Soorten moderne besturingssystemen. OS-classificatie

Het besturingssysteem is ontworpen om de uitvoering van gebruikersprogramma's te controleren en computercomputerbronnen te plannen en te beheren.

Het besturingssysteem fungeert enerzijds als een interface tussen de computerhardware en de gebruiker met zijn taken, anderzijds is het ontworpen voor het efficiënte gebruik van computersysteembronnen en de organisatie van betrouwbaar computergebruik.

Bestandsbeheersystemen zijn ontworpen om gemakkelijker toegang te bieden tot gegevens die als bestanden zijn georganiseerd.

In plaats van toegang op laag niveau tot gegevens door specifieke fysieke adressen op te geven, maakt het bestandsbeheersysteem logische toegang mogelijk door een bestandsnaam op te geven.

Elk bestandsbeheersysteem bestaat niet op zichzelf: het is ontworpen om op een specifiek besturingssysteem en met een specifiek bestandssysteem te werken. Dat wil zeggen dat het bestandsbeheersysteem kan worden geclassificeerd als een besturingssysteem.

Maar vanwege het feit dat:

1) met een aantal besturingssystemen kunt u met verschillende bestandssystemen werken (een van meerdere, of meerdere tegelijk); en er kan een extra bestandssysteem worden geïnstalleerd (d.w.z. ze zijn onafhankelijk);
2) het eenvoudigste besturingssysteem kan werken zonder bestandssystemen; Bestandsbeheersystemen zijn toegewezen aan een aparte groep systeemprogramma's.

Merk op dat bestandsbeheersystemen in de gespecialiseerde literatuur vaak worden geclassificeerd als besturingssystemen.

Besturingssystemen verschillen in de implementatiekenmerken van algoritmen voor computerresourcebeheer en in de gebruiksgebieden.

Afhankelijk van het processorbesturingsalgoritme zijn besturingssystemen dus onderverdeeld in:

· Single-tasking en multi-tasking.
· Single-user en multi-user.
· Systemen met één processor en meerdere processors.
· Lokaal en netwerk.

Op basis van het aantal gelijktijdig uitgevoerde taken worden besturingssystemen onderverdeeld in twee klassen:

· Eén taak (MS DOS).
· Multitasken (OS/2, Unix, Windows).

Systemen met één taak maken gebruik van hulpmiddelen voor het beheer van randapparatuur, hulpmiddelen voor bestandsbeheer en middelen om met gebruikers te communiceren. Multitasking-besturingssystemen gebruiken alle functies van besturingssystemen met één taak en beheren ook de verdeling van gedeelde bronnen: processor, RAM, bestanden en externe apparaten.

Afhankelijk van de gebruiksgebieden zijn multitasking-besturingssystemen onderverdeeld in drie typen:

· Batchverwerkingssystemen (OS EC).
· Time-sharing-systemen (Unix, Linux, Windows).
· Realtimesystemen (RT11).

Batchverwerkingssystemen zijn ontworpen om problemen op te lossen die geen snelle resultaten vereisen. Het belangrijkste doel van een bis maximale doorvoer of het oplossen van het maximale aantal taken per tijdseenheid.

Deze systemen bieden hoge prestaties bij het verwerken van grote hoeveelheden informatie, maar verminderen de efficiëntie van de gebruiker in de interactieve modus.

In time-sharing-systemen krijgt elke taak een kleine hoeveelheid tijd toegewezen om te voltooien, en geen enkele taak neemt de processor lang in beslag. Als deze tijdsperiode minimaal wordt gekozen, ontstaat de schijn van gelijktijdige uitvoering van meerdere taken. Deze systemen hebben een lagere bandbreedte, maar bieden een hoge gebruikersefficiëntie in interactieve modus.

Realtimesystemen worden gebruikt om een technologisch proces of technisch object te besturen, bijvoorbeeld een vliegtuig, een werktuigmachine, enz.

Op basis van het aantal gelijktijdig werkende gebruikers op een computer, worden besturingssystemen onderverdeeld in single-user (MS DOS) en multi-user (Unix, Linux, Windows 95 - XP).

Bij besturingssystemen voor meerdere gebruikers past elke gebruiker de gebruikersinterface voor zichzelf aan, d.w.z. kunt uw eigen sets snelkoppelingen en groepen programma's maken, een individueel kleurenschema instellen, de taakbalk naar een handige plaats verplaatsen en nieuwe items aan het Start-menu toevoegen.

In besturingssystemen voor meerdere gebruikers zijn er middelen om de informatie van elke gebruiker te beschermen tegen ongeoorloofde toegang door andere gebruikers.

Besturingssystemen met meerdere processors en één processor. Een van de belangrijke eigenschappen van het besturingssysteem is de aanwezigheid van ondersteuning voor multiprocessing-gegevensverwerking. Dergelijke tools bestaan in OS/2, Net Ware en Windows NT. Op basis van de manier waarop het computerproces is georganiseerd, kunnen deze besturingssystemen worden onderverdeeld in asymmetrisch en symmetrisch.

