค่าที่สะท้อนถึงการมีอยู่และประเภทของข้อผิดพลาด ซึ่งจำเป็นต้องวิเคราะห์อย่างชัดเจน ถึงแม้คุณจะไม่ได้เข้าไปยุ่งก็ตาม ปัญหาที่แท้จริงการเขียนโปรแกรมอินพุต/เอาท์พุต เป็นที่ชัดเจนว่าในหมู่โปรแกรมเมอร์คงมีไม่กี่คนที่ยินดีจะมีส่วนร่วมในการเขียนโปรแกรมการดำเนินการเหล่านี้โดยตรง เมื่อทำงานกับดิสก์ ผู้ใช้โปรแกรมเมอร์จะต้องแสดงเป็นชุดไฟล์บางชุดเท่านั้น ซึ่งแต่ละไฟล์มีชื่อ

จากมุมมองนี้ หน้าที่ของระบบปฏิบัติการคือ มอบเครื่องขยายหรือเครื่องเสมือนให้กับผู้ใช้ซึ่งง่ายต่อการตั้งโปรแกรมและดำเนินการมากกว่าฮาร์ดแวร์จริงที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องจริง

ระบบปฏิบัติการเป็นระบบการจัดการทรัพยากร: ตามแนวทางที่สอง ฟังก์ชัน OS คือ การจัดสรรโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ อุปกรณ์ และข้อมูลระหว่างกระบวนการที่แย่งชิงทรัพยากรเหล่านี้ ระบบปฏิบัติการจะต้องจัดการทรัพยากรทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ในลักษณะเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการทำงานสูงสุด

การจัดการทรัพยากรเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาทั่วไปสองงานที่ไม่ขึ้นอยู่กับประเภทของทรัพยากร:

การวางแผนทรัพยากร - นั่นคือการกำหนดว่าใคร เมื่อใด และสำหรับทรัพยากรที่แบ่งได้ - และในปริมาณใดที่จำเป็นในการจัดสรรทรัพยากรที่กำหนด

การติดตามสถานะของทรัพยากร - นั่นคือการรักษาข้อมูลการปฏิบัติงานว่าทรัพยากรไม่ว่างหรือไม่ และสำหรับทรัพยากรที่แบ่งแยกได้ - มีการกระจายทรัพยากรไปมากน้อยเพียงใดและว่างเท่าใด

การจำแนกประเภทของระบบปฏิบัติการ

ลองพิจารณาฟังก์ชันหลักของระบบปฏิบัติการในการจัดการโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และอุปกรณ์ภายนอกของคอมพิวเตอร์แบบสแตนด์อโลน

1. รองรับการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน- ขึ้นอยู่กับจำนวนงานที่ดำเนินการพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการสามารถแบ่งออกเป็นสองคลาส:

การทำงานเดี่ยว (เช่น MSDOS, MSX);

มัลติทาสกิ้ง (EU OS, OS/2, UNIX, Windows 95)

การทำงานเดี่ยวระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่ทำหน้าที่ในการจัดหาเครื่องเสมือนให้กับผู้ใช้ ทำให้กระบวนการโต้ตอบระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ง่ายขึ้นและสะดวกยิ่งขึ้น ระบบปฏิบัติการแบบทำงานเดี่ยวประกอบด้วยเครื่องมือการจัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง เครื่องมือการจัดการไฟล์ และเครื่องมือสื่อสารกับผู้ใช้

มัลติทาสกิ้งระบบปฏิบัติการ นอกเหนือจากการทำหน้าที่ข้างต้นแล้ว ยังจัดการการแบ่งทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน เช่น โปรเซสเซอร์, RAM, ไฟล์ และอุปกรณ์ภายนอก

2. รองรับโหมดผู้ใช้หลายคนตามจำนวนผู้ใช้ระบบปฏิบัติการที่ทำงานพร้อมกัน แบ่งออกเป็น:

สำหรับผู้ใช้คนเดียว (MSDOS, Windows 3.x,);

ผู้ใช้หลายคน (UNIX, WindowsNT)

มัลติทาสก์แบบยึดถือและไม่ยึดถือทรัพยากรที่ใช้ร่วมกันที่สำคัญที่สุดคือเวลาประมวลผล

วิธีการกระจายเวลาโปรเซสเซอร์ระหว่างกระบวนการ (หรือเธรด) ที่มีอยู่ในระบบหลายกระบวนการพร้อมกันส่วนใหญ่จะกำหนดลักษณะเฉพาะของระบบปฏิบัติการ ในบรรดาตัวเลือกที่มีอยู่มากมายสำหรับการใช้งานมัลติทาสกิ้ง สามารถแยกแยะอัลกอริธึมได้สองกลุ่ม:

มัลติทาสกิ้งแบบไม่ยึดติด;

มัลติทาสก์ล่วงหน้าการสนับสนุนมัลติเธรด

คุณสมบัติที่สำคัญของระบบปฏิบัติการคือความสามารถในการคำนวณแบบขนานภายในงานเดียว ระบบปฏิบัติการแบบมัลติเธรดจะแบ่งเวลาโปรเซสเซอร์ไม่ใช่ระหว่างงาน แต่แบ่งระหว่างแต่ละสาขา (เธรด)การประมวลผลหลายตัว คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของระบบปฏิบัติการคือการไม่มีหรือรองรับการประมวลผลหลายตัวในนั้น -การประมวลผลหลายตัว

การประมวลผลหลายตัวทำให้เกิดความซับซ้อนของอัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรทั้งหมด

