Лекція №2 Тема 1.3 Класифікація операційних систем

План

1. Призначення ОС.

2. Режим обробки даних

3. Область використання

4. Засоби взаємодії з комп’ютерною системою .

5. Основний архітектурний принцип.

Мета: Вивчити класифікацію операційних систем за призначенням, за режимом обробки даних, по засобам взаємодії з комп’ютерною системою, за основним архітектурним принципом.

Класифікація операційних систем

1.3.1. По призначенню ос діляться на:

• ОС для переносних комп’ютерів і різних вбудованих систем;

• ОС для організації і введення баз даних;

• ОС для рішення задач реального часу і т. д.

1.3.2 По режиму обробки даних розрізняють:

• ОС, що забезпечують однопрограмний режим;

• ОС, що забезпечують мультипрограмний режим.

Мультипрограмування – це спосіб організації обчислень, коли на однопроцесорній обчислювальній машині створюється видимість одночасного виконання кількох програм.

Будь-яка затримка в рішенні програми (наприклад, для здійснення операцій вводу-виводу), використовується для виконання інших (таких же або менш важливих) програм. Іноді при цьому говорять про мультизадачний режим. При цьому мультипрограмний і мультизадачний режими – це не синоніми, хоча і близькі поняття. Основна принципова відмінність полягає в тому, що мультипрограмний режим забезпечує паралельне виконання кількох додаткових і при цьому програмісти, які створюють ці програми, не повинні турбувати про механізми організації їх паралельної роботи. Ці функції бере на себе сама ОС: саме вона розподіляє ресурси обчислювано системи між додатковими, що виконуються, здійснює необхідну синхронізацію обчислень і взаємодію. Мультизадачний режим, навпаки, припускає, що турбота про паралельне виконання і взаємодію додатків лягає на прикладних програмістів. Сучасні ОС для ПК реалізують і мультипрограмний, і мультизадачний режим.

1.3.3 За областю використання

Багатозадачні ОС підрозділяються на три типии відповідно до використаних при їх розробці критеріїв ефективності:

• системи пакетної обробки (наприклад, OC EC),

• системи поділу часу (UNIX, VMS),

• системи реального часу (QNX, RT/11).

Системи пакетної обробки призначалися для розв’язку задач в основному обчислювального характеру, що не потребують швидкого одержання результатів. Головною метою і критерієм ефективності систем пакетної обробки є максимальна пропускна здатність, тобто розв’язок максимального числа задач в одиницю часу. Для досягнення цієї мети в системах пакетної обробки використовуються наступна схема функціонування: на початку роботи формується пакет завдань, кожне завдання містить вимогу до системних ресурсів; з цього пакета завдань формується мультипрограмна суміш, тобто безліч одночасновиконуваних задач. Для одночасного виконання вибираються задачі, що висувають вимоги до ресурсів, що відрізняються так, щоб забезпечувалося збалансоване завантаження всіх складових обчислювальної машини. Наприклад, у мультипрограмній суміші бажана одночасна присутність обчислювальних задач і задач з інтенсивним вводом-виводом. Таким чином, вибір нового завдання з пакета завдань залежить від внутрішньої ситуації, що складається в системі, тобто вибирається "вигідне" завдання. Отже, у таких ОС неможливо гарантувати виконання того чи іншого завдання протягом визначеного періоду часу. У системах пакетної обробки перехід процессора з виконання однієї задачі на виконання іншої відбувається тільки у випадку, якщо активна задача сама відмовляється від процесора, наприклад, через необхідність виконати операцію вводу-виводу. Тому одна задача може надовго зайняти процесор, що унеможливлює виконання інтерактивних задач. Такимчином, взаємодія користувача з обчислювальною машиною, на якій установлена система пакетної обробки, зводиться до того, що він приносить завдання, віддає його диспетчеру-оператору, а наприкінці дня після виконання всього пакета завдань отримує результат. Очевидно, що такий порядок знижує ефективність роботи користувача. Системи поділу часу покликані виправити основний недолік систем пакетної обробки – ізоляцію користувача-програміста відп роцесу виконання йогозадач.

Кожному користувачу системи поділу часу надається термінал, з якого він може вести діалог зі своєю програмою. Тому що в системах поділу часу кожній задачі виділяється тільки квант процессорного часу, жодна задача не займає процесор надовго, і час відповіді виявляється прийнятним. Якщо квант обраний досить невеликим, то у всіх користувачів, що одночасно працюють на одній і тій же машині, складається враження, що кожний з них одноосібно використовує машину.

Зрозуміло, що системи поділу часу мають меншу пропускну здатність, ніж системи пакетної обробки, тому що на виконання приймається кожна запущена користувачем задача, а не та, котра "вигідна" системі, і, крімтого, є додаткові накладні витрати обчислювальної потужності на частіше переключення процессора з задачі на задачу. Критерієм ефективності систем поділу часу є не максимальна пропускна здатність, а зручність і ефективність роботи користувача.

Системи реального часу застосовуються для керування різними технічними об'єктами, такими, наприклад, як верстат, супутник, наукова експериментальна чи установка технологічними процесами, такими, як гальванічна лінія, доменний процесс і т.п. У всіх цих випадках існує гранично припустимий час, протягом якого повинна бути виконана та чи інша програма, що керує об'єктом, у противному випадку може статися аварія: супутниквий без зони видимості, експериментальні дані, що надходять з датчиків, будуть загублені, товщина гальванічного покриття не буде відповідати нормі. Таким чином, критерієм ефективності для систем реального часу є їхня здатність витримувати заздалегідь задані інтервали часу між запуском програми й одержанням результату (керуючоговпливу). Цей час називається часом реакції системи, а відповідна властивість системи - реактивністю. Для цих систем мультипрограмна суміш являє собою фіксований набір заздалегідь розроблених програм, а вибір програми на виконання здійснюється виходячи з поточного стану чи об'єкта відповідно до розкладу планових робіт.