6. Классификация ос

1. С точки зрения алгоритмов управления процессором.

Алгоритм управления процессором – наиболее важный аспект классификации.

• Однопользовательские/многопользовательские;

• Однозадачные/многозадачные;

• С поддержкой многопоточности/без поддержки многопоточности;

• Однопроцессорные/многопроцессорные.

2. С точки зрения максимальной производительности.

Критерии оценки:

Если мы рассматриваем в качестве критерия максимальное количество задач в единицу времени, имеем в виду алгоритмические системы с пакетной обработкой.

Планируется мультипрограммная смесь, после чего нельзя повлиять на порядок выполнения задач в течение некоторого времени, пока не будет подан новый пакет. Задачи должны быть различны с точки зрения загрузки ресурсов: вычислительные, ввода/вывода (чтобы обеспечить равномерную загрузки всех средств).

3. Другие критерии:

• Удобство работы пользователя – возможность пользователя работать сразу с несколькими программами одновременно. Используется системное разделение времени.

• Реактивность – время, прошедшее от запуска программы до появления управляющего воздействия (для систем реального времени).

4. Мультипроцессированные ОС.

ОС может быть однопроцессорной или многопроцессорной в зависимости от процессора.

Симметричные ВС: набор однородных процессоров, однородное обращение в память, однородный доступ к портам. Такую систему можно наращивать по вертикали до 4…8 процессоров. Многопроцессорность – все необходимые ресурсы (не путать с многоядерностью, когда ресурсы общие).

Ассиметричные ВС: также в ВС может быть набор неоднородных процессоров – каждый со своими свойствами. Для вычислительных систем это лучше, но для ОС сложнее.

Симметричные ОС – только для симметричной аппаратуры. Все функции ОС распределены между процессорами. Идеальный вариант – динамическое распределение. Такие системы из-за своей сложности часто ненадежны.

Возможен вариант реализации симметричной ОС с полной децентрализацией (SNP-модель), т.е. сама ОС разделяет задачи по процессорам с учётом их текущей нагрузки.

Ассиметричные ОС – для любой аппаратуры. Один из вариантов ОС, ассиметричной по мультипроцессированию – когда один процессор главный, и он распределяет задачи между остальными. Это надежно.

5. Многозадачность в ОС:

• Вытесняющая – управление полностью централизованное от ОС. Она может временно прервать текущий процесс без какой-либо помощи с его стороны. Благодаря этому, зависшие приложения, как правило, не завешивают операционную систему. (Большинство современных ОС: Windows NT, UNIX, OS/2).

• Невытесняющая – управлением могут заниматься и программы, т.е. в приложении заложена возможность передачи управления (ОС для определенных задач, например файловый сервер NetWare, Windows 3.x). ОС одновременно загружает в память два или более приложений, но процессорное время предоставляется только основному приложению

6. По использованию.

• Общего назначения;

• Специализированные (выполняющие специальные задачи на специальной аппаратуре, управляющие системы, встраиваемые). Т.е. ОС РВ.

7. ОС РВ

ОС РВ – системы, в которых каждая задача должна быть решена в строго определённый интервал времени. Главное здесь – соблюсти временные ограничения.

ОС реального времени:

• Жесткого реального времени (hard real time) - нарушение временных ограничений недопустимо;

• Мягкого реального времени (soft real time) - нежелательно.

ОС реального времени: QNX 4.25; QNX 6.x (6.4.1->6.5.0); VxWorks.

Чтобы создать ВС реального времени – нужно следить за соответствием: ОС, аппаратура, протоколы.

Основной критерий – время реакции:

tреакции = tупр. возд. - tзапуска упр. прогр.

Под вычислительным процессом в управляющих ВС понимается реализация функций ОС, которые в реальном времени позволяют управлять решением прикладных задач в директивные сроки.

7. Классификация ОС с точки зрения распределения ресурсов:

• Детерминированное – существует некоторая мультипрограммная смесь, она анализируется и составляется расписание, которое реализуется.

• Случайное – ресурсы распределяются, исходя из сложившихся условий.

События в системе:

• Внешние – поступление исходных данных из внешней среды, необходимое для начала, либо для завершения одной или нескольких прикладных задач;

• Внутренние – всякого рода неисправности, сбои, интерактивные ошибки, проектные ошибки.

Все события (внешние и внутренние), а также моменты начала и окончания системных и прикладных задач, полностью определяют среду реального времени.

• Стационарный вычислительный процесс – выполняется под управлением внешних событий при постоянном распределении ресурсов.

• Нестационарный вычислительный процесс – выполняется под действием внутренних событий и реализует изменение распределения ресурса.