พื้นที่ใช้งานระบบปฏิบัติการ

ประเภทของแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์

วิธีการออกแบบ

การใช้อัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรภายใน

จำแนกตามพื้นที่การใช้งาน:

­ ระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อป (Desktop ระบบปฏิบัติการ) - OS ที่เน้นการทำงาน ผู้ใช้แต่ละรายในรูปแบบต่างๆ สาขาวิชา(พัฒนาโปรแกรม, ทำงานกับเอกสาร ฯลฯ) คุณสมบัติหลักของระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปคือความคล่องตัวและการยึดผู้ใช้เป็นศูนย์กลาง ตัวแทน – MacOS, Windows;

­ ระบบปฏิบัติการเซิร์ฟเวอร์ใช้ในเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายเป็นลิงก์กลางและยังเป็นองค์ประกอบของระบบควบคุมด้วย คุณสมบัติหลักของระบบปฏิบัติการเซิร์ฟเวอร์คือความน่าเชื่อถือ ตัวแทน – ครอบครัวยูนิกซ์,วินโดวส์เอ็นที;

­ ระบบปฏิบัติการพิเศษมุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาประเภทแคบๆ ด้วยชุดข้อกำหนดที่เข้มงวด (คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง การควบคุมแบบเรียลไทม์) ระบบประเภทนี้เกือบจะเชื่อมโยงกับแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์อย่างแยกไม่ออก ตัวแทน - QNX, UNIX เวอร์ชันย่อและพิเศษ, ระบบ การพัฒนาของตัวเอง;

­ ระบบปฏิบัติการมือถือ– ตัวเลือกสำหรับการพัฒนาระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปบนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ PDA คุณสมบัติหลัก - ใช้งานง่ายและความกะทัดรัด ตัวแทนของ PalmOS, Windows CE

ไม่ต้องสงสัยเลย การจำแนกประเภทนี้ไม่เข้มงวดอย่างแน่นอน กล่าวคือ ระบบเดียวกันก็สามารถดำเนินการได้ ฟังก์ชั่นต่างๆ- ตัวอย่างนี้คือ ใช้ลินุกซ์กับ เปลือกกราฟิกเป็นระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปหรือ Windows NT เป็นระบบปฏิบัติการเซิร์ฟเวอร์ อย่างไรก็ตาม แต่ละ OS นั้น "แข็งแกร่ง" เฉพาะในระดับเดียวกันเท่านั้น

สังเกตได้ง่ายว่าแต่ละคลาส OS จากหมวดหมู่ข้างต้นทำงานด้วยตัวมันเอง แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ดังนั้นการจำแนกประเภทนี้ในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่นจึงเป็นการจำแนกตามประเภทของแพลตฟอร์มนี้ด้วย อย่างไรก็ตามเราสามารถพยายามจำแนกประเภทประเภทนี้ให้เข้มงวดมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยแบ่งออกเป็นชั้นเรียนที่แยกจากกัน:

ระบบปฏิบัติการสำหรับแพลตฟอร์ม x86 ตัวเลือกโปรเซสเซอร์เดี่ยว

ระบบปฏิบัติการสำหรับแพลตฟอร์ม x86 ตัวเลือกมัลติโปรเซสเซอร์

ระบบปฏิบัติการสำหรับแพลตฟอร์ม RISC

ระบบปฏิบัติการสำหรับ อุปกรณ์เคลื่อนที่;

Embedded OS (OS ของอุปกรณ์ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องดิจิทัลดิจิทัล เป็นต้น)

ขึ้นอยู่กับอัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรภายใน คุณสามารถสร้างการจำแนกประเภทไบนารีได้หลายประเภท:

ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้ง/งานเดี่ยว;

ระบบปฏิบัติการแบบผู้ใช้หลายคน/ผู้ใช้คนเดียว ฯลฯ

เครือข่ายและระบบปฏิบัติการแบบกระจาย

เครือข่ายคอมพิวเตอร์คือชุดของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกัน ระบบการสื่อสารและติดตั้งอุปกรณ์ให้เหมาะสม ซอฟต์แวร์ทำให้ผู้ใช้เครือข่ายสามารถเข้าถึงทรัพยากรของชุดนี้ได้ เมื่อจัดงาน เครือข่ายระบบปฏิบัติการมีบทบาทเป็นอินเทอร์เฟซที่ป้องกันรายละเอียดทั้งหมดของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เครือข่ายระดับต่ำจากผู้ใช้ ขึ้นอยู่กับอะไร ภาพเสมือนจริงฮาร์ดแวร์ที่แท้จริงของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สร้างระบบปฏิบัติการ โดยแยกความแตกต่างระหว่าง เครือข่ายและ กระจายระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายให้กับผู้ใช้บ้าง ระบบเสมือนซึ่งไม่ได้ซ่อนลักษณะการกระจายตัวของต้นแบบจริงไว้อย่างสมบูรณ์ ผู้ใช้ระบบปฏิบัติการเครือข่ายรู้อยู่เสมอว่าเขากำลังจัดการกับทรัพยากรเครือข่าย และต้องดำเนินการบางอย่างเพื่อเข้าถึงทรัพยากรเหล่านั้น ต้องรู้ว่าไฟล์ของเขาถูกจัดเก็บไว้ที่ใด และใช้คำสั่งที่ชัดเจนเพื่อย้ายไฟล์เหล่านั้น และต้องรู้ว่างานของเขากำลังทำงานอยู่บนเครื่องใด

ตามหลักการแล้วระบบปฏิบัติการควรจัดเตรียมไว้ให้ผู้ใช้ด้วย ทรัพยากรเครือข่ายราวกับว่าเป็นทรัพยากรของเครื่องเสมือนแบบรวมศูนย์เครื่องเดียว (ทรัพยากรควรมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โปร่งใส- นี่คือทิศทางหลักของการพัฒนาระบบปฏิบัติการ ระบบปฏิบัติการนี้มีชื่อว่า ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย.

