Класифікація операційних систем
Операційні системи відрізняються особливостями реалізації алгоритмів управління ресурсами комп'ютера, областями використання та за багатьма іншими ознаками. Так, залежно від особливостей алгоритму управління процесором операційні системи діляться на однозадачні та багатозадачні, однокористувацькі та багатокористувацькі, на однопроцесорні та багатопроцесорні, з командним або графічним інтерфейсом, а також на локальні та мережеві.
Однозадачні та багатозадачні операційні системи. За кількістю одно-
Операційні системи, що тимчасово виконуються, діляться на два класи:
однозадачні (наприклад, MS DOS, MSX)
багатозадачні (OC EC, OS2, Unix, ОС сімейства Windows) та ін.
Однозадачні ОС в основному виконують функцію надання поль-
віртуальної машини, роблячи більш простим і зручним інтерфейс користувача з комп'ютером. Однозадачні ОС включають засоби керування периферійними пристроями, засоби управління файлами, засоби спілкування з користувачем.
Багатозадачні ОС, крім перелічених вище функцій, управляє поділом спільно використовуваних ресурсів, таких, як процесор, оперативна пам'ять, файли і найважливіші пристрої.
Залежно від областей використання багатозадачні ОС підрозділу-
ються на три типи:
системи пакетної обробки (OC EC)
системи з поділом часу (Unixб, VMS, Windows, Linux);
системи реального часу (QNX, RT\11).
Системи пакетної обробки- без безпосереднього доступу користува-
теля, а з попереднім збором та формуванням всього блоку (пакету) про-
грам, що підлягають одночасному рішенню.
Усистемах з поділом часукожному завданню виділяєтьсяневеликий квант процесорного часу, жодна задача не займає процесор надовго
час відповіді виявляється прийнятним. Якщо квант обраний досить невеликим, це передбачає паралельне виконання кількох програм, що у рамках однієї обчислювальної системи. Зрозуміло, що подібні
системи мають меншу пропускну здатність, ніж системи пакетної обробки, оскільки виконання виконується кожна запущена користувачем завдання, а чи не та, яка «вигідна» системі. Критерієм ефективності сис-
тим із розподілом часу є не максимальна пропускна здатність процесора, а ефективність роботи користувача в інтерактивному режимі.
Системи реального часу(ОС РВ) застосовуються для керування різними технічними об'єктами (таким, як верстат, супутник, наукова експериментальна установка) або технологічними процесами (гальванічна лінія, доменний процес тощо) . Застосовують ОС РВ та у банківській справі. Критерієм ефективності для систем реального часу є їхня здатність витримувати заздалегідь задані інтервали часу між запуском програми та отриманням результату (керуючого впливу). Цей час називається часом реакції системи, а відповідна властивість системи-реактивністю. Серед найбільш відомих ОС РВ для IBM PC-RTMX, AMX, OS-9000, FLEX OS, QNX та ін. ОС сімейства Unix.
Деякі операційні системи можуть поєднувати властивості систем різних типів, наприклад, частина завдань може виконуватися в режимі пакетної обробки, а частина - в режимі реального часу або в режимі поділу часу.У таких випадках режим пакетної обробки часто називаютьфоновим режимом.
Багатокористувацький та однокористувацький режими. За кількістю одночасно працюючих користувачів ОС можуть бути поділені на одно-
користувацькі (MS DOS, Windows 3.x) і розраховані на багато користувачів (Unix, Windows NT, Windows XP, Linux). Головною відмінністю розрахованих на багато користувачів
систем від однокористувачів є наявність засобів захисту інформації кожного користувача від несанкціонованого доступу інших користувачів. Слід зазначити, що не всяка багатозадачна система є розрахованою на багато користувачів і не кожна однокористувальна ОС є однозадачною.
Багатопроцесорні та однопроцесорні системи. Іншою важливою властивістю ОС є відсутність або наявність у ній засобів підтримки багатопроцесорної обробки. У наші дні стає загальноприйнятим введення в
ОС функцій підтримки багатопроцесорної обробки. У наші дні стає загальноприйнятим введення в ОС функцій підтримки багатопроцесорної обробки даних. Такі функції є у ОС OS/2 фірми IBM, Windows NT
Фірми Microsoft, NetWare 4.1 Novell.
У системі багатопроцесорної обробкою даних ОС можуть бути розді-
лені за способом організації обчислювального процесу наступним чином:
асиметричні ОС та симетричні ОС. Асиметрична ОС повністю виконується тільки на одному з процесорів системи, розподіляючи прикладні завдання по решті процесорів. Симетрична ОС повністю децентралізована та використовує всю кількість процесорів, розділяючи їх між системними та прикладними завданнями.
