Классификация Операционных систем

1. Типы ОС по алгоритмам управления ресурсами:

1.1. Однозадачные (MS-DOS, DR-DOS и т.д.). Как правило, ограничиваются предоставлением пользователю виртуальной машины, управлением периферией и файлами;

1.2. Многозадачные (Windows 95, Unix и др.). Поддерживается параллельное исполнение нескольких задач. Обеспечивают управление разделяемыми ресурсами (процессор, память, периферия, файлы):

1.2.1. Невытесняющая многозадачность (Windows 3x);

1.2.2. Вытесняющая многозадачность (Unix).

Многозадачная многопользовательская.
Однопользовательская однозадачная.

1.3. Многонитевые. Процессорное время делится между отдельными ветвями задач;

1.4. Одно- (MS-DOS, DR-DOS, Windows 3.x) и многопользовательские;

1.5. Мультипроцессорные (Windows NT, Unix):

1.5.1. Асимметричные ОС;

1.5.2. Симметричные ОС.

1.6. сетевые:

1.6.1. Справочник о сетевых ресурсах, серверах;

1.6.2. Средства адресации процессов в сети;

1.6.3. Прозрачность доступа к ресурсам;

1.6.4. Разделение и безопасность данных.

2. Типы ОС по аппаратной платформе:

2.1. ОС ПК,

2.2. ОС майнфреймов,

2.3. ОС кластеров ЭВМ,

2.4. ОС сетей ЭВМ,

2.5. мобильные ОС.

ОС многопроцессорных ЭВМ обеспечивает параллельное выполнение на отдельных процессорах сети, как самой ОС, так и прикладных систем. Основные задачи следующие:

1. Синхронизация процессов;

2. Согласование доступа процессоров к общим ресурсам.

Кластер - совокупность слабо связанных ВС, решающих общую задачу. Основные проблемы следующие:

1. Аппаратная поддержка кластера;

2. Согласование доступа к разделяемым ресурсам;

3. Обнаружение отказов и динамическая реконфигурация.

Сетевая ОС должна поддерживать обмен между ЭВМ по линиям связи с целью разделения ресурсов компьютера между удаленными пользователями.

Мобильная (переносимая) ОС - ОС, которая сравнительно легко переносится между программно несовместимыми платформами. Ее характерные особенности:

1. Четкая локализация аппаратно зависимого кода;

2. Написание на языке высокого уровня.

3. Типы ОС по области приложений:

3.1 ОС пакетной обработки. Область приложений - вычислительные неоперативные задачи. Критерий качества - эффективное использование оборудования. Формируется (на внешней памяти) пакет заданий. Каждое задание имеет паспорт с описанием требуемых ресурсов. Из пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, максимально сбалансировано использующая ресурсы. Переключение задач в смеси - при отказе очередной исполняемой от процессора или при завершении. Результат - работа пользователя неэффективна, ресурсы ВС используются эффективно.

3.2 ОС разделения времени. Область приложений - диалоговые оперативные задачи. Критерий качества - эффективная работа пользователя. Каждому заданию в мультипрограммной смеси предоставляется квант времени (менее 100 мс) на обслуживание, т.е. задачи в смеси переключаются достаточно часто. Результат - повышение эффективности работы пользователя, снижение эффективности использования аппаратуры ВС.

3.3 ОС реального времени. Область приложений - системы автоматизированного управления. Критерий качества - обслуживание всех заявок (до сотен тысяч сигналов и временем реакции от 10 мкс и более). Мультипрограммная смесь обычно состоит из фиксированного набора заранее разработанных программ. Программы, как правило, создаются с помощью той или иной инструментальной SCADA-системы. Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) - диспетчерские системы сбора данных и управления. Выбор исполняемой программы определяется расписанием обслуживания и текущим состоянием объекта управления (событиями на объекте). Критерии эффективности - время реакции системы и гарантированность времени ответа.

3.4 ОС со смешанным режимом. Пакетный режим + разделение времени или реальное время. Пакетные задания - в фоновом разделе.

4. Типы ОС по их архитектурам:

4.1 ОС с монолитным ядром. Монолитные ОС состоят из наборов процедур. Любая из процедур может вызывать требуемую, когда ей это нужно. Для построения такой ОС необходимо оттранслировать все процедуры и связать их с помощью компоновщика в единый исполняемый код.

4.2 ОС с микроядром. Основные функции ядра: обмен сообщениями; доступ к аппаратуре. Характерные особенности: функции планирования выносятся в серверы; серверы выполняются в режиме пользователя. Достоинства: сокращение размеров; упрощение разработки; упрощение адаптации к обстановке (выбором только требуемых серверов); упрощение сопровождения. Недостаток - понижение реактивности.

4.3 Объектно-ориентированный подход. Объектно-ориентированное программирование - данные и программы их обработки составляют модуль с недоступностью данных (и процедур) извне, кроме программных точек входа. Создание новых объектов из имеющихся с помощью механизма наследования свойств. Хорошая защита данных. Увеличение объема кода. Понижение реактивности системы.

4.4 Распределенная ОС (по процессорам сети). Сеть представляется в виде однопроцессорной ЭВМ. Единая служба времени. Удаленный вызов процедур (Remote Procedure Call - RPC) для прозрачного распределения процедур по ЭВМ. Единая подсистема контроля за разделяемыми ресурсами. Многонитевость. Симметричные и асимметричные ОС.

4.5 Множественность операционного окружения. Исполнение программ, написанных для других ОС и процессоров. Двоичная совместимость - на уровне готовых программ. Эмуляторы (низкая скорость). Имитация библиотек (вызовы те же, но код для ОС, на которой исполняется). Реализация требуемой прикладной среды. Примеры: Некоторые версии UNIX (фирмы Sun, IBM, HP) транслятор прикладных сред - на уровне прикладной программы; Windows NT (фирма Microsoft), Workplace OS (фирма IBM) модули прикладной среды уже тесно связаны с ОС, но все же относительно независимы; OS/2.2x (фирма IBM) – реализация прикладной среды встроена в ОС.

4.6 ОС с сетевым ядром. Общий случай - совокупность ОС отдельных ЭВМ, взаимодействующих по четко определенным протоколам с целью обмена сообщениями и обеспечения разделения ресурсов. Сервер для предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование. Клиент для доступа к удаленным ресурсам (прием запроса на обслуживание, трансляция в форму, требуемую сервером, обслуживающим запрос, передача его в сеть; обратное преобразование результатов исполнения запроса на обслуживание на удаленном сервере). Коммуникационные средства, используемые для обмена сообщениями в сети (адресация и буферизация сообщений, выбор маршрутов, обеспечение надежности передачи и т.д.).