Een van de belangrijkste kenmerken van de classificatie van computers is hun indeling in lokaal en netwerk. Lokale besturingssystemen worden gebruikt op standalone pc's of pc's die als client in computernetwerken worden gebruikt.

Lokale besturingssystemen bevatten een clientgedeelte van de software voor toegang tot externe bronnen en services. Netwerkbesturingssystemen zijn ontworpen om de bronnen te beheren van pc's die op een netwerk zijn aangesloten, met als doel bronnen te delen. Ze bieden krachtige middelen om de toegang tot informatie, de integriteit ervan en andere mogelijkheden voor het gebruik van netwerkbronnen te beperken.

software antivirus systeembestand

Afhankelijk van het processorbesturingsalgoritme zijn besturingssystemen dus onderverdeeld in:

1. Single-tasking en multi-tasking

2. Eén gebruiker en meerdere gebruikers

3. Uniprocessor- en multiprocessorsystemen

4. Lokaal en netwerk.

Op basis van het aantal gelijktijdig uitgevoerde taken worden besturingssystemen onderverdeeld in twee klassen:

1. Single-tasken (MS DOS)

2. Multitasken (OS/2, Unix, Windows)

Afhankelijk van de gebruiksgebieden zijn multitasking-besturingssystemen onderverdeeld in drie typen:

1. Batchverwerkingssystemen (OS EC)

2. Time-sharing-systemen (Unix, Linux, Windows)

3. Realtimesystemen (RT11)

Deze systemen bieden hoge prestaties bij het verwerken van grote hoeveelheden informatie, maar verminderen de efficiëntie van de gebruiker in de interactieve modus.

Realtimesystemen worden gebruikt om een technologisch proces of technisch object te besturen, bijvoorbeeld een vliegtuig, een werktuigmachine, enz.

Op basis van het aantal gelijktijdig werkende gebruikers op een computer, worden besturingssystemen onderverdeeld in single-user (MS DOS) en multi-user (Unix, Linux, Windows 95 - XP)

In besturingssystemen voor meerdere gebruikers zijn er middelen om de informatie van elke gebruiker te beschermen tegen ongeoorloofde toegang door andere gebruikers.

Besturingssystemen met meerdere processors en één processor. Een van de belangrijke eigenschappen van het besturingssysteem is de aanwezigheid van ondersteuning voor multiprocessing-gegevensverwerking. Dergelijke tools bestaan in OS/2, Net Ware en Windows NT. Afhankelijk van de manier waarop het computerproces is georganiseerd, kunnen deze besturingssystemen worden onderverdeeld in asymmetrisch en symmetrisch.

26. Besturingssysteemmodule

De OS-structuur bestaat uit de volgende modules:

basismodule(OS-kernel) - bestuurt de werking van het programma en het bestandssysteem, biedt toegang daartoe en uitwisseling van bestanden tussen randapparaten;

opdrachtverwerker- ontcijfert en voert gebruikersopdrachten uit die voornamelijk via het toetsenbord worden ontvangen;

perifere stuurprogramma's- software zorgt voor consistentie tussen de werking van deze apparaten en de processor (elk randapparaat verwerkt informatie anders en in een ander tempo);

aanvullende serviceprogramma's(hulpprogramma's) - maak het communicatieproces tussen de gebruiker en de computer handig en veelzijdig.

Besturingssysteem laden. De bestanden waaruit het besturingssysteem bestaat, worden op schijf opgeslagen. Daarom wordt het systeem schijfbesturingssysteem (DOS) genoemd. Het is bekend dat om ze uit te voeren, programma's (en dus OS-bestanden) zich in het Random Access Memory (RAM) moeten bevinden. Om het besturingssysteem echter in het RAM-geheugen te schrijven, moet u een opstartprogramma uitvoeren, dat zich niet onmiddellijk in het RAM-geheugen bevindt nadat u de computer hebt aangezet. De uitweg uit deze situatie is om het besturingssysteem stapsgewijs in het RAM te laden.

De eerste fase van het laden van het besturingssysteem. De systeemeenheid van de computer bevat een alleen-lezen geheugenapparaat (ROM, permanent geheugen, ROM-Read Only Memory - geheugen met alleen-lezen toegang), dat programma's bevat voor het testen van computereenheden en de eerste fase van het laden van het besturingssysteem. Ze beginnen te werken met de eerste stroompuls wanneer de computer wordt ingeschakeld. In dit stadium heeft de processor toegang tot de schijf en controleert of er een heel klein programma - de bootloader - op een bepaalde plaats (aan het begin van de schijf) aanwezig is. Als dit programma wordt gedetecteerd, wordt het in het RAM-geheugen gelezen en wordt de besturing ernaar overgedragen.

De tweede fase van het laden van het besturingssysteem. Het bootloaderprogramma doorzoekt op zijn beurt de schijf naar de basis-OS-module, herschrijft het geheugen en draagt de controle erover over.

