Verschiedene Arten von Betriebssystemen

Die frühere Form von Computern waren Großrechner, bei denen diese im Prozess der Betriebssysteme und der Arten von Betriebssystemen mangelhaft sind. In den Mainframes trägt jeder Einzelne die individuelle Verantwortung für einen bestimmten Zeitraum und muss sich mit Informationen und Programmen an die Maschine wenden, die wahrscheinlich auf Papierkarten, Papierbändern oder Magnetbändern geschrieben sind. Dann wird das zusammengesetzte Programm in die Maschine geschrieben. Danach funktioniert die Maschine bis zum Abschluss oder Zusammenbruch des Programms. Die Ausgabe der Programme wird über Bedienfeldleuchten, Umschalten von Schaltern oder mithilfe von Bedienfeldwählern getestet.

Mit diesen Maschinen wird jedoch die Zeit, die zum Ausführen von Programmen benötigt wird, verkürzt und die Zeit, die benötigt wird, um die Ausrüstung der nächsten Person zuzuweisen, erhöht. Infolgedessen muss es eine automatisierte Überwachung, eine minimale Betriebszeit und eine geringere Größe der Maschine geben. All diese Funktionen führten zum Entwicklungspfad des Betriebssystems. Also, lassen Sie uns wissen, was genau ein Betriebssystem ist, seine Funktionalität und verschiedene Arten von Betriebssystemen .

Was ist ein Betriebssystem?

Der Name Betriebssystem entspricht, dass es sich um die Sammlung mehrerer Software handelt, die die Hardwareressourcen eines Computers verwaltet und dem Benutzer kollektive Dienste bereitstellt. Verschiedene Arten von Computerbetriebssystemen beziehen sich auf die Sammlung verschiedener Arten von Software. Jeder Computer verfügt über ein Betriebssystem, mit dem andere darin enthaltene Programme ausgeführt werden können.

Grundlegendes Betriebssystem

Heutzutage Betriebssystem, weil es in mehreren Geräten beobachtet wird, von PCs bis hin zu Mobiltelefonen, insbesondere Smartphones. Zum Beispiel nutzt fast jedes Smartphone das neuestes Android-Betriebssystem .

Jedes Betriebssystem führt einige der grundlegenden Aufgaben aus, z. B. das Erkennen der Eingabedaten von einer Tastatur, das Senden der Ausgabe an den Bildschirm, das Speichern von Dateien und Verzeichnissen auf der Festplatte und das Steuern der Peripheriegeräte wie Drucker. Ein Betriebssystem kann jederzeit eine einzelne Aufgabe oder Operation sowie mehrere Aufgaben oder Operationen ausführen.

Die Architektur von Betriebssystemtypen

Die Betriebssysteme steuern die Hardwareressourcen eines Computers. Der Kernel und die Shell sind die Teile des Betriebssystems, die wesentliche Vorgänge ausführen.

Betriebssystemarchitektur

Wenn ein Benutzer Befehle zum Ausführen einer Operation gibt, geht die Anforderung an den Shell-Teil, der auch als Interpreter bezeichnet wird. Der Shell-Teil übersetzt dann das menschliche Programm in Maschinencode und überträgt die Anforderung dann an den Kernel-Teil.

Wenn der Kernel die Anforderung von der Shell empfängt, verarbeitet er die Anforderung und zeigt das Ergebnis auf dem Bildschirm an. Der Kernel wird auch als das Herz des Betriebssystems bezeichnet, da jede Operation von ihm ausgeführt wird.

Schale

Die Shell ist ein Teil der Software, die zwischen dem Benutzer und dem Kernel platziert wird, und stellt Dienste des Kernels bereit. Die Shell fungiert somit als Interpreter, um die Befehle vom Benutzer in den Maschinencode umzuwandeln. Es gibt zwei Arten von Shells, die in verschiedenen Arten von Betriebssystemen vorhanden sind: Befehlszeilen-Shells und grafische Shells.

