Diferentes tipos de sistemas operacionais

A forma anterior de computadores eram mainframes, onde estes eram deficientes no processo dos sistemas operacionais e nos tipos de sistemas operacionais. Nos mainframes, cada indivíduo tem a responsabilidade individual por um determinado período de tempo e precisa se aproximar da máquina com informações e programas, provavelmente escritos em cartões de papel, fitas de papel ou então fitas magnéticas. Em seguida, o programa composto será despejado na máquina. Após isso, a máquina funcionará até o momento da finalização ou recolhimento do programa. A saída dos programas será depurada através das luzes do painel, alternar os tipos de interruptores ou então usando os dials do painel de controle.

Mas com essas máquinas, o tempo que é necessário para executar programas fica pior e o tempo necessário para atribuir o equipamento ao próximo indivíduo aumenta. Consequentemente, deve haver um monitoramento automatizado, tempo mínimo de operação e menor tamanho da máquina. Todos esses recursos levaram ao caminho do desenvolvimento do sistema operacional. Então, deixe-nos saber o que exatamente sistema operacional é, sua funcionalidade e diferentes tipos de sistemas operacionais .

O que é um sistema operacional?

O nome sistema operacional corresponde a uma coleção de múltiplos softwares que gerencia os recursos de hardware de um computador e fornece serviços coletivos ao usuário. Diferentes tipos de sistemas operacionais de computador referem-se à coleção de diferentes tipos de software. Cada computador possui um sistema operacional para executar outros programas presentes nele.

Sistema Operacional Básico

Nos dias de hoje sistema operacional porque é observado em vários dispositivos que vão desde computadores pessoais a telefones celulares, principalmente smartphones. Por exemplo, quase todo smartphone faz uso do mais novo sistema operacional Android .

Qualquer sistema operacional executa algumas das tarefas básicas, como reconhecer os dados de entrada de um teclado, enviar saída para a tela de exibição, manter arquivos e diretórios do disco e controlar os dispositivos periféricos, como impressoras. Um sistema operacional pode executar uma única tarefa ou operação, bem como várias tarefas ou operações a qualquer momento.

A arquitetura dos tipos de sistemas operacionais

Os sistemas operacionais controlam os recursos de hardware de um computador. O kernel e o shell são as partes do sistema operacional que realizam operações essenciais.

Arquitetura do SO

Quando um usuário dá comandos para realizar qualquer operação, a solicitação vai para a parte do shell, também conhecida como intérprete. A parte do shell então traduz o programa humano em código de máquina e então transfere a solicitação para a parte do kernel.

Quando o kernel recebe a solicitação do shell, ele processa a solicitação e exibe o resultado na tela. O kernel também é conhecido como o coração do sistema operacional, pois todas as operações são realizadas por ele.

Casca

O shell é uma parte do software que é colocado entre o usuário e o kernel e fornece serviços do kernel. O shell, portanto, atua como um interpretador para converter os comandos do usuário em código de máquina. Os shells presentes em diferentes tipos de sistemas operacionais são de dois tipos: shells de linha de comando e shells gráficos.

Os shells de linha de comando fornecem uma interface de linha de comando, enquanto os shells de linha gráfica fornecem uma interface gráfica de usuário. Embora ambos os shells executem operações, os shells da interface gráfica do usuário têm um desempenho mais lento do que os shells da interface de linha de comando.

Tipos de conchas

• Concha Korn
• Bourne shell
• Shell C
• Shell POSIX

Núcleo

O kernel é parte do software. É como uma ponte entre o shell e o hardware. É responsável por executar programas e fornecer acesso seguro ao hardware da máquina. O kernel é usado para agendamento, ou seja, ele mantém uma tabela de tempo para todos os processos. E os tipos de kernels são listados a seguir:

• Kernel monolítico
• Microkernels
• Exokernels
• Kernels híbridos

Funções do sistema operacional do computador

Um sistema operacional executa as seguintes funções:

• Gerenciamento de memória
• Gerenciamento de tarefas ou processos
• Gerenciamento de armazenamento
• Gerenciamento de dispositivo ou entrada / saída
• Kernel ou programação

Gestão de Memória

Gerenciamento de memória é o processo de gerenciamento da memória do computador. As memórias de computador são de dois tipos: memória primária e secundária. A parte da memória para programas e software é alocada após liberar o espaço de memória.