De derde fase van het laden van het besturingssysteem. De basismodule bevat een hoofdbootloader die naar andere OS-modules zoekt en deze in het RAM leest. Nadat het besturingssysteem is geladen, wordt de besturing overgedragen naar de opdrachtprocessor en verschijnt er een systeemprompt voor het invoeren van een gebruikersopdracht op het scherm.

Houd er rekening mee dat de basismodule van het besturingssysteem en de opdrachtprocessor zich in het RAM-geheugen moeten bevinden terwijl de computer actief is. Daarom is het niet nodig om alle OS-bestanden tegelijkertijd in het RAM te laden. Apparaatstuurprogramma's en hulpprogramma's kunnen indien nodig in het RAM worden geladen, waardoor de vereiste hoeveelheid RAM die aan de systeemsoftware wordt toegewezen, wordt verminderd.

27. Samenstelling van het besturingssysteem .

Het MS-DOS-besturingssysteem bestaat uit veel verschillende bestanden. Ze omvatten de feitelijke besturingssysteembestanden IO.SYS, MSDOS.SYS en de opdrachtprocessor COMMAND.COM. Naast deze drie bestanden, die een werkende MS-DOS-kernel vertegenwoordigen, bevat de distributie van het besturingssysteem bestanden met zogenaamde externe opdrachten, bijvoorbeeld FORMAT, FDISK, SYS, stuurprogramma's voor verschillende apparaten en enkele andere bestanden.

Het IO.SYS-bestand bevat een uitbreiding op het basisinvoer-/uitvoersysteem en wordt door het besturingssysteem gebruikt voor interactie met de computerhardware en het BIOS.

Het MSDOS.SYS-bestand is in zekere zin een reeks programma's voor het verwerken van interrupts, in het bijzonder de interrupt INT 21H.

De COMMAND.COM-opdrachtprocessor is ontworpen om een dialoog met de computergebruiker te organiseren. Het analyseert de door de gebruiker ingevoerde opdrachten en organiseert de uitvoering ervan. De zogenaamde interne commando's - DIR, COPY, etc. worden verwerkt door de commandoprocessor.

De overige opdrachten van het besturingssysteem worden externe opdrachten genoemd. Externe opdrachten worden zo genoemd omdat ze zich in afzonderlijke bestanden bevinden. Externe opdrachtbestanden van het besturingssysteem bevatten hulpprogramma's voor het uitvoeren van diverse bewerkingen, zoals het formatteren van schijven, het sorteren van bestanden en het afdrukken van teksten.

Stuurprogramma's (meestal bestanden met de extensie SYS of EXE) zijn programma's die verschillende hardware ondersteunen. Het gebruik van stuurprogramma's lost eenvoudig de problemen van het gebruik van nieuwe apparatuur op - sluit gewoon het juiste stuurprogramma aan op het besturingssysteem.

Applicatieprogramma's communiceren met het apparaat via het stuurprogramma, zodat ze niet veranderen als de hardware verandert. Een nieuw schijfapparaat kan bijvoorbeeld een ander aantal tracks en sectoren hebben, en verschillende besturingsopdrachten. Met dit alles houdt de driver rekening en het applicatieprogramma zal zoals voorheen met de nieuwe schijf werken, met behulp van DOS-interrupts.

De besturingssysteembestanden IO.SYS, MSDOS.SYS en COMMAND.COM moeten naar een specifieke locatie op de schijf worden geschreven. U mag ze niet naar andere mappen op de schijf kopiëren.

Als u een opstartdiskette moet maken waarmee u MS-DOS op uw computer kunt opstarten, is het niet voldoende om simpelweg de belangrijkste besturingssysteembestanden - IO.SYS, MSDOS.SYS en COMMAND.COM - naar de diskette te kopiëren. .

Om een systeemdiskette te maken, moet u de opdrachten FORMAT of SYS gebruiken, of speciale programma's, zoals het Safe Format-programma uit het Norton Utilities-pakket.

De eenvoudigste manier om een lege diskette opstartbaar te maken, is door de externe MS-DOS-opdracht SYS te gebruiken. Om het te gebruiken, plaatst u een lege diskette in het station en geeft u vanuit de hoofdmap van station C het commando:

Na het uitvoeren van de SYS-opdracht bevat de diskette de bestanden IO.SYS, MSDOS.SYS en COMMAND.COM die op specifieke locaties op de diskette zijn geschreven. U kunt MS-DOS vanaf deze diskette opstarten als u de systeemdiskette in station A plaatst: voordat u de stroom inschakelt.

28. Opstartproces van het besturingssysteem

Wanneer de computer wordt ingeschakeld, wordt de besturing overgedragen naar het basisinvoer-/uitvoersysteem, BIOS. Het controleert de hardwarecomponenten van de computer, vormt het eerste deel van de interruptvectortabel, initialiseert apparaten en begint het proces van het laden van het besturingssysteem.