ระบบปฏิบัติการแบบกระจายมีอยู่เป็นระบบปฏิบัติการเดียวภายในระบบคอมพิวเตอร์และบังคับเซต เครื่องเครือข่ายทำงานเป็นเสมือนตัวประมวลผลเดียว คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องบนเครือข่ายทำหน้าที่ส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเดียวนี้ ในกรณีนี้ ผู้ใช้โดยทั่วไปไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องจักรที่กำลังทำงานอยู่ ปัจจุบันระบบปฏิบัติการเครือข่ายเกือบทั้งหมดยังห่างไกลจากอุดมคติของการเผยแพร่ที่แท้จริง

มาชี้แจงคำศัพท์กัน "ระบบปฏิบัติการเครือข่าย"บน คอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันเครือข่ายสามารถดำเนินการโดย OS ที่แตกต่างกันซึ่งทำงานโดยอิสระในแง่ที่ว่าแต่ละระบบปฏิบัติการจะตัดสินใจอย่างอิสระเกี่ยวกับการสร้างและการยุติกระบวนการและการจัดการของตนเอง ทรัพยากรในท้องถิ่น- แต่ไม่ว่าในกรณีใดระบบปฏิบัติการเหล่านี้จะต้องมีเครื่องมือสำหรับการทำงานบนเครือข่าย:

ชุดโปรโตคอลการสื่อสารที่ตกลงร่วมกันเพื่อจัดระเบียบการโต้ตอบของกระบวนการที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น

การแบ่งปันทรัพยากรของคอมพิวเตอร์เหล่านี้ระหว่างผู้ใช้เครือข่าย

ระบบย่อยที่จัดระเบียบงานโดยใช้โปรโตคอลเหล่านี้

เป็นผลให้ระบบปฏิบัติการได้รับโอกาสในการจัดหาทรัพยากรสำหรับการใช้งานทั่วไปและ/หรือใช้ทรัพยากรของคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ตามระบบปฏิบัติการเครือข่ายเราหมายถึงระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์ที่แยกจากกันซึ่งรวมถึงเครื่องมือสำหรับการทำงานบนเครือข่าย Windows OS เริ่มต้นจาก NT ตัวเลือกต่างๆ Unix OS (HP-UX จาก Hewlett-Packard, Solaris จาก Sun, FreeBSD ฯลฯ) เวอร์ชันต่างๆ ของ Linux OS, MacOS OS, NetWare OS จาก Novell เป็นแบบเครือข่าย ขั้นพื้นฐาน ส่วนประกอบการทำงานระบบปฏิบัติการเครือข่ายแสดงในรูปที่ 1.1

เครื่องมือการจัดการทรัพยากรท้องถิ่นใช้ฟังก์ชันทั้งหมดของระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์แบบสแตนด์อโลนที่อธิบายไว้ข้างต้น

เครื่องมือเครือข่ายแบ่งออกเป็นสามองค์ประกอบ:

­ ส่วนเซิร์ฟเวอร์ระบบปฏิบัติการ– วิธีการจัดหา ทรัพยากรในท้องถิ่นและบริการเพื่อการใช้งานทั่วไป

­ ส่วนไคลเอ็นต์ของระบบปฏิบัติการ– วิธีการร้องขอการเข้าถึงทรัพยากรและบริการระยะไกล (เช่น ที่เป็นของคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นบนเครือข่าย)

­ การขนส่งหรือการสื่อสารหมายถึงระบบปฏิบัติการ– หมายความว่า พร้อมด้วยระบบการสื่อสารทำให้มั่นใจในการแลกเปลี่ยนข้อความในเครือข่าย

รูปที่ 1.1 องค์ประกอบการทำงานหลักของระบบปฏิบัติการเครือข่าย

กฎสำหรับการโต้ตอบของคอมพิวเตอร์เมื่อส่งข้อความผ่านเครือข่ายได้รับการแก้ไขแล้ว โปรโตคอลการสื่อสาร(อีเธอร์เน็ต, แหวนโทเค็น, IP, IPX ฯลฯ)

แผนภาพแบบง่ายของการทำงานของระบบปฏิบัติการเครือข่ายแสดงไว้ในรูปที่ 1.2 โดยใช้ตัวอย่างการโต้ตอบระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่อง

รูปที่ 1.2 แผนภาพอย่างง่ายของการทำงานของระบบปฏิบัติการเครือข่าย

สาระสำคัญของการโต้ตอบ: ให้แอปพลิเคชันที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องแรกใช้ไฟล์ที่อยู่ในดิสก์ของคอมพิวเตอร์เครื่องที่สอง

สำหรับคอมพิวเตอร์1 พื้นที่ดิสก์ดิสก์ 2 เป็นทรัพยากรระยะไกลที่ร้องขอ ดังนั้น คำขอสำหรับทรัพยากรนี้จึงถูกสร้างขึ้น ฝั่งไคลเอ็นต์ OS1. OS2 จัดเตรียมทรัพยากร ดังนั้นคำขอจะได้รับการประมวลผล ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ OS2.