Gerenciamento de memória do sistema operacional

O gerenciamento de memória é importante para o sistema operacional envolvido na multitarefa, em que o sistema operacional exige a troca de espaço de memória de um processo para outro. Cada programa requer algum espaço de memória para sua execução, que é fornecido pela unidade de gerenciamento de memória. Uma CPU consiste em dois tipos de módulos de memória : memória virtual e memória física. A memória virtual é a memória RAM e a memória física é a memória do disco rígido. Um sistema operacional gerencia os espaços de endereço da memória virtual, e a atribuição da memória real é seguida pelo endereço da memória virtual.

Antes de executar as instruções, a CPU envia o endereço virtual para a unidade de gerenciamento de memória. Posteriormente, a MMU envia o endereço físico para a memória real e, em seguida, a memória real aloca espaço para os programas ou dados.

Gerenciamento de tarefas ou processos

Gerenciamento de processos é uma instância de um programa que está sendo executado. O processo consiste em vários elementos, como um identificador, contador de programa, memória ponteiro e dados de contexto, e assim por diante. O processo é na verdade uma execução dessas instruções.

Gerenciamento de processos

Existem dois tipos de métodos de processo: processo único e método multitarefa. O método de processo único lida com um único aplicativo em execução por vez. O método multitarefa permite vários processos ao mesmo tempo.

Gerenciamento de armazenamento

O gerenciamento de armazenamento é uma função do sistema operacional que controla a alocação de memória dos dados. O sistema consiste em diferentes tipos de dispositivos de memória, como memória de armazenamento primário (RAM), memória de armazenamento secundária (disco rígido) e memória de armazenamento em cache.

As instruções e os dados são colocados no armazenamento primário ou memória cache, que é referenciado pelo programa em execução. No entanto, os dados são perdidos quando a fonte de alimentação é cortada. A memória secundária é um dispositivo de armazenamento permanente. O sistema operacional aloca um local de armazenamento quando novos arquivos são criados e a solicitação de acesso à memória é agendada.

Gerenciamento de dispositivo ou entrada / saída

Na arquitetura de computador, a combinação de CPU e memória principal é o cérebro do computador e é gerenciada pelos recursos de entrada e saída. Os humanos interagem com as máquinas fornecendo informações por meio de dispositivos de E / S.

O exibição , teclado, impressora e mouse são dispositivos de E / S. O gerenciamento de todos esses dispositivos afeta o rendimento de um sistema, portanto, o gerenciamento de entrada e saída do sistema é uma responsabilidade primária do sistema operacional

Agendamento

O agendamento por um sistema operacional é um processo de controle e priorização das mensagens enviadas a um processador. O sistema operacional mantém uma quantidade constante de trabalho para o processador e, portanto, equilibra a carga de trabalho. Como resultado, cada processo é concluído dentro de um prazo estipulado.

Portanto, o agendamento é muito importante em sistemas de tempo real. Os planejadores são principalmente de três tipos:

• Agendador de longo prazo
• Agendador de curto prazo
• Cronograma de médio prazo

Tipos de sistemas operacionais

Em uma base geral, os sistemas operacionais de computador são essencialmente categorizados em dois tipos:

Tipos de sistemas operacionais

1. Sistema operacional normal
2. Sistema operacional em tempo real

Sistema operacional normal

O sistema operacional normal é classificado em dois tipos:

• • Character User Interface Operating System
  • Sistema operacional de interface gráfica do usuário

GUI e CUI

Character User Interface Operating System (CUI)

O sistema operacional CUI é um sistema operacional baseado em texto, usado para interagir com o software ou arquivos digitando comandos para executar tarefas específicas. O sistema operacional de linha de comando usa apenas o teclado para inserir comandos. Os sistemas operacionais de linha de comando incluem DOS e UNIX . O sistema operacional de linha de comando avançado é mais rápido do que o sistema operacional de GUI avançado.