Het opstarten begint met een poging van het BIOS om de allereerste sector van de diskette die in station A is geplaatst te lezen: (op een opstartdiskette bevat deze sector de lader van het besturingssysteem). Als er een systeemdiskette in de drive wordt geplaatst, wordt de bootloader ervan gelezen en wordt de besturing ernaar overgedragen.

Als de diskette geen systeemdiskette is, d.w.z. geen opstartrecord bevat, verschijnt er een bericht op het scherm waarin u wordt gevraagd de diskette te vervangen.

Als er helemaal geen diskette in station A: zit, leest het BIOS het master boot record van station C: (Master Boot Record). Dit is meestal de allereerste sector op de schijf. De besturing wordt overgedragen aan de lader, die zich in deze sector bevindt. De bootloader analyseert de inhoud van de partitietabel (die zich ook in deze sector bevindt), selecteert de actieve partitie en leest het opstartrecord van deze partitie. Het opstartrecord van de actieve partitie (Boot Record) is vergelijkbaar met het opstartrecord in de eerste sector van de systeemdiskette.

Het opstartrecord van de actieve partitie leest de bestanden IO.SYS en MSDOS.SYS van schijf (in die volgorde). Resident-stuurprogramma's worden vervolgens gelezen en geladen. De gekoppelde lijst met apparaatstuurprogramma's wordt gegenereerd. De inhoud van het CONFIG.SYS-bestand wordt geanalyseerd en de in dit bestand beschreven stuurprogramma's worden geladen. Eerst worden de stuurprogramma's geladen die worden beschreven door de DEVICE-parameter en vervolgens (alleen in MS-DOS-versies 4.x en 5.0) de residente programma's die zijn gespecificeerd door de INSTALL-instructies. Hierna wordt de commandoprocessor uitgelezen en wordt de besturing daaraan overgedragen.

De opdrachtprocessor bestaat uit drie delen: resident, initialiseren en transit. Het residente deel wordt eerst geladen. Het verwerkt interrupts INT 22H, INT 23H, INT 24H en regelt het laden van het transitgedeelte. Dit deel van de opdrachtprocessor verwerkt MS-DOS-fouten en vraagt de gebruiker om actie wanneer er fouten worden gedetecteerd.

Het initialisatiegedeelte wordt alleen gebruikt tijdens het opstartproces van het besturingssysteem. Het bepaalt het startadres waarop het gebruikersprogramma wordt geladen en initieert de uitvoering van het AUTOEXEC.BAT-bestand.

Het transitgedeelte van de opdrachtprocessor bevindt zich in de hoogste geheugenadressen. Dit deel bevat handlers voor interne MS-DOS-opdrachten en een tolk voor opdrachtbestanden met de .BAT-extensie. Het transitgedeelte geeft een systeemprompt (bijvoorbeeld A:>), wacht tot operatoropdrachten worden ingevoerd vanaf het toetsenbord of vanuit een batchbestand, en organiseert de uitvoering ervan.

Nadat de opdrachtprocessor is geladen en de initiële procedures in het AUTOEXEC.BAT-bestand zijn voltooid, is het systeem klaar voor gebruik.

29. Besturingssysteem systeembestanden

Als de optie /s is opgegeven op de FORMAT-opdrachtregel, dan
Een geformatteerde schijf legt kopieën van systeembestanden vast. MS-DOS heeft
drie systeembestanden: IO.SYS, MSDOS.SYS en COMMAND.COM. Op PC-DOS-systeem
het IO.SYS-bestand heet IBMBIO.COM en het MSDOS.SYS-bestand heet IBMDOS.COM.
Systeembestanden worden opgeslagen op de schijf waarvan het besturingssysteem wordt geladen
systeem. Bestanden worden in een strikt gedefinieerde volgorde geschreven en hebben strikte regels
specifieke locatie.
IO.SYS bevindt zich direct achter de schijfmap. Bestand
bevat werkende besturingssysteemstuurprogramma's. Een driver is een programma
in machinecode die een interface biedt tussen het besturingssysteem en
randapparaat (zie hoofdstuk 14). Omdat IO.SYS verantwoordelijk is voor de communicatie met
fysieke apparaten, dan moet het daar perfect op afgestemd zijn
specifiek systeem en wordt daarom meestal georganiseerd door de fabrikant.
MSDOS.SYS wordt direct na het IO.SYS-bestand geschreven. MSDOS.SYS
is de kernel van het besturingssysteem. Het bestand selecteert alle serviceaanvragen
diensten (zoals het openen of lezen van een bestand) en brengt deze over naar het bestand
IO.SYS. Het protocol voor interactie tussen MSDOS.SYS en IO.SYS is identiek aan het protocol
interactie tussen twee besturingssystemen. Daarom wordt ervan uitgegaan dat het bestand
MSDOS.SYS is onafhankelijk van elektronische apparatuur (externe apparaten en
de computer zelf).
Het COMMAND.COM-bestand is een MS-DOS-opdrachtinterpreter. Hij dient
interface tussen het besturingssysteem en de gebruiker. Bestandsopdrachten
een standaardsysteemverzoek weergeven, berichten verwerken die zijn verzonden
toetsenbordopdrachten (vertaald in machinecode), enz. COMMAND.COM
bestaat uit drie componenten: resident, variabel en initialiserend.