ในรูปในส่วนของไคลเอนต์ของ OS1 ส่วนประกอบที่เรียกว่า ตัวเปลี่ยนเส้นทาง(จาก เปลี่ยนเส้นทาง– เปลี่ยนเส้นทาง) นี้ - โมดูลซอฟต์แวร์ออกแบบมาเพื่อรับรู้คำขอไปยังระยะไกลและ ไฟล์ในเครื่องและเปลี่ยนเส้นทางเดิมไปยังเครื่องระยะไกล ในกรณีนี้เปิดแอปพลิเคชัน เครื่องไคลเอนต์ไม่ควรสนใจว่าจะทำงานกับไฟล์ระยะไกลหรือในเครื่อง หากมีฟังก์ชันการเปลี่ยนเส้นทางในส่วนไคลเอ็นต์ของระบบปฏิบัติการเครือข่าย จากนั้นส่วนไคลเอ็นต์ทั้งหมดมักเรียกว่าตัวเปลี่ยนเส้นทาง

ข้อกำหนดสำหรับระบบปฏิบัติการสมัยใหม่

สาระสำคัญของข้อกำหนดฟังก์ชันการทำงานของระบบปฏิบัติการคือการจัดการทรัพยากรและจัดเตรียมอินเทอร์เฟซผู้ใช้และ แอพพลิเคชั่น- นอกจากนี้ ระบบปฏิบัติการยังมีข้อกำหนดการดำเนินงานที่สำคัญหลายประการ

ความสามารถในการขยาย– ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงโดยไม่ละเมิดความสมบูรณ์ของระบบ ความสามารถในการขยายทำได้ผ่านโครงสร้างโมดูลาร์ของระบบปฏิบัติการ: โปรแกรมถูกสร้างขึ้นจากชุดของแต่ละโมดูลที่โต้ตอบผ่านอินเทอร์เฟซที่ใช้งานได้เท่านั้น

การพกพา- ตามหลักการแล้ว รหัส OS ควรพกพาได้ง่ายจากโปรเซสเซอร์ประเภทหนึ่งไปยังโปรเซสเซอร์อีกประเภทหนึ่ง และจากแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ประเภทหนึ่งไปยังแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ประเภทอื่น เนื่องจากระบบปฏิบัติการพกพามีตัวเลือกการใช้งานมากมาย แพลตฟอร์มที่แตกต่างกันคุณสมบัตินี้เรียกอีกอย่างว่า หลายแพลตฟอร์ม

ความเข้ากันได้- หากระบบปฏิบัติการมีความสามารถในการเรียกใช้โปรแกรมแอปพลิเคชันที่เขียนขึ้นสำหรับระบบปฏิบัติการอื่น แสดงว่าระบบปฏิบัติการนั้นเข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการเหล่านั้น แยกแยะระหว่าง: ความเข้ากันได้แบบไบนารี ( โปรแกรมปฏิบัติการ- ในระดับ ข้อความต้นฉบับ- รองรับส่วนต่อประสานผู้ใช้ของระบบปฏิบัติการอื่น

ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อข้อผิดพลาด- ระบบจะต้องได้รับการปกป้องจากภายในและ ข้อผิดพลาดภายนอกความล้มเหลวและความล้มเหลว การดำเนินการควรคาดเดาได้ และแอปพลิเคชันไม่ควรสร้างอันตรายต่อระบบปฏิบัติการ

คุณสมบัติเหล่านี้มีให้ โซลูชั่นสถาปัตยกรรม, พื้นฐานของระบบปฏิบัติการ, คุณภาพของการใช้งาน (โค้ดที่แก้ไขข้อบกพร่อง) และ การสนับสนุนซอฟต์แวร์ฮาร์ดแวร์สำหรับความทนทานต่อข้อผิดพลาด (เช่น เครื่องสำรองไฟ)

ความปลอดภัย- ประกอบด้วยการปกป้องข้อมูลและทรัพยากรอื่น ๆ จากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต โดยมีทุนสนับสนุน การรับรองความถูกต้อง(การพิจารณาความถูกต้องตามกฎหมายของผู้ใช้) การอนุญาต(ให้สิทธิ์การเข้าถึงทรัพยากรที่แตกต่างกัน) การตรวจสอบ(บันทึกเหตุการณ์ “น่าสงสัย” จากมุมมองด้านความปลอดภัย)

ผลงาน- มาก ประสิทธิภาพที่ดีและเวลาตอบสนอง เท่าที่แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์อนุญาต กำหนดโดยสถาปัตยกรรมระบบปฏิบัติการ ฟังก์ชันที่หลากหลาย คุณภาพของโค้ด และความสามารถในการใช้แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ประสิทธิภาพสูง

เอาล่ะ เรามาสรุปกัน ระบบปฏิบัติการจำแนกตาม:

จำนวนผู้ใช้พร้อมกัน: ผู้ใช้คนเดียว, ผู้ใช้หลายคน;

จำนวนกระบวนการที่ดำเนินการพร้อมกันภายใต้การควบคุมของระบบ: งานเดียว, หลายงาน;

จำนวนโปรเซสเซอร์ที่รองรับ: โปรเซสเซอร์ตัวเดียว, มัลติโปรเซสเซอร์;

บิตรหัสระบบปฏิบัติการ: 8 บิต, 16 บิต, 32 บิต, 64 บิต;

ประเภทอินเทอร์เฟซ: คำสั่ง (ข้อความ) และเชิงวัตถุ (กราฟิก);

ประเภทการเข้าถึงคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้: การประมวลผลเป็นชุด, การแบ่งปันเวลา, เรียลไทม์;

ประเภทของการใช้ทรัพยากร: เครือข่าย, ท้องถิ่น

ตาม ด้วยสัญญาณแรกการจำแนกประเภทระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายรายซึ่งต่างจากการสนับสนุนแบบผู้ใช้คนเดียว ทำงานพร้อมกันบนคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้หลายรายที่เทอร์มินัลต่างกัน