Sistema operacional de interface gráfica do usuário (GUI)

O sistema operacional de interface de modo gráfico é um sistema operacional baseado em mouse (Sistema Operacional Windows, LINUX), em que um usuário executa as tarefas ou operações sem digitar os comandos no teclado. Os arquivos ou ícones podem ser abertos ou fechados clicando-se neles com o botão do mouse.

Além disso, o mouse e o teclado são usados ​​para controlar os sistemas operacionais da GUI para diversos fins. A maioria dos projetos baseados em embarcados são desenvolvidos neste sistema operacional. O sistema operacional GUI avançado é mais lento do que o sistema operacional de linha de comando.

Sistema operacional em tempo real

Os sistemas operacionais em tempo real também são conhecidos como sistemas operacionais multitarefa. O sistema operacional normal é responsável por gerenciar os recursos de hardware de um computador. O RTOS executa essas tarefas, mas é especialmente projetado para executar aplicativos em um horário programado ou preciso com alta confiabilidade.

RTOS

Um sistema operacional em tempo real é projetado para aplicações em tempo real, como sistemas embarcados, robôs industriais, equipamentos de pesquisa científica e outros. Existem diferentes tipos de sistemas operacionais em tempo real, como sistemas operacionais soft real-time e sistemas operacionais hard real-time.

Exemplos de RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Sistema em tempo real rígido

O sistema de tempo real rígido é um sistema puramente constante de tempo. Para um sistema operacional hard real-time, terminar as tarefas dentro de um prazo é muito importante para o desempenho eficiente do sistema.

Por exemplo, para uma determinada entrada, se um usuário espera a saída após 10 segundos, o sistema deve processar os dados de entrada e fornecer a saída exatamente após 10 segundos. Aqui, o prazo final é de 10 segundos e, portanto, o sistema não deve dar a saída após o 11º ou 9º segundo.

Portanto, sistemas de tempo real hard são usados ​​no exército e na defesa.

Suave Sistema em tempo real

Para um sistema soft real-time, cumprir o prazo não é obrigatório para todas as tarefas. Portanto, um sistema soft em tempo real pode perder o prazo por um ou dois segundos. No entanto, se o sistema perder prazos todas as vezes, isso degradará o desempenho do sistema. Computadores, sistemas de áudio e vídeo são exemplos de sistemas soft em tempo real. Hoje em dia, os Androids estão sendo amplamente usados ​​para aplicativos como abridores de portão automático .

Além disso, existem muitos outros diferentes tipos de sistemas operacionais no computador junto com suas vantagens e desvantagens. Alguns dos tipos podem ser explicados da seguinte forma:

Sistema operacional em lote

Indivíduos que operam no sistema operacional em lote não terão comunicação direta com o computador. Cada indivíduo configura sua tarefa em qualquer equipamento offline, como cartões perfurados, e carrega as informações preparadas no computador. Para aumentar a velocidade de processamento, as tarefas que possuem um tipo de operação semelhante são agrupadas e operadas como um único grupo.

Essas máquinas executam as operações usando operadores e os operadores assumem a operação de programas de classificação com a mesma funcionalidade em lotes. Este é um dos sistemas operacionais amplamente implementados.