Die Befehlszeilen-Shells bieten eine Befehlszeilenschnittstelle, während grafische Zeilen-Shells eine grafische Benutzeroberfläche bieten. Obwohl beide Shells Operationen ausführen, sind die Shells der grafischen Benutzeroberfläche langsamer als die Shells der Befehlszeilenschnittstelle.

Arten von Muscheln

• Kornschale
• Bourne Shell
• C-Schale
• POSIX-Shell

Kernel

Der Kernel ist Teil der Software. Es ist wie eine Brücke zwischen Shell und Hardware. Es ist für die Ausführung von Programmen und den sicheren Zugriff auf die Hardware des Computers verantwortlich. Der Kernel wird zum Planen verwendet, d. H. Er verwaltet einen Zeitplan für alle Prozesse. Und die Arten von Kerneln sind wie folgt aufgeführt:

• Monolithischer Kernel
• Mikrokerne
• Exokernels
• Hybridkerne

Funktionen des Computer-Betriebssystems

Ein Betriebssystem führt die folgenden Funktionen aus:

• Speicherverwaltung
• Aufgaben- oder Prozessmanagement
• Speicherverwaltung
• Geräte- oder Eingabe- / Ausgabeverwaltung
• Kernel oder Zeitplanung

Speicherverwaltung

Speicherverwaltung ist der Prozess der Verwaltung des Computerspeichers. Es gibt zwei Arten von Computerspeichern: Primär- und Sekundärspeicher. Der Speicherbereich für Programme und Software wird nach Freigabe des Speicherplatzes zugewiesen.

Betriebssystem-Speicherverwaltung

Die Speicherverwaltung ist wichtig für das am Multitasking beteiligte Betriebssystem, bei dem das Betriebssystem das Umschalten des Speicherplatzes von einem Prozess auf einen anderen erfordert. Jedes einzelne Programm benötigt für seine Ausführung etwas Speicherplatz, der von der Speicherverwaltungseinheit bereitgestellt wird. Eine CPU besteht aus zwei Arten von Speichermodulen : virtueller Speicher und physischer Speicher. Der virtuelle Speicher ist RAM-Speicher und der physische Speicher ist ein Festplattenspeicher. Ein Betriebssystem verwaltet die Adressräume des virtuellen Speichers, und auf die Zuweisung des realen Speichers folgt die Adresse des virtuellen Speichers.

Vor dem Ausführen von Anweisungen sendet die CPU die virtuelle Adresse an die Speicherverwaltungseinheit. Anschließend sendet die MMU die physikalische Adresse an den realen Speicher, und dann weist der reale Speicher Speicherplatz für die Programme oder Daten zu.

Aufgaben- oder Prozessmanagement

Prozessmanagement ist eine Instanz eines Programms, das ausgeführt wird. Der Prozess besteht aus einer Reihe von Elementen, wie z. B. einem Bezeichner, einem Programmzähler und einem Speicher Zeiger und Kontextdaten und so weiter. Der Prozess ist eigentlich eine Ausführung dieser Anweisungen.

Prozessmanagement

Es gibt zwei Arten von Prozessmethoden: Einzelprozess- und Multitasking-Methode. Die Einzelprozessmethode behandelt eine einzelne Anwendung, die gleichzeitig ausgeführt wird. Die Multitasking-Methode ermöglicht mehrere Prozesse gleichzeitig.

Speicherverwaltung

Die Speicherverwaltung ist eine Funktion des Betriebssystems, die die Speicherzuordnung der Daten übernimmt. Das System besteht aus verschiedenen Arten von Speichergeräten, wie z. B. primärem Speicher (RAM), sekundärem Speicher (Festplatte) und Cache-Speicher.

Anweisungen und Daten werden im Primärspeicher oder im Cache-Speicher abgelegt, auf den das laufende Programm verweist. Die Daten gehen jedoch verloren, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Der sekundäre Speicher ist ein permanentes Speichergerät. Das Betriebssystem weist einen Speicherplatz zu, wenn neue Dateien erstellt und die Anforderung des Speicherzugriffs geplant wird.

Geräte- oder Eingabe- / Ausgabeverwaltung

In der Computerarchitektur ist die Kombination aus CPU und Hauptspeicher das Gehirn des Computers und wird von den Eingabe- und Ausgaberessourcen verwaltet. Menschen interagieren mit den Maschinen, indem sie Informationen über E / A-Geräte bereitstellen.