สัญญาณที่สองเกี่ยวข้องกับการแบ่งระบบปฏิบัติการออกเป็นมัลติทาสกิ้งและงานเดี่ยว แนวคิดของการทำงานหลายอย่างพร้อมกันหมายถึงการสนับสนุนการดำเนินการแบบขนานของหลายโปรแกรมที่มีอยู่ในระบบคอมพิวเตอร์เดียวกัน ณ จุดหนึ่ง ระบบปฏิบัติการแบบทำงานเดี่ยวรองรับโหมดการดำเนินการของโปรแกรมเดียวเท่านั้นในแต่ละครั้ง

ตาม สัญญาณที่สามระบบปฏิบัติการแบบมัลติโปรเซสเซอร์ ต่างจากระบบปฏิบัติการแบบโปรเซสเซอร์เดี่ยว โดยสนับสนุนโหมดการกระจายทรัพยากรของโปรเซสเซอร์หลายตัวเพื่อแก้ไขปัญหาเฉพาะงาน

สัญญาณที่สี่แบ่งระบบปฏิบัติการออกเป็น 8-, 16-, 32- และ 64- บิต นี่หมายความว่าความจุบิตของระบบปฏิบัติการต้องไม่เกินความจุบิตของโปรเซสเซอร์

ตามเครื่องหมายที่ห้าของระบบปฏิบัติการตามประเภท ส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ถูกแบ่งออกเป็นเชิงวัตถุ (โดยปกติกับ อินเตอร์เฟซแบบกราฟิก) และคำสั่ง (พร้อมอินเทอร์เฟซข้อความ)

ตาม สัญญาณที่หกระบบปฏิบัติการแบ่งออกเป็นระบบ:

­ การประมวลผลเป็นชุดซึ่งแพ็คเกจ (ชุด) ของงานถูกสร้างขึ้นจากโปรแกรมที่จะดำเนินการป้อนลงในคอมพิวเตอร์และดำเนินการตามลำดับความสำคัญโดยคำนึงถึงลำดับความสำคัญที่เป็นไปได้

­ การแบ่งปันเวลา (TSR)ให้โหมดการสนทนาพร้อมกัน (โต้ตอบ) ในการเข้าถึงคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้หลายคนบนเทอร์มินัลที่แตกต่างกันซึ่งจะได้รับการจัดสรรทรัพยากรเครื่องตามลำดับซึ่งประสานงานโดยระบบปฏิบัติการตามวินัยการบริการที่กำหนด

­ เวลาจริงโดยให้เวลาตอบสนองที่รับประกันของเครื่องตามคำขอของผู้ใช้ โดยผู้ใช้สามารถควบคุมเหตุการณ์ กระบวนการ หรือวัตถุภายนอกคอมพิวเตอร์ได้

ตาม สัญญาณที่เจ็ดการจำแนกประเภทของระบบปฏิบัติการแบ่งออกเป็นเครือข่ายและท้องถิ่น ระบบปฏิบัติการเครือข่ายได้รับการออกแบบเพื่อจัดการทรัพยากรของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อวัตถุประสงค์ในการแบ่งปันข้อมูลและจัดเตรียม เครื่องมืออันทรงพลังการจำกัดการเข้าถึงข้อมูลเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความปลอดภัยตลอดจนอื่นๆ ความสามารถในการให้บริการเกี่ยวกับการใช้ทรัพยากรเครือข่าย

คำถามเพื่อความปลอดภัย

1. เหตุใดที่สำคัญที่สุดในการสร้างการจำแนกประเภท OS?

2. แสดงรายการการจำแนกระบบปฏิบัติการที่คุณทราบตามพื้นที่การใช้งาน

3. การจำแนกระบบปฏิบัติการประเภทใดบ้างตามประเภทของแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์?

4. การจำแนกประเภท OS ใดที่สามารถสร้างตามอัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรภายใน

5. กำหนดคำว่า “ระบบปฏิบัติการเครือข่าย”

6. ระบบปฏิบัติการเครือข่ายมีวัตถุประสงค์อะไร?

7. ระบบปฏิบัติการแบบกระจายคืออะไร?

8. เครื่องมือเครือข่ายใดควรมีระบบปฏิบัติการเครือข่ายรวมอยู่ด้วย?

9. แบ่งออกเป็นองค์ประกอบใดบ้าง? เครื่องมือเครือข่าย?

10. ข้อกำหนดสำหรับระบบปฏิบัติการสมัยใหม่มีอะไรบ้าง?

ระบบปฏิบัติการได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมการดำเนินการ โปรแกรมผู้ใช้การวางแผนและการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์

ระบบปฏิบัติการทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานระหว่างฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์กับผู้ใช้กับงานของเขา ในทางกลับกัน ระบบปฏิบัติการมีไว้เพื่อ การใช้งานที่มีประสิทธิภาพทรัพยากรระบบคอมพิวเตอร์และการจัดระเบียบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อถือได้

ระบบการจัดการไฟล์ได้รับการออกแบบเพื่อให้เข้าถึงข้อมูลที่จัดเป็นไฟล์ได้ง่ายขึ้น

แทนที่จะเข้าถึงข้อมูลระดับต่ำโดยเฉพาะ ที่อยู่ทางกายภาพระบบจัดการไฟล์ให้คุณใช้งานได้ การเข้าถึงเชิงตรรกะบ่งบอกถึงชื่อไฟล์