Vantagens

• Uma grande quantidade de trabalho pode ser facilmente tratada de forma repetida
• Diferentes usuários podem dividir facilmente seus sistemas em lote
• O tempo inativo nestes sistemas em lote é mínimo
• O tempo necessário para a conclusão de uma tarefa pode ser facilmente conhecido pelo processador quando são carregados na máquina em formato de fila

Desvantagens

• Os sistemas operacionais em lote são um tanto caros
• O processo de depuração é complicado
• Apenas pessoas experientes devem operar este sistema

Tipos Distribuídos de Sistemas Operacionais

Um sistema operacional distribuído é o aprimoramento moderno no domínio do computador. Este tipo de sistema é amplamente utilizado em todo o mundo junto com um ritmo extremo. Diferentes computadores independentes interconectados terão comunicação entre eles por meio desse sistema operacional distribuído. Cada sistema autônomo possui suas próprias unidades de processamento e memória. Esses sistemas também são chamados de sistemas fracamente acoplados e têm vários tamanhos e operações.

A vantagem crucial nesse tipo de sistema operacional é que os indivíduos podem ter acessibilidade para software ou documentos que não estão no sistema operacional atual, mas existem em outros sistemas que têm conexão com o sistema atual. Isso significa que existe acessibilidade remota interna aos dispositivos que estão conectados ao sistema.

Dependendo da disposição dos vários nós, existem vários tipos de sistema operacional distribuído e esses são:

Pessoa para pessoa - Este sistema está incluído em nós que têm participantes idênticos no compartilhamento de dados. Toda a funcionalidade é compartilhada por todos os nós. Os nós que se comunicam com outras pessoas são denominados recursos compartilhados. Isso pode ser alcançado por meio de uma rede.

Servidor cliente - Nos sistemas cliente / servidor, a solicitação enviada pelo cliente é fornecida pelo sistema servidor. Um sistema de servidor possui a capacidade de fornecer serviços para vários clientes ao mesmo tempo, apenas quando o cliente tem contato com apenas um servidor. Os dispositivos cliente e servidor terão sua comunicação em rede e por isso se enquadram na classificação de sistemas distribuídos.

Vantagens

• O compartilhamento de dados pode ser feito de forma simplificada, onde todos os nós têm uma conexão uns com os outros
• O processo de adição de nós é tão simples e a configuração é facilmente escalonável de acordo com o requisito
• A falha de um nó não quebra outros nós. Todos os outros nós podem estabelecer comunicação entre si

Desvantagens

• Fornecer segurança aprimorada para todas as conexões e nós é um tanto complicado
• No momento da transmissão dos nós, alguns dados podem ser perdidos
• Quando comparado com o sistema de usuário individual, aqui o gerenciamento do banco de dados é bastante complexo
• Durante a transmissão de dados de todos os nós, pode ocorrer sobrecarga de dados

Sistema operacional de compartilhamento de tempo

Este é o procedimento onde permite conexões para diferentes pessoas situadas em diferentes locais para compartilhar um sistema específico ao mesmo tempo. Esse tipo de sistema operacional é considerado a expansão lógica da multiprogramação. O nome time-sharing corresponde a que o tempo dos processadores é compartilhado por vários indivíduos ao mesmo tempo. A principal variação que existe entre os sistemas operacionais em lote e de tempo compartilhado é a utilização do processador e o tempo de resposta.

No sistema em lote, a diretiva principal é aprimorar a utilização do processador, enquanto nos sistemas operacionais de compartilhamento de tempo, a diretiva é diminuir o tempo de resposta.

Várias tarefas são executadas pela CPU ao alternar entre o, enquanto essas alternâncias acontecem regularmente. Por causa disso, cada usuário pode obter uma resposta rápida.

Por exemplo, no método de uma transação, o processador opera cada programa individual em um período de tempo muito curto. Então, quando há 'n' indivíduos, cada pessoa pode obter seu período de tempo. Quando o comando for enviado, haverá uma resposta rápida. Este sistema operacional funciona em multiprogramação e programação de processador para alocar cada indivíduo com um período de tempo correspondente. Os sistemas operacionais que são inicialmente desenvolvidos em lote agora são atualizados para sistemas compartilhados por tempo.