Das Anzeige , Tastatur, Drucker und Maus sind E / A-Geräte. Die Verwaltung all dieser Geräte wirkt sich auf den Durchsatz eines Systems aus. Daher liegt die Eingabe- und Ausgabeverwaltung des Systems in der Hauptverantwortung des Betriebssystems

Planung

Das Planen durch ein Betriebssystem ist ein Prozess zum Steuern und Priorisieren der an einen Prozessor gesendeten Nachrichten. Das Betriebssystem sorgt für einen konstanten Arbeitsaufwand für den Prozessor und gleicht so die Arbeitslast aus. Infolgedessen wird jeder Prozess innerhalb eines festgelegten Zeitrahmens abgeschlossen.

Daher ist die Planung in Echtzeitsystemen sehr wichtig. Es gibt hauptsächlich drei Arten von Schedulern:

• Langzeitplaner
• Kurzzeitplaner
• Mittelfristiger Zeitplan

Arten von Betriebssystemen

Im Allgemeinen werden die Computerbetriebssysteme im Wesentlichen in zwei Typen eingeteilt:

Arten von Betriebssystemen

1. Normales Betriebssystem
2. Echtzeit-Betriebssystem

Normales Betriebssystem

Das normale Betriebssystem wird weiter in zwei Typen eingeteilt:

• • Character User Interface Betriebssystem
  • Betriebssystem der grafischen Benutzeroberfläche

GUI und CUI

Character User Interface Operating System (CUI)

Das CUI-Betriebssystem ist ein textbasiertes Betriebssystem, das für die Interaktion mit der Software oder den Dateien verwendet wird, indem Befehle zur Ausführung bestimmter Aufgaben eingegeben werden. Das Befehlszeilenbetriebssystem verwendet nur die Tastatur zur Eingabe von Befehlen. Die Befehlszeilenbetriebssysteme umfassen DOS und UNIX . Das erweiterte Befehlszeilenbetriebssystem ist schneller als das erweiterte GUI-Betriebssystem.

Betriebssystem der grafischen Benutzeroberfläche (GUI)

Das Betriebssystem der grafischen Benutzeroberfläche ist ein mausbasiertes Betriebssystem (Windows Operating System, LINUX), bei dem ein Benutzer die Aufgaben oder Vorgänge ausführt, ohne die Befehle über die Tastatur einzugeben. Die Dateien oder Symbole können durch Klicken mit der Maustaste geöffnet oder geschlossen werden.

Darüber hinaus werden Maus und Tastatur zur Steuerung der GUI-Betriebssysteme für verschiedene Zwecke verwendet. Die meisten von den eingebettete Projekte werden auf diesem Betriebssystem entwickelt. Das erweiterte GUI-Betriebssystem ist langsamer als das Befehlszeilen-Betriebssystem.

Echtzeit-Betriebssystem

Echtzeitbetriebssysteme werden auch als Multitasking-Betriebssysteme bezeichnet. Das normale Betriebssystem ist für die Verwaltung der Hardwareressourcen eines Computers verantwortlich. Das RTOS führt diese Aufgaben aus, wurde jedoch speziell entwickelt, um Anwendungen zu einem geplanten oder präzisen Zeitpunkt mit hoher Zuverlässigkeit auszuführen.

RTOS

Ein Echtzeitbetriebssystem wurde für Echtzeitanwendungen wie eingebettete Systeme, Industrieroboter, wissenschaftliche Forschungsgeräte und andere entwickelt. Es gibt verschiedene Arten von Betriebssystemen in Echtzeit, z. B. weiche Echtzeitbetriebssysteme und harte Echtzeitbetriebssysteme.

Beispiele für RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Hartes Echtzeitsystem

Das harte Echtzeitsystem ist ein rein zeitkonstantes System. Für ein hartes Echtzeitbetriebssystem ist es für eine effiziente Systemleistung sehr wichtig, die Aufgaben innerhalb einer Frist zu erledigen.