ไม่มีระบบการจัดการไฟล์ใด ๆ ในตัวมันเอง - มันถูกออกแบบมาเพื่อทำงานบนระบบปฏิบัติการเฉพาะและกับระบบไฟล์เฉพาะ นั่นคือระบบการจัดการไฟล์สามารถจัดเป็นระบบปฏิบัติการได้

แต่เนื่องจากความจริงที่ว่า:

• 1) ระบบปฏิบัติการจำนวนหนึ่งอนุญาตให้คุณทำงานกับระบบไฟล์หลายระบบ (อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายระบบในคราวเดียว) และสามารถติดตั้งระบบไฟล์เพิ่มเติมได้ (เช่น เป็นระบบอิสระ)
• 2) ระบบปฏิบัติการที่ง่ายที่สุดสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมี ระบบไฟล์- ระบบการจัดการไฟล์จะถูกเน้นใน แยกกลุ่มโปรแกรมระบบ

โปรดทราบว่าในเอกสารเฉพาะทาง ระบบการจัดการไฟล์มักถูกจัดประเภทเป็นระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการมีความแตกต่างกันในคุณสมบัติการใช้งานของอัลกอริธึมการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์และพื้นที่การใช้งาน

ดังนั้น ขึ้นอยู่กับอัลกอริธึมควบคุมโปรเซสเซอร์ ระบบปฏิบัติการจึงแบ่งออกเป็น:

• ·งานเดียวและหลายงาน
• ·ผู้ใช้คนเดียวและผู้ใช้หลายคน
• · ระบบโปรเซสเซอร์เดี่ยวและมัลติโปรเซสเซอร์
• ·ท้องถิ่นและเครือข่าย

ขึ้นอยู่กับจำนวนงานที่ดำเนินการพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจะแบ่งออกเป็นสองคลาส:

• · งานเดี่ยว (MS DOS)
• · มัลติทาสกิ้ง (OS/2, Unix, Windows)

ระบบงานเดี่ยวใช้เครื่องมือการจัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง เครื่องมือการจัดการไฟล์ และวิธีการสื่อสารกับผู้ใช้ OS มัลติทาสกิ้งใช้คุณสมบัติทั้งหมดที่พบใน OS ที่ทำงานเดี่ยว และยังจัดการการแบ่งทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน: โปรเซสเซอร์, RAM, ไฟล์ และอุปกรณ์ภายนอก

ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งแบ่งออกเป็นสามประเภทขึ้นอยู่กับพื้นที่การใช้งาน:

• · ระบบประมวลผลเป็นชุด (OS EC)
• · ระบบแบ่งเวลา (Unix, Linux, Windows)
• · ระบบเรียลไทม์ (RT11)

ระบบการประมวลผลแบบแบตช์ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาที่ไม่ต้องการผลลัพธ์ที่รวดเร็ว เป้าหมายหลักของระบบปฏิบัติการที่ประมวลผลเป็นชุดคือปริมาณงานสูงสุดหรือแก้ไขจำนวนงานสูงสุดต่อหน่วยเวลา

ระบบเหล่านี้ให้ ประสิทธิภาพสูงเมื่อประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก แต่ลดประสิทธิภาพของผู้ใช้ในโหมดโต้ตอบ

ในระบบแบ่งเวลา แต่ละงานจะได้รับการจัดสรรเวลาเพียงเล็กน้อยในการดำเนินการให้เสร็จสิ้น และไม่มีงานใดที่กินพื้นที่โปรเซสเซอร์เป็นเวลานาน หากเลือกช่วงเวลานี้ให้น้อยที่สุด ลักษณะของการดำเนินการหลายงานพร้อมกันจะถูกสร้างขึ้น ระบบเหล่านี้มีแบนด์วิธต่ำกว่า แต่ให้ประสิทธิภาพผู้ใช้สูงในโหมดโต้ตอบ

ระบบเรียลไทม์ใช้เพื่อควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีหรือวัตถุทางเทคนิค เช่น เครื่องบิน เครื่องมือกล ฯลฯ

ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ใช้ที่ทำงานพร้อมกันบนคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการจะแบ่งออกเป็นผู้ใช้คนเดียว (MS DOS) และผู้ใช้หลายคน (Unix, Linux, Windows 95 - XP)

ในระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายราย ผู้ใช้แต่ละคนจะปรับแต่งส่วนต่อประสานผู้ใช้สำหรับตนเอง เช่น สามารถสร้างชุดทางลัด กลุ่มโปรแกรม ตั้งค่ารายบุคคลได้ โทนสีให้ย้ายทาสก์บาร์ไปยังตำแหน่งที่สะดวกและเพิ่มรายการใหม่ลงในเมนูเริ่ม

ในระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายราย มีวิธีการปกป้องข้อมูลของผู้ใช้แต่ละรายจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตจากผู้ใช้รายอื่น

ระบบปฏิบัติการแบบมัลติโปรเซสเซอร์และโปรเซสเซอร์เดี่ยว คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของระบบปฏิบัติการคือการรองรับการประมวลผลข้อมูลแบบมัลติโปรเซสเซอร์ เครื่องมือดังกล่าวมีอยู่ใน OS/2, Net Ware และ Windows NT ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดระเบียบกระบวนการคำนวณ ระบบปฏิบัติการเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นแบบไม่สมมาตรและสมมาตร

หนึ่งใน สัญญาณที่สำคัญที่สุดการจำแนกประเภทของคอมพิวเตอร์เป็นการแบ่งออกเป็นท้องถิ่นและเครือข่าย ระบบปฏิบัติการภายในนั้นใช้กับพีซีแบบสแตนด์อโลนหรือพีซีที่ใช้งาน เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในฐานะลูกค้า