Вище були розглянуті особливості ОС, пов'язані з управлінням
до одним типом ресурсів - процесором. Важливий вплив на ОС загалом, наможливості її використання в тій чи іншій області надають також осо-
бенності управління та іншими ресурсами такими, як пам'ять, файли
Однією з важливих ознак класифікації ОС є розподіл їх на мережні ілокальні.Мережеві ОС призначені для управління ресурсами комп'ютера, об'єднаних у мережу з метою сумісного використання даних. Вони мають потужний засіб розмежування доступу до інформації, її цілісності та збереження, а також інші можливості використання мережевих ресурсів. Мережева ОС становить основу будь-якої обчислювальної мережі. Кожен комп'ютер у мережі певною мірою автономен, тому під мережевою ОС, з одного боку, розуміється вся сукупність ОС окремих комп'ютерів, взаємодіючих із єдиною метою обміну повідомленнями і розподілу ресурсів за правилами- протоколам. З іншого боку, мережна ОС - це ОС окремого комп'ютера, що забезпечує можливість працювати у мережі. У більшості випадків ОС встановлюються на одному або більше потужних комп'ютерах-серверах, призначених виключно для обслуговування мережі та спільно використовуваних ресурсів. Всі інші ОС будуть вважатися локальними мережевими і можуть використовуватися на будь-якому ПК, підключеному до мережі як робоча станція. На кожній робочій станції виконується власна локальна мережева ОС, що відрізняється від ОС автономного комп'ютера наявністю додаткових засобів, що дозволяють комп'ютеру працювати в мережі. Локальна мережна ОС такого типу не має фундаментальних відмінностей від ОС автономного комп'ютера, але вона обов'язково містить програмну підтримку для мережних інтерфейсних пристроїв (драйвер мережного адаптера), а також засоби для віддаленого входу в інші комп'ютери мережі та засоби доступу довидаленим файлам, проте ці доповнення істотно не змінюють структуру самої ОС. У мережній ОС окремої машини можна виділити кілька частин:
∗ засоби управління локальними ресурсами комп'ютера: функції розподілу оперативної пам'яті між плануванням та диспетчеризацією
процесів, керування процесорами у багатопроцесорних машинах, керування периферійними пристроями та інші функції керування ресурсами локальних ОС;
∗ засоби надання власних ресурсів та послуг у загальне
користування-серверна частина ОС (сервер). Ці кошти забезпечують, наприклад
заходів, блокування файлів і записів, що необхідно для їх спільного використання.
вання; запровадження довідників імен мережевих ресурсів; обробку запитів
віддаленого доступу до власної файлової системи та бази даних; управлінні
ня чергами запитів віддалених користувачів до своїх периферійних уст-
∗ засоби запиту доступу до віддалених ресурсів та послуг та їх використання
користування-клієнтська частина ОС. Ця частина виконує розпізнавання та пере-
направлення в мережу запитів до віддалених ресурсів від додатків і користуван-
тел, при цьому запит надходить від додатка в локальній формі, а переда-
ється в мережу в іншій формі, що відповідає вимогам сервера. клієнтська
частина також здійснює прийом відповідей від сервера та перетворення їх на ло-
кальний формат, так що для програми виконання локальних та віддалених
запитів не помітно;
∗ комунікаційні засоби ОС, за допомогою яких відбувається
повідомлення вибір маршруту передачі повідомлення по мережі, надійність передачі тощо, тобто. є засоби транспортування повідомлень.
Залежно від функцій, що покладаються наконкретний комп'ютер, його ОС
може бути або клієнтська чи серверна частина.
Перші мережеві ОС являли собою сукупність існуючої локальної ОС і надбудованої над нею мережної оболонки. У цьому локальна ОС вбудовувався мінімум мережевих функцій, необхідний роботи мережевої оболонки, яка виконувала основні мережеві функції.
Однак більш ефективним є шлях розробки ОС, вина-
спочатку призначених для роботи в мережі. Мережеві функції у ОС такого типу глибоко вбудовані в основні модулі системи, що забезпечує їх логіч-
ну стрункість, простоту експлуатації та модифікації, а так само високу продуктивність. Прикладом такої ОС є система Windows NT фірми
Microsoft, яка за рахунок вбудованості мережевих засобів забезпечує більш високі показники продуктивності та захищеності інформації.
Інтерфейс ОС повинен бути дружнім до користувача і в цьому аспекті
можна говорити про два рівні спілкування користувача з машиною:
командний інтерфейс – користувач повинен пристойно знати файлову систему та команди операційної системи та вводити їх з клавіатури в командну
рядок, що є на екрані дисплея; такий інтерфейс забезпечується безпосередньо MS DOS; для полегшення роботи з такою ОС використовують різні оболонки ОС, зокрема найбільш популярною оболонкою Norton Commander, а також Volkov Commander, FAR Manager тощо;
інтерфейс у вигляді графічних меню – користувач повинен орієнтуватися в численних меню та панелях інструментів і вміти вибрати в цих меню потрібні команди та файли за умовними графічними значками, зазвичай спів-
які їх супроводжують найменуваннями; інтерфейс цього типу реалізуєтьсяграфічними інтерфейсними системами (Windows 3.1) та операційними системами з графічним інтерфейсом (Windows 9x/NT/2000/XP).
До операційних систем командного типу відносяться: MS DOS, R DOS, UNIX, Linux та багато інших. Найбільшого поширення серед них набула дискова операційна система MS DOS, як у локальному варіанті, так і в со-
ставі інших ОС. Як ОС з графічним інтерфейсом можна назвати ОС