Содержание

 

1. Введение. 2

2. По алгоритмам управления 4

2.1 Однозадачные 4

2.2 Многозадачные 4

2.3 Однопользовательские и многопользовательские. 5

2.4 Многонитиевые. 5

2.5 Многопроцессорная обработка. 5

3. По аппаратной платформе 7

3.1 Сетевая 7

3.2 ОС персональных компьютеров. 7

3.3  Операционные системы для суперкомпьютеров. 7

3.4 Кластерные. 8

3.5 Мобильные ОС. 8

3.6 Встраиваемые системы. 9

4. Типы ОС по критериям эффективности 10

4.1 Системы пакетной обработки 10

4.2 Системы разделения времени 11

4.3 Системы реального времени 11

4.4 Смешанные. 12

5. Особенности методов построения 13

5.1 Архитектура ядра. 13

5.2 Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода 14

5.3 Наличие прикладных сред 14

5.4 Распределенная организация 14

6. Заключение 16

Список литературы. 17

 

1. Введение.

     Операционная  система в наибольшей степени  определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что  ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение  пользователю-программисту удобств  посредством предоставления для  него расширенной машины и повышение  эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

     Операционная  система (ОС) - комплекс системных и  управляющих программ, предназначенных  для наиболее эффективного использования  всех ресурсов вычислительной системы  и удобства работы с ней.

     Назначение  ОС - организация вычислительного  процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми  задачами; предоставление пользователям  многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система  исполняет роль своеобразного интерфейса между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.[3]

     В данной работе представлена классификация  операционных систем по различным признакам  таким как:

• Алгоритм управления ресурсами
• Аппаратная платформа
• Архитектура ядра
• Принцип обработки заданий

     Цель  данной работы – ознакомление с  основными типами операционных систем, и получить представление о принципах  их классификации.

 

2. По алгоритмам управления

     2.1 Однозадачные (MS-DOS, DR-DOS, Palm OS и т.д.). Как правило, ограничиваются предоставлением пользователю виртуальной машины, управлением периферией и файлами и не позволяют переключаться между задачами до окончания их выполнения;

     2.2 Многозадачные ОС (EC, OS/2, UNIX, ОС семейства Windows), кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.  Среди множества существующих способов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов: [1]

• Невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
• Вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX);
• Кооперативная многозадачность.

     При невытесняющей многозадачности планирование вычислительных процессов полностью возлагается на операционную систему. В этом случае вычислительный процесс выполняется до тех пор, пока сама прикладная программа по собственной инициативе не отдаст указание операционной системе выбрать из очереди другой готовый к выполнению процесс.

     Вытесняющая многозадачность означает распределение  вычислительных процессов между  операционной системой и прикладными  программами, при этом, решение о  переключении процессора с одного вычислительного  процесса на другой принимается самой  операционной системой, а не прикладными  программами.

     Преимущества: возможность полной реализации многозадачного ввода-вывода в ядре ОС, когда ожидание завершения ввода-вывода одной программой позволяет процессору тем временем исполнять другую программу. Сильное  повышение надежности системы в  целом, в сочетании с использованием защиты памяти — идеал в виде «ни одна программа пользовательского режима не может нарушить работу ОС в целом» становится достижимым хотя бы теоретически, вне вытесняющей многозадачности он не достижим даже в теории. Возможность полного использования многопроцессорных и многоядерных систем.

     Недостатки: необходимость особой дисциплины при  написании кода, особые требования к его реентрантности, к защите всех разделяемых и глобальных данных объектами типа критических секций и mutex’ов.

     2.3 Однопользовательские и многопользовательские. Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

      2.4 Многонитиевые. Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

     2.5 Многопроцессорная обработка. Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

     В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной  обработки данных. Такие функции  имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

     Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу  организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной  архитектурой: асимметричные ОС и  симметричные ОС.

• Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.
• Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.

 

3. По аппаратной платформе

      На  свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Среди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. В любом случае специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем.

      3.1 Сетевая ОС имеет в своем составе средства передачи сообщений между компьютерами по линиям связи, которые совершенно не нужны в автономной ОС. На основе этих сообщений сетевая ОС поддерживает разделение ресурсов компьютера между удаленными пользователями, подключенными к сети. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как IP, IPX, Ethernet и другие.

     3.2 ОС персональных компьютеров. Современные персональные компьютеры обладают высокой производительностью и богатыми мультимедийными возможностями. Для операционных систем этого класса важны удобный пользовательский интерфейс и поддержка широкого круга устройств для персональных компьютеров. Самыми распространёнными операционными системами в этом классе являются продукты компании Micrososft, также на персональных компьютерах Apple используется операционная система MacOS (начиная с версии 10 она также основывается на UNIX).

     3.3  Операционные системы для суперкомпьютеров. Для решения очень сложных и объёмных вычислительных задач создаются специализированные компьютеры, содержащие сотни и тысячи процессоров. Для управления такими системами применяются специальные операционные системы, в которых особенно важны вопросы производительности и скорости обмена между элементами системы. В настоящее время самыми распространёнными среди сверхпроизводительных систем являются модификации операционной системы Linux.

     3.4 Кластерные. Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров. Кластер – слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Наряду со специальной аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная поддержка со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической реконфигурации системы. Одной из первых разработок в области кластерных технологий были решения компании Digital Equipment на базе компьютеров VAX. Недавно этой компанией заключено соглашение с корпорацией Microsoft о разработке кластерной технологии, использующей Windows NT. Несколько компаний предлагают кластеры на основе UNIX-машин.