Wenn ein Benutzer beispielsweise für eine bestimmte Eingabe die Ausgabe nach 10 Sekunden erwartet, sollte das System die Eingabedaten verarbeiten und die Ausgabe genau nach 10 Sekunden ausgeben. Hier beträgt die Frist 10 Sekunden, und daher sollte das System die Ausgabe nicht nach der 11. oder 9. Sekunde geben.

Daher werden in der Armee und in der Verteidigung harte Echtzeitsysteme verwendet.

Sanft Echtzeitsystem

Für ein weiches Echtzeitsystem ist die Einhaltung der Frist nicht für jede Aufgabe obligatorisch. Daher kann ein weiches Echtzeitsystem die Frist um ein oder zwei Sekunden verfehlen. Wenn das System jedoch jedes Mal Fristen nicht einhält, wird die Systemleistung dadurch beeinträchtigt. Computer, Audio- und Videosysteme sind Beispiele für weiche Echtzeitsysteme. Heutzutage werden Androiden häufig für Anwendungen wie verwendet automatische Toröffner .

Darüber hinaus gibt es viele andere verschiedene Arten von Betriebssystemen auf dem Computer zusammen mit ihren Vor- und Nachteilen. Einige der Typen können wie folgt erklärt werden:

Batch-Betriebssystem

Personen, die im Batch-Betriebssystem arbeiten, haben keine direkte Kommunikation mit dem Computer. Jeder Einzelne richtet seine Aufgabe auf einem Offline-Gerät wie Lochkarten ein und lädt dann die vorbereiteten Informationen in den Computer. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden Aufgaben mit einer ähnlichen Art von Operation zusammengefasst und als eine einzige Gruppe ausgeführt.

Diese Maschinen führen die Operationen unter Verwendung von Operatoren aus, und die Operatoren übernehmen die Operation des Sortierens von Programmen mit derselben Funktionalität in Chargen. Dies ist eines der umfassend implementierten Betriebssysteme.

Vorteile

• Eine große Menge an Arbeit kann leicht wiederholt erledigt werden
• Verschiedene Benutzer können ihre Batch-Systeme einfach aufteilen
• Die inaktive Zeit in diesen Batch-Systemen ist sehr gering
• Die Zeit, die für die Ausführung einer Aufgabe benötigt wird, kann dem Prozessor leicht bekannt sein, wenn sie in einem Warteschlangenformat in den Computer geladen werden

Nachteile

• Batch-Betriebssysteme sind etwas teuer
• Der Debugging-Prozess ist kompliziert
• Nur erfahrene Personen sollten dieses System bedienen

Verteilte Arten von Betriebssystemen

Ein verteiltes Betriebssystem ist die moderne Erweiterung im Computerbereich. Diese Art von System wird weltweit in großem Umfang und mit extremem Tempo eingesetzt. Verschiedene unabhängige miteinander verbundene Computer werden über dieses verteilte Betriebssystem miteinander kommunizieren. Jedes autonome System verfügt über eigene Verarbeitungs- und Speichereinheiten. Diese Systeme werden auch als lose gekoppelte Systeme bezeichnet und haben verschiedene Größen und Operationen.

Der entscheidende Vorteil bei dieser Art von Betriebssystem besteht darin, dass Einzelpersonen Zugriff auf Software oder Dokumente haben können, die sich nicht im aktuellen Betriebssystem befinden, aber auf anderen Systemen vorhanden sind, die eine Verbindung zum aktuellen System haben. Dies bedeutet, dass für die im System angeschlossenen Geräte ein Remotezugriff vorhanden ist.

Abhängig von der Anordnung verschiedener Knoten gibt es verschiedene Arten von verteilten Betriebssystemen und das sind:

Peer-To-Peer - Dieses System ist in Knoten enthalten, die identische Teilnehmer an der Datenfreigabe haben. Die gesamte Funktionalität wird von allen Knoten gemeinsam genutzt. Die Knoten, die mit anderen kommunizieren, werden als gemeinsam genutzte Ressourcen bezeichnet. Dies kann über ein Netzwerk erreicht werden.