ระบบปฏิบัติการภายในประกอบด้วยส่วนไคลเอ็นต์ของซอฟต์แวร์สำหรับการเข้าถึงทรัพยากรและบริการระยะไกล ระบบปฏิบัติการเครือข่ายได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการทรัพยากรของพีซีที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อวัตถุประสงค์ในการแบ่งปันทรัพยากร สิ่งเหล่านี้ให้วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการจำกัดการเข้าถึงข้อมูล ความสมบูรณ์ของข้อมูล และความเป็นไปได้อื่นๆ สำหรับการใช้ทรัพยากรเครือข่าย

ไฟล์ระบบซอฟต์แวร์ป้องกันไวรัส

ระบบปฏิบัติการที่มีอยู่ (และไม่ได้ใช้ในปัจจุบัน) ที่หลากหลายทั้งหมดสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ที่แตกต่างกันมากมาย ให้เราอาศัยเกณฑ์การจำแนกประเภทหลัก

1. ตามวัตถุประสงค์ ระบบปฏิบัติการแบ่งออกเป็นสากลและเฉพาะทาง ตามกฎแล้วระบบปฏิบัติการเฉพาะทางจะทำงานร่วมกับชุดโปรแกรมคงที่ (งานการทำงาน) การใช้ระบบดังกล่าวเกิดจากการเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ระบบปฏิบัติการสากลด้วยเหตุผลด้านประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย ฯลฯ รวมถึงเนื่องมาจากลักษณะเฉพาะของงานที่ได้รับการแก้ไข

ระบบปฏิบัติการสากลได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาของผู้ใช้ แต่ตามกฎแล้วอาจต้องใช้รูปแบบการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ข้อกำหนดพิเศษไปยังระบบปฏิบัติการเช่น ถึงองค์ประกอบของความเชี่ยวชาญของเธอ

2. โดยวิธีการโหลดคุณสามารถแยกแยะได้ ระบบปฏิบัติการที่สามารถบูตได้(ส่วนใหญ่) และ ระบบที่อยู่ในหน่วยความจำระบบคอมพิวเตอร์ ส่วนหลังมักมีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านและใช้เพื่อจัดการงาน อุปกรณ์พิเศษ(เช่น ในคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดของขีปนาวุธหรือดาวเทียม เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์อัตโนมัติ เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆฯลฯ)

3. ตามคุณสมบัติ อัลกอริธึมการจัดการทรัพยากร- ทรัพยากรหลักของระบบคือโปรเซสเซอร์ ดังนั้นเราจะจำแนกตามอัลกอริธึมควบคุมโปรเซสเซอร์ แม้ว่าคุณจะสามารถจำแนกระบบปฏิบัติการตามอัลกอริธึมสำหรับจัดการหน่วยความจำ อุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต ฯลฯ ได้ก็ตาม

รองรับการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน (หลายโปรแกรม) ขึ้นอยู่กับจำนวนงานที่ดำเนินการพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจะแบ่งออกเป็น 2 คลาส: โปรแกรมเดียว (งานเดียว) - ตัวอย่างเช่น MS-DOS, MSX และหลายโปรแกรม (มัลติทาสกิ้ง) - ตัวอย่างเช่น ES Computer OS , OS/360, OS/2, ยูนิกซ์, หน้าต่างที่แตกต่างกันรุ่นต่างๆ

ü ระบบปฏิบัติการแบบโปรแกรมเดียวช่วยให้ผู้ใช้มีเครื่องเสมือน ทำให้กระบวนการโต้ตอบระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ง่ายและสะดวกยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีการจัดการไฟล์ การจัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง และความสามารถในการสื่อสารกับผู้ใช้

ü ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้งยังจัดการการแบ่งทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน (โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ ไฟล์ ฯลฯ) ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างมาก

รองรับโหมดผู้ใช้หลายคน ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ใช้ที่ทำงานพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจะแบ่งออกเป็น: ผู้ใช้คนเดียว (MS-DOS, Windows 3x, รุ่นแรกๆ OS/2) และผู้ใช้หลายคน (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista)

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบที่มีผู้ใช้หลายรายและระบบผู้ใช้คนเดียวคือความพร้อมใช้งานของวิธีการในการปกป้องข้อมูลของผู้ใช้แต่ละรายจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตจากผู้ใช้รายอื่น ควรสังเกตว่าอาจมีระบบหลายโปรแกรมแบบผู้ใช้คนเดียว

ประเภทของงานหลายโปรแกรม ลักษณะเฉพาะของระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยวิธีการกระจายเวลาระหว่างกระบวนการ (หรือเธรด) ที่มีอยู่ในระบบพร้อมกันหลายกระบวนการ ตามคุณลักษณะนี้ อัลกอริธึมสองกลุ่มสามารถแยกแยะได้: การเขียนโปรแกรมหลายโปรแกรมแบบไม่ต้องยึดไว้ก่อน (Windows3.x, NetWare) และการเขียนโปรแกรมหลายโปรแกรมแบบยึดล่วงหน้า (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix)

ในกรณีแรก กระบวนการที่ใช้งานอยู่จะถูกดำเนินการจนกว่าตัวมันเองจะสามารถควบคุมระบบปฏิบัติการได้ ในกรณีที่สอง ระบบปฏิบัติการจะตัดสินใจเปลี่ยนกระบวนการ โหมดมัลติโปรแกรมมิงก็เป็นไปได้เช่นกัน เมื่อระบบปฏิบัติการแบ่งเวลาโปรเซสเซอร์ระหว่างสาขาที่แยกจากกัน (เธรด, ไฟเบอร์) ของกระบวนการเดียว