30. Besturingssysteemopdrachten

DOS-opdrachten voor het werken met mappen
De huidige map wijzigen
Blader door de catalogus
Een map maken
Een map verwijderen
De naam van een directory wijzigen
Een directorylijst instellen om te zoeken naar actieve programma's

De huidige map wijzigen
Commandoformaat:
cd [station:][pad]
Voorbeelden:
cd \ - gaat naar de hoofdmap van de huidige schijf;
cd \exe - gaat naar de exe-map in de hoofdmap;

Blader door de catalogus
Commandoformaat:
dir [station:][pad\][bestandsnaam] [opties]
Opties:
/p - scherm-voor-scherm uitvoer;
/w - uitvoer in breed formaat;
/s - inhoudsopgave van de map die is opgegeven in de opdracht en al zijn submappen;
/b - alleen bestandsnamen zonder koptekst en samenvattingsinformatie;
/aattribute - informatie over bestanden die de opgegeven kenmerken hebben.
Sorteren:
/op - op naam;
/oe - bij uitbreiding;
/od - op tijd;
/og - toon eerst informatie over submappen;
Voorbeelden:
dir - inhoudsopgave van de huidige map
dir *.exe - informatie over alle .exe-bestanden in de huidige map

Er zijn verschillende schema's classificaties van besturingssystemen. Hieronder vindt u een classificatie op basis van enkele kenmerken vanuit het oogpunt van de gebruiker.

Op basis van het aantal gelijktijdige gebruikers:

Besturingssysteem voor één gebruiker Hiermee kan slechts één persoon op de computer werken.
Besturingssysteem voor meerdere gebruikers ondersteuning voor gelijktijdig werken op de elektronische computer van meerdere gebruikers op verschillende terminals.

Gebaseerd op het aantal processen dat tegelijkertijd onder systeemcontrole draait:

Single-tasking besturingssysteem ondersteunen de uitvoering van slechts één programma tegelijk, dat wil zeggen dat u één programma in de hoofdmodus kunt uitvoeren.
Multitasking besturingssysteem(multitasking) ondersteunen de parallelle uitvoering van verschillende programma's die binnen hetzelfde computersysteem gedurende een bepaalde periode bestaan, dat wil zeggen dat ze u in staat stellen meerdere programma's tegelijkertijd uit te voeren die parallel werken zonder elkaar te hinderen.

In de multitasking-modus zijn er verschillende gebruikerstaken in het RAM, de werktijd van de processor wordt verdeeld over programma's die zich in het RAM bevinden en klaar zijn om door de processor te worden bediend. Parallel aan de werking van de processor wordt informatie uitgewisseld met verschillende externe apparaten.

Moderne besturingssystemen ondersteunen multitasking, waardoor de illusie ontstaat dat meerdere programma's tegelijkertijd op één processor draaien. In feite verwerkt de processor gedurende een vaste periode slechts één proces en wordt de processortijd verdeeld over programma's, waardoor parallel werk wordt georganiseerd. Deze opmerking is niet van toepassing op systemen met meerdere processors, waarbij in werkelijkheid meerdere taken tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd.

Multitasking OS, dat problemen met de toewijzing van middelen en concurrentie oplost, implementeert de multiprogrammeringsmodus (multitasking) volledig. De multitasking-modus, die het idee van time-sharing belichaamt, wordt preventief genoemd. Aan elk programma wordt een hoeveelheid processortijd toegewezen, waarna de besturing wordt overgedragen aan een ander programma. Ze zeggen dat het eerste programma zal worden vervangen. Gebruikersprogramma's van de meeste besturingssystemen werken in preventieve modus.

Op basis van het aantal ondersteunde processors (enkele processor, multi-processor):

Multiprocessor Besturingssysteem ondersteunen de manier waarop bronnen van verschillende processors worden verdeeld om een bepaalde taak op te lossen. In de multiprocessormodus voeren twee of meer aangesloten processors die qua kenmerken ongeveer gelijk zijn, gezamenlijk een of meer processen uit (programma's of instructiesets). Het doel van deze modus is om de prestaties of computermogelijkheden te verbeteren.
Multiprocessor-besturingssystemen zijn onderverdeeld in symmetrisch en asymmetrisch. IN symmetrisch Het besturingssysteem op elke processor draait dezelfde kernel en de taak kan op elke processor worden uitgevoerd, dat wil zeggen dat de verwerking volledig gedecentraliseerd is. In dit geval is al het geheugen beschikbaar voor elke processor.
IN asymmetrisch OS-processors zijn niet gelijk. Meestal is er sprake van een hoofdprocessor (master) en slaves (slaves), waarvan de belasting en aard wordt bepaald door de hoofdprocessor.