Kundenserver - In den Client / Server-Systemen wird die vom Client gesendete Anforderung vom Serversystem bereitgestellt. Ein Serversystem kann nur dann Dienste für mehrere Clients bereitstellen, wenn der Client nur Kontakt zu einem Server hat. Der Client und die Servergeräte haben ihre Kommunikation über ein Netzwerk und fallen daher unter die Klassifizierung verteilter Systeme.

Vorteile

• Die gemeinsame Nutzung von Daten kann auf eine optimierte Weise erfolgen, bei der die gesamten Knoten miteinander verbunden sind
• Das Hinzufügen zusätzlicher Knoten ist so einfach und die Konfiguration ist je nach Anforderung leicht skalierbar
• Durch den Ausfall eines Knotens werden andere Knoten nicht zerstört. Alle anderen Knoten können eine Kommunikation untereinander herstellen

Nachteile

• Das Bereitstellen einer verbesserten Sicherheit für alle Verbindungen und Knoten ist etwas kompliziert
• Zum Zeitpunkt der Knotenübertragung gehen möglicherweise einige Daten verloren
• Im Vergleich zum einzelnen Benutzersystem ist hier die Verwaltung der Datenbank recht komplex
• Während der Datenübertragung von allen Knoten kann es zu einer Datenüberladung kommen

Time-Sharing-Betriebssystem

Dies ist das Verfahren, bei dem Verbindungen für verschiedene Personen an verschiedenen Standorten gleichzeitig ein bestimmtes System gemeinsam nutzen können. Diese Art von Betriebssystem wird als logische Erweiterung der Multiprogrammierung bezeichnet. Der Name Time-Sharing entspricht der gleichzeitigen Aufteilung der Prozessorzeit auf verschiedene Personen. Die Hauptvariante zwischen Batch- und Time-Shared-Betriebssystemen ist die Prozessorauslastung und die Antwortzeit.

Im Batch-System besteht die Hauptanweisung darin, die Prozessorauslastung zu verbessern, während in Time-Sharing-Betriebssystemen die Anweisung darin besteht, die Antwortzeit zu verkürzen.

Verschiedene Aufgaben werden von der CPU durch Verschieben über die ausgeführt, während diese Umschaltungen so regelmäßig erfolgen. Dadurch kann jeder Benutzer eine schnelle Antwort erhalten.

Beispielsweise betreibt der Prozessor bei der Methode einer Transaktion jedes einzelne Programm in sehr kurzer Zeit. Wenn es also 'n' Personen gibt, kann jede Person ihren Zeitraum erhalten. Wenn der Befehl gesendet wird, erfolgt eine schnelle Antwort. Dieses Betriebssystem arbeitet mit Multiprogramming und Prozessorplanung, um jeder Person einen entsprechenden Zeitraum zuzuweisen. Die Betriebssysteme, die ursprünglich als Batch entwickelt wurden, werden jetzt auf zeitlich gemeinsam genutzte Systeme aktualisiert.

Einige der Vor- und Nachteile von Time-Sharing-Betriebssystemen sind:

Vorteile

• Schnelle Antwort
• Beseitigt Software-Duplikate
• Minimale Prozessorleerlaufzeit

Nachteile

• Zuverlässigkeit ist das Hauptanliegen
• Sowohl die Daten als auch die Programme sollen mit erhöhter Sicherheit versehen werden
• Datenkommunikation ist das Problem

Mehrbenutzertypen von Betriebssystemen

Es ist eine Methode des Betriebssystems, bei der verschiedene Benutzer eine Verbindung herstellen und auf einem einzigen Betriebssystem arbeiten können. Menschen werden über Computer oder Terminals, die über ein Netzwerk oder Geräte wie Drucker zugänglich sind, mit ihr interagiert. Diese Art von Betriebssystem muss eine verbesserte Kommunikation mit allen Benutzern in einem ausgewogenen Ansatz haben. Dies liegt daran, dass eine Komplikation einer Person keine Auswirkungen auf andere Benutzer in der Sequenz haben sollte.