Algumas das vantagens e desvantagens dos sistemas operacionais de tempo compartilhado são:

Vantagens

• Resposta rápida
• Elimina a duplicação de software
• Tempo ocioso mínimo do processador

Desvantagens

• Confiabilidade é a principal preocupação
• Tanto os dados quanto os programas devem ser fornecidos com segurança aprimorada
• A comunicação de dados é o problema

Tipos de sistemas operacionais multiusuário

É um método do sistema operacional em que permite que diferentes usuários se conectem e funcionem em um único sistema operacional. As pessoas interagem com ele usando computadores ou terminais que fornecem acessibilidade por meio de uma rede ou dispositivos como impressoras. Este tipo de sistema operacional precisa ter comunicação aprimorada com todos os usuários em uma abordagem equilibrada. Isso ocorre porque, quando surge uma complicação de uma pessoa, ela não deve impactar outros usuários que estão na sequência.

Recursos

• Invisibilidade - ocorre na extremidade inferior, como a formatação do disco e outros
• Processamento de dados de back end - Quando não há chance de processamento de dados de front end, isso permite o processamento de dados de back end
• Compartilhamento de recursos - vários dispositivos como discos rígidos, drivers ou impressoras podem ser compartilhados, e também arquivos ou documentos podem ser compartilhados
• Multiprocessamento

Existem principalmente três tipos de sistema operacional multiusuário e esses são explicados da seguinte forma:

Sistema Operacional Distribuído

É a variedade de vários dispositivos situados em vários sistemas de computador que se comunicam, funcionam e se coordenam com o único sistema consistente para o indivíduo. E por meio de um sistema de rede, os usuários podem estabelecer comunicação. Aqui, os recursos são compartilhados na abordagem de que diferentes solicitações podem ser gerenciadas e cada solicitação separada pode ser garantida no final. Aplicativos móveis e banco digital são exemplos operados por meio de um sistema operacional distribuído.

Sistema Time Sliced

Aqui, cada usuário individual recebe um curto espaço de tempo do processador, o que significa que para cada funcionalidade, algum período de tempo é alocado. Esses segmentos de tempo parecem ser mínimos. A tarefa que deve ser operada é determinada pelo dispositivo interno denominado planejador. Isso determina e opera a funcionalidade com base nas prioridades atribuídas.

Entre os indivíduos conectados, o sistema operacional processa as solicitações do usuário. Esta é a funcionalidade exclusiva do sistema operacional dividido em fatias de tempo que não está disponível em nenhum outro. Por exemplo, mainframes.

Sistema Multiprocessador

Aqui, ao mesmo tempo, o sistema usa vários processadores. Como todos os processadores funcionam consequentemente, o tempo gasto para a conclusão da tarefa é mais rápido do que em um tipo de sistema operacional de usuário único. O cenário mais geral desse tipo é o sistema operacional Windows, onde ele pode processar várias tarefas ao mesmo tempo, como reproduzir música, trabalhar com Excel, documento do Word, navegar e muitos outros. Mais número de aplicações pode ser executado sem perturbar a eficiência de outros.

Vantagens

As vantagens de um sistema operacional multiusuário são

• Fácil distribuição de recursos
• Backup extremo de dados
• Usado em bibliotecas
• Elimina qualquer tipo de interrupção
• Maior velocidade e eficiência
• Implementado em aplicativos em tempo real

Desvantagens

As desvantagens de um sistema operacional multiusuário são

• Como vários computadores funcionam em um único sistema, isso pode permitir que o vírus chegue ao sistema facilmente
• Privacidade e confidencialidade se tornam um problema
• A criação de várias contas em um único sistema pode ser arriscada e complicada às vezes

Além desses, existem muitos outros tipos diferentes de sistemas operacionais e são:

• Network OS
• Multitasking OS
• Clustered OS
• Real-Time OS
• Linux OS
• Mac OS

Portanto, trata-se de um conceito detalhado de diferentes tipos de sistemas operacionais. Examinamos os conceitos de funcionamento do sistema operacional, arquitetura, tipos, vantagens e desvantagens. Portanto, aqui está uma pergunta muito simples para todos os leitores entusiastas: Quais são os vantagens do sistema operacional Linux em relação ao Windows ?