Op type gebruikerstoegang tot de computer (batchverwerking, time sharing, realtime):

Batch-besturingssysteem: daarin wordt uit de uit te voeren programma's een pakket (set) taken gevormd, in de computer ingevoerd en uitgevoerd in volgorde van prioriteit, met mogelijke overweging van prioriteit.

Besturingssysteem voor tijddeling bieden een gelijktijdige dialoog (interactieve) toegang tot de computer van verschillende gebruikers op verschillende terminals, waaraan op hun beurt machinebronnen worden toegewezen, die worden gecoördineerd door het besturingssysteem in overeenstemming met een bepaalde servicediscipline. Elk programma dat zich in het RAM bevindt en gereed is voor uitvoering, krijgt voor uitvoering een vast tijdsinterval toegewezen (multiplexinterval), ingesteld in overeenstemming met de prioriteit van de gebruiker. Als het programma binnen dit interval niet volledig is voltooid, wordt de uitvoering ervan met geweld onderbroken en wordt het programma naar het einde van de wachtrij verplaatst. Het volgende programma wordt opgehaald vanaf het begin van de wachtrij, uitgevoerd tijdens het overeenkomstige multiplexinterval, gaat vervolgens naar het einde van de wachtrij, enzovoort. in overeenstemming met het cyclische algoritme.

Realtime besturingssysteem een bepaalde gegarandeerde responstijd van de machine op het verzoek van de gebruiker bieden, waarbij de gebruiker controle heeft over gebeurtenissen, processen of objecten buiten de computer. In deze modus bestuurt de computer een extern proces, waarbij gegevens en informatie worden verwerkt die rechtstreeks van het besturingsobject komen.

Op basis van de bitdiepte van de besturingssysteemcode: acht-bit, zestien-bit, tweeëndertig-bit, vierenzestig-bit:

Codebreedte– dit is de bitdiepte van de gebruikte hardware (bijvoorbeeld het gebruik van 32-bit registers voor processors). Het is duidelijk dat de bitcapaciteit van het besturingssysteem de bitcapaciteit van de processor niet kan overschrijden.

Op type interface (opdracht (tekst), objectgeoriënteerd (meestal grafisch):

Gebruikersomgeving- Dit zijn software- en hardwaremiddelen voor gebruikersinteractie met een programma of computer. De gebruikersinterface kan op commando's of objectgeoriënteerd zijn .

Commando-interface houdt in dat de gebruiker opdrachten invoert vanaf het toetsenbord bij het uitvoeren van acties om computerbronnen te beheren. Met deze technologie is het toetsenbord de enige manier om informatie van een persoon op een computer in te voeren, en geeft de computer informatie weer aan de persoon via een monitor. Deze combinatie (monitor + toetsenbord) werd bekend als troosten.

Commando's worden op de opdrachtregel getypt. De opdrachtregel is een promptregel. De opdracht eindigt door op de Enter-toets te drukken. Hierna wordt de overgang naar het begin van de volgende regel uitgevoerd. Vanuit deze positie geeft de computer de resultaten van zijn werk op de monitor weer. Vervolgens wordt het proces herhaald.

Opmerking

De opdrachtregel bevat de opdracht om de map Kat1 in de hoofdmap van station C aan te maken (md).

Objectgeoriënteerde interface is het beheer van computersysteembronnen door bewerkingen uit te voeren op objecten die bestanden, mappen (mappen), schijfstations, programma's, documenten, enz. vertegenwoordigen.

Een type objectgeoriënteerde interface is grafisch WIMP - interface(Venster - venster, Afbeelding - afbeelding, Menu - menu, Aanwijzer - aanwijzer). Een kenmerkend kenmerk van dit type interface is dat de dialoog met de gebruiker niet wordt gevoerd met behulp van opdrachten, maar met behulp van grafische afbeeldingen - menu's, vensters en andere elementen. Hoewel er in deze interface opdrachten aan de machine worden gegeven, gebeurt dit “indirect”, via grafische afbeeldingen. Dit type interface wordt geïmplementeerd op twee technologieniveaus: een eenvoudige grafische interface en een ‘pure’ WIMP-interface, bijvoorbeeld grafische WIMP-interface voor Windows OS.

Naast de hierboven genoemde hoofdtypen interfaces kan er nog een worden onderscheiden: ZIJDE- interface (spraak - spraak, beeld - beeld, taal - taal, kennis - kennis). Dit type interface komt het dichtst in de buurt van de gebruikelijke, menselijke vorm van communicatie. Binnen het raamwerk van deze interface vindt er een normaal “gesprek” plaats tussen een persoon en een computer. Tegelijkertijd vindt de computer commando's voor zichzelf door menselijke spraak te analyseren en daarin sleutelzinnen te vinden. Het converteert ook het resultaat van de opdrachtuitvoering naar een voor mensen leesbare vorm.

Typegebruik van bronnen (netwerk, niet-netwerk): Netwerkbesturingssysteem: Novell NetWare, Windows 2008 Server.