Eigenschaften

• Unsichtbarkeit - Dies erfolgt am unteren Ende wie die Formatierung der Festplatte und anderer
• Back-End-Datenverarbeitung - Wenn keine Möglichkeit zur Datenverarbeitung vom Front-End besteht, können Back-End-Daten verarbeitet werden
• Gemeinsame Nutzung von Ressourcen - Verschiedene Geräte wie Festplatten, Treiber oder Drucker können gemeinsam genutzt werden, und Dateien oder Dokumente können gemeinsam genutzt werden
• Mehrfachverarbeitung

Es gibt hauptsächlich drei Arten von Mehrbenutzer-Betriebssystemen und diese werden wie folgt erklärt:

Verteiltes Betriebssystem

Es ist das Sortiment verschiedener Geräte, die sich auf verschiedenen Computersystemen befinden, die mit dem einzelnen konsistenten System für den Einzelnen kommunizieren, funktionieren und koordinieren. Über ein Netzwerksystem können Benutzer die Kommunikation herstellen. Hier werden die Ressourcen in dem Ansatz geteilt, dass verschiedene Anforderungen verwaltet werden können und jede einzelne Anforderung am Ende sichergestellt werden kann. Mobile Anwendungen und Digital Banking sind Beispiele, die über ein verteiltes Betriebssystem betrieben werden.

Zeitscheiben-System

Hier wird jedem einzelnen Benutzer eine kurze Prozessorzeit zugewiesen, was bedeutet, dass für jede Funktionalität eine gewisse Zeitspanne vorgesehen ist. Diese Zeitsegmente scheinen minimal zu sein. Die auszuführende Aufgabe wird vom internen Gerät namens Scheduler festgelegt. Dies bestimmt und betreibt die Funktionalität basierend auf den zugewiesenen Prioritäten.

Unter den verbundenen Personen verarbeitet das Betriebssystem Benutzeranforderungen. Dies ist die exklusive Funktionalität des zeitlich begrenzten Betriebssystems, die in keinem anderen verfügbar ist. Zum Beispiel Mainframes.

Multiprozessorsystem

Hier verwendet das System gleichzeitig mehrere Prozessoren. Da die gesamten Prozessoren konsequent arbeiten, ist die für die Ausführung der Aufgabe benötigte Zeit schneller als die eines Einzelbenutzertyps. Das allgemeinste Szenario dieses Typs ist das Windows-Betriebssystem, in dem mehrere Aufgaben gleichzeitig verarbeitet werden können, z. B. das Abspielen von Musik, das Arbeiten mit Excel, Word-Dokumenten, das Durchsuchen und viele andere. Eine größere Anzahl von Anwendungen kann ausgeführt werden, ohne die Effizienz anderer zu beeinträchtigen.

Vorteile

Die Vorteile eines Mehrbenutzer-Betriebssystems sind

• Einfache Ressourcenverteilung
• Extreme Datensicherung
• Wird in Bibliotheken verwendet
• Beseitigt jede Art von Störung
• Verbesserte Geschwindigkeit und Effizienz
• Implementiert in Echtzeitanwendungen

Nachteile

Die Nachteile eines Mehrbenutzer-Betriebssystems sind

• Da mehrere Computer auf einem einzigen System funktionieren, kann der Virus möglicherweise problemlos auf das System übertragen werden
• Datenschutz und Vertraulichkeit werden zu einem Problem
• Die Erstellung mehrerer Konten in einem einzigen System kann manchmal riskant und kompliziert sein

Abgesehen von diesen gibt es viele andere Arten von Betriebssystemen und diese sind:

• Netzwerkbetriebssystem
• Multitasking-Betriebssystem
• Clustered OS
• Echtzeit-Betriebssystem
• Linux-Betriebssystem
• Mac OS

Hier geht es also um das detaillierte Konzept verschiedener Arten von Betriebssystemen. Wir haben die Konzepte der Betriebssystemarbeit, der Architektur, der Typen, der Vor- und Nachteile durchgearbeitet. Daher ist hier eine sehr einfache Frage für alle begeisterten Leser: Was sind die Vorteile des Linux-Betriebssystems gegenüber Windows ?