การประมวลผลหลายตัว คุณลักษณะที่สำคัญของระบบปฏิบัติการคือการไม่มีหรือรองรับการประมวลผลหลายตัว จากคุณลักษณะนี้ เราสามารถแยกแยะระบบปฏิบัติการที่ไม่รองรับการประมวลผลหลายตัว (Windows 3.x, Windows 95) และรองรับการประมวลผลหลายตัวได้ (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP)

ระบบปฏิบัติการแบบมัลติโปรเซสเซอร์ถูกจัดประเภทตามวิธีการจัดกระบวนการประมวลผลให้เป็นระบบปฏิบัติการแบบอสมมาตร (ดำเนินการบนโปรเซสเซอร์ตัวเดียว กระจายงานแอปพลิเคชันไปยังโปรเซสเซอร์อื่นๆ) และระบบปฏิบัติการแบบสมมาตร (ระบบกระจายอำนาจ)

4. ตามพื้นที่การใช้งานและรูปแบบการดำเนินงาน โดยทั่วไปแล้ว มีสามประเภทที่แตกต่างกันที่นี่ตามเกณฑ์ประสิทธิภาพที่ใช้ในการพัฒนา:

ระบบประมวลผลแบบแบตช์ (OS/360, OC EC);

ระบบแบ่งเวลา (UNIX, VMS);

ระบบเรียลไทม์ (QNX, RT/11)

ประการแรกมีไว้สำหรับการแก้ปัญหาโดยส่วนใหญ่เป็นลักษณะการคำนวณซึ่งไม่ต้องการผลลัพธ์ที่รวดเร็ว เกณฑ์ในการสร้างระบบปฏิบัติการดังกล่าวคือปริมาณงานสูงสุดพร้อมทรัพยากรคอมพิวเตอร์ทั้งหมดที่ดี ในระบบดังกล่าว ผู้ใช้จะถูกลบออกจากคอมพิวเตอร์

ระบบแบ่งเวลาให้ความสะดวกและมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ใช้ที่มีเทอร์มินัลและสามารถดำเนินการสนทนากับโปรแกรมของเขาได้

ระบบเรียลไทม์ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมวัตถุทางเทคนิค (เครื่องมือกล ดาวเทียม กระบวนการเช่น โดเมน เป็นต้น) โดยมีการจำกัดเวลาสำหรับการรันโปรแกรมที่จัดการออบเจ็กต์

5. ตามแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ (ประเภท เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์) ตามวัตถุประสงค์ ระบบปฏิบัติการแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ดังต่อไปนี้

ระบบปฏิบัติการสำหรับสมาร์ทการ์ด บางส่วนสามารถจัดการได้เพียงการดำเนินการเดียวเท่านั้น เช่น การชำระเงินทางอิเล็กทรอนิกส์- สมาร์ทการ์ดบางตัวเป็นแบบ JAVA และมีเสมือน เครื่องจาวา- แอปเพล็ต JAVA ถูกโหลดลงบนการ์ดและดำเนินการโดยล่าม JVM การ์ดเหล่านี้บางใบสามารถควบคุมหลายใบพร้อมกันได้ แอปเพล็ต Javaซึ่งนำไปสู่การทำงานหลายอย่างพร้อมกันและความจำเป็นในการวางแผน

ระบบปฏิบัติการแบบฝัง จัดการ พ็อกเก็ตคอมพิวเตอร์(lialm OS, Windows CE – เครื่องใช้ไฟฟ้า – เครื่องใช้ในครัวเรือน), โทรศัพท์มือถือ, โทรทัศน์, เตาไมโครเวฟฯลฯ

ระบบปฏิบัติการสำหรับ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเช่น Windows 9.x, Windows XP, Linux, แมค โอเอสเอ็กซ์ฯลฯ

ระบบปฏิบัติการมินิคอมพิวเตอร์ เช่น RT-11 สำหรับ PDP-11 - ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์, RSX-11 M สำหรับ PDP-11 - ระบบปฏิบัติการแบ่งปันเวลา, UNIX สำหรับ PDP-7

ระบบปฏิบัติการเมนเฟรม (เครื่องขนาดใหญ่) เช่น OS/390 ที่ได้มาจาก OS/360 (IBM) โดยทั่วไปแล้ว ระบบปฏิบัติการเมนเฟรมจะมีการบำรุงรักษาสามประเภทพร้อมกัน: การประมวลผลเป็นชุดการประมวลผลธุรกรรม (เช่น การทำงานกับฐานข้อมูล การจองตั๋วสายการบิน การทำงานในธนาคาร) และการแบ่งเวลา

ระบบปฏิบัติการเซิร์ฟเวอร์ เช่น UNIX, Windows 2000, Linux ขอบเขตการใช้งาน – LAN, เครือข่ายระดับภูมิภาค,อินทราเน็ต,อินเตอร์เน็ต

ระบบปฏิบัติการคลัสเตอร์ คลัสเตอร์คือกลุ่มที่เชื่อมต่อกันอย่างหลวมๆ ของหลายกลุ่ม ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานร่วมกันเพื่อให้บรรลุผล แอปพลิเคชันทั่วไปและนำเสนอต่อผู้ใช้เป็นระบบเดียว เช่น Windows 2000 เซิร์ฟเวอร์คลัสเตอร์, Windows 2008 Server, Sun Cluster (ระบบปฏิบัติการพื้นฐาน – Solaris)