Netwerk besturingssysteem zijn ontworpen om de bronnen te beheren van computers die op een netwerk zijn aangesloten met het doel gegevens te delen, en bieden krachtige middelen om de toegang tot gegevens te beperken om hun integriteit en veiligheid te garanderen, evenals vele servicemogelijkheden voor het gebruik van netwerkbronnen.

Volgens de kenmerken van bouwmethoden: monolithische kernel- of microkernelbenadering.

Bij het beschrijven van een besturingssysteem worden vaak de kenmerken van de structurele organisatie ervan en de basisconcepten die eraan ten grondslag liggen aangegeven.

Manieren om de kern van het systeem te bouwen - monolithische kern of microkernel-benadering. De meeste besturingssystemen gebruiken een monolithische kernel, die is gecompileerd als een enkel programma dat in de bevoorrechte modus draait en snelle overgangen van de ene procedure naar de andere gebruikt zonder dat er van de bevoorrechte naar de gebruikersmodus hoeft te worden geschakeld en omgekeerd. Een alternatief is om een besturingssysteem te bouwen op basis van een microkernel, dat ook in de geprivilegieerde modus draait en slechts een minimum aan hardwarebeheerfuncties uitvoert, terwijl OS-functies op een hoger niveau worden uitgevoerd door gespecialiseerde OS-componenten - servers die in de gebruikersmodus draaien. Met deze constructie werkt het besturingssysteem langzamer, omdat er vaak overgangen plaatsvinden tussen de geprivilegieerde modus en de gebruikersmodus, maar het systeem blijkt flexibeler te zijn: de functies kunnen worden uitgebreid, aangepast of beperkt door servers in de gebruikersmodus toe te voegen, aan te passen of uit te sluiten. . Bovendien zijn de servers goed tegen elkaar beschermd, net als eventuele gebruikersprocessen.

Classificatie van besturingssystemen

operationele programma-informatie

Classificatie van besturingssystemen - classificatie (van het Latijnse classis - rang, klasse en facio - ik doe, lay-out), een besturingssysteem (OS) is een reeks programma's die de werking van een computer en andere programma's besturen en interactie bieden met de gebruiker. Er bestaat momenteel geen uniforme classificatie van besturingssystemen. Afhankelijk van verschillende criteria kunnen alle besturingssystemen in klassen worden onderverdeeld.

De belangrijkste daarvan zijn:

* Client server;

* gratis / betaald;

* originele / gelokaliseerde versie;

* Tekstmodus / grafische modusinterface

* architectuur 16-bit / 32-bit / 64-bit;

* inhoud groot/klein;

* netwerkversie / pseudo - netwerk & lokaal;

* procesgeheugen met/zonder bescherming;

* single-tasking / multi-tasking;

* enkele gebruiker / meerdere gebruikers;

* stabiel / onstabiel;

*virusvriendelijk / geen virusvriendelijk.

Classificatie van OS volgens functionele kenmerken

De belangrijkste functies van het besturingssysteem zijn:

* verdeling van RAM tussen programma's;

* het organiseren van de volgorde van uitvoering van programma's en CPU's;

* zorgen voor gebruikersinteractie met de computer.

Besturingssystemen kunnen verschillen in de implementatiekenmerken van interne algoritmen voor het beheer van de belangrijkste computerbronnen (processors, geheugen, apparaten), kenmerken van de gebruikte ontwerpmethoden, soorten hardwareplatforms, gebruiksgebieden en vele andere eigenschappen.

Ondersteuning voor multitasken

Op basis van het aantal gelijktijdig uitgevoerde taken kunnen besturingssystemen in twee klassen worden verdeeld:

* single-tasking (bijvoorbeeld MS-DOS, MSX);

* multitasken (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95/NT).

Besturingssystemen met één taak vervullen voornamelijk de functie om de gebruiker een virtuele machine te bieden, waardoor het interactieproces tussen de gebruiker en de computer eenvoudiger en handiger wordt. Besturingssystemen met één taak omvatten beheertools voor randapparatuur, tools voor bestandsbeheer en tools voor gebruikerscommunicatie.

Multitasking OS beheert, naast de bovenstaande functies, de verdeling van gedeelde bronnen zoals de processor, RAM, bestanden en externe apparaten.

Ondersteuning voor meerdere gebruikers

Op basis van het aantal gelijktijdige gebruikers worden besturingssystemen onderverdeeld in:

* enkele gebruiker (MS-DOS, Windows 3.x, vroege versies van OS/2);

* meerdere gebruikers (UNIX, Windows NT).

Het belangrijkste verschil tussen systemen voor meerdere gebruikers en systemen voor één gebruiker is de beschikbaarheid van middelen om de informatie van elke gebruiker te beschermen tegen ongeoorloofde toegang door andere gebruikers. Opgemerkt moet worden dat niet elk multitasking-systeem voor meerdere gebruikers geschikt is, en niet elk besturingssysteem voor één gebruiker is single-tasking.

Preventieve en niet-preventieve multitasking

De belangrijkste gedeelde bron is processortijd. De methode voor het verdelen van de processortijd tussen verschillende gelijktijdig bestaande processen (of threads) in het systeem bepaalt grotendeels de specifieke kenmerken van het besturingssysteem. Onder de vele bestaande opties voor het implementeren van multitasking kunnen twee groepen algoritmen worden onderscheiden:

* niet-preventieve multitasking (NetWare, Windows 3.x);

* preventieve multitasking (Windows NT, OS/2, UNIX).

Het belangrijkste verschil tussen preventieve en niet-preventieve multitasking is de mate van centralisatie van het procesplanningsmechanisme. In het eerste geval is het procesplanningsmechanisme volledig geconcentreerd in het besturingssysteem, en in het tweede geval wordt het verdeeld tussen het systeem en de applicatieprogramma's. Bij niet-preventieve multitasking loopt het actieve proces totdat het op eigen initiatief de controle overdraagt aan het besturingssysteem, zodat het een ander proces uit de wachtrij selecteert dat gereed is om te worden uitgevoerd. Bij preventieve multitasking wordt de beslissing om de processor van het ene proces naar het andere te wisselen genomen door het besturingssysteem, en niet door het actieve proces zelf.

Ondersteuning voor meerdere threads

Een belangrijke eigenschap van besturingssystemen is de mogelijkheid om berekeningen binnen één taak te parallelliseren. Een besturingssysteem met meerdere threads verdeelt de processortijd niet tussen taken, maar tussen hun afzonderlijke takken (threads).

Multiverwerking

Een andere belangrijke eigenschap van het besturingssysteem is de afwezigheid of aanwezigheid van ondersteuning voor multiprocessing - multiprocessing. Multiprocessing leidt tot de complicatie van alle algoritmen voor resourcebeheer.

Tegenwoordig wordt het gebruikelijk om ondersteuningsfuncties voor meerdere processen in het besturingssysteem te introduceren. Dergelijke functies zijn beschikbaar in Solaris 2.x van Sun, Open Server 3.x van Santa Crus Operations, OS/2 van IBM, Windows NT van Microsoft en NetWare 4.1 van Novell.

Multiprocessorbesturingssystemen kunnen worden geclassificeerd op basis van de manier waarop het computerproces is georganiseerd in een systeem met multiprocessorarchitectuur:

* asymmetrisch besturingssysteem;

* symmetrisch besturingssysteem.

Een asymmetrisch besturingssysteem draait volledig op slechts één van de systeemprocessors en verdeelt de applicatietaken over de overige processors. Een symmetrisch besturingssysteem is volledig gedecentraliseerd en gebruikt de volledige verzameling processors, waarbij deze wordt verdeeld over systeem- en applicatietaken.

Netwerkondersteuning

Hierboven hebben we de kenmerken van het besturingssysteem besproken die verband houden met het beheer van slechts één type bron: de processor. De kenmerken van andere lokale subsystemen voor resourcebeheer (geheugen-, bestands- en invoer-/uitvoerapparaatbeheersubsystemen) hebben een belangrijke invloed op het uiterlijk van het besturingssysteem als geheel en op de mogelijkheden van het gebruik ervan in een bepaald gebied.

De specificiteit van het besturingssysteem komt ook tot uiting in de manier waarop het netwerkfuncties implementeert: herkenning en omleiding van verzoeken naar externe bronnen naar het netwerk, verzending van berichten via het netwerk, uitvoering van verzoeken op afstand. Bij het implementeren van netwerkfuncties ontstaat er een reeks taken die verband houden met de gedistribueerde aard van gegevensopslag en -verwerking op het netwerk: het onderhouden van referentie-informatie over alle bronnen en servers die beschikbaar zijn op het netwerk, het aanpakken van op elkaar inwerkende processen, het waarborgen van toegangstransparantie, gegevensreplicatie, afstemming van kopieën, waardoor de gegevensbeveiliging behouden blijft.

Een netwerkbesturingssysteem omvat middelen voor het verzenden van berichten tussen computers via communicatielijnen die volledig onnodig zijn in een zelfstandig besturingssysteem. Op basis van deze berichten ondersteunt het netwerkbesturingssysteem het delen van computerbronnen tussen externe gebruikers die op het netwerk zijn aangesloten. Om functies voor berichtoverdracht te ondersteunen, bevatten netwerkbesturingssystemen speciale softwarecomponenten die populaire communicatieprotocollen zoals IP, IPX, Ethernet en andere implementeren.

Multiprocessorsystemen vereisen een speciale organisatie van het besturingssysteem, met behulp waarvan het besturingssysteem zelf, evenals de applicaties die het ondersteunt, parallel kunnen worden uitgevoerd door individuele processors van het systeem. Parallelle werking van afzonderlijke delen van het besturingssysteem creëert extra problemen voor besturingssysteemontwikkelaars, omdat het in dit geval veel moeilijker is om consistente toegang van individuele processen tot gemeenschappelijke systeemtabellen te garanderen, om het effect van races en andere ongewenste gevolgen van asynchrone uitvoering van bestanden te elimineren. werk.