Типы операционных систем

Традиционно различают три типа "чистых" ОС, каждая из которых может быть охарактеризована определенным типом взаимодействия между пользователем и его заданием и ограничениями на время ответа системы.

1. ОС пакетной обработки - система, в которой задания пользователей предоставляются на обработку в виде последовательных пакетов на входных устройствах и в которой не существует взаимодействия между пользователем и его заданием во время обработки. Пользователь полностью изолирован от своего задания и поэтому считает, что время ответа системы есть время полного выполнения задания. Это время может быть измерено минутами или часами, и поэтому может расцениваться как удовлетворительное. Поэтому в ОС может быть использована относительно гибкая дисциплина планирования.

2. ОС разделения времени - это система, которая обеспечивает одновременное обслуживание многих пользователей, работающих "в линию" с ЭВМ (" on-line-users "), позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим набором программ и данных. Эффект одновременного доступа достигается разделением времени процессора и других ресурсов между несколькими пользователями таким образом, который гарантирует ответ на каждую команду пользователя в течение нескольких секунд. ОС предоставляет каждому процессу пользователя ресурсы в течение небольшого "кванта времени" обычно в миллисекундном диапазоне; если процесс не завершился к концу своего "кванта", он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая другому процессу свою очередь.

3. ОС реального времени - это система, которая обслуживает внешние процессы, развивающие на устройствах, работающих в линию с ЭВМ, имеющие жесткие ограничения на время ответа. Действиями системы управляют прерывания от внешних процессов; если они не будут быстро обработаны (в зависимости от процесса в течение микро-, миллисекунд или секунд), то ход внешнего процесса может исказиться. Эти системы часто проектируются для частного применения, например, для управления технологическим процессом.

Конкретная ОС может обеспечить выполнение как определенного вида задания (пакетной обработки, разделения времени или реального времени), так и всех заданий одновременно. Например, системы разделения времени и системы реального времени обычно выполняют пакетные задания в фоновом режиме, когда нет работы "в линию".

Самым общим методом функционирования ОС является мультипрограммирование. ОС с мультипрограммированием, или мультипрограммная ОС, - это система, которая обеспечивает одновременное нахождение в основной памяти нескольких программ пользователей, разделяя процессорное время, пространство памяти и другие ресурсы между активными пользовательскими заданиями. Это разделение ресурсов распространяется на операционную систему: в крупных ОС программы, составляющие систему, сами подвержены мультипрограммированию.

ОС может обеспечить одновременную обработку нескольких заданий другим способом - посредством свопинга. ОС, использующая свопинг, в любое время обеспечивает одновременное нахождение нескольких заданий во вспомогательной памяти и только одного задания - в основной памяти; система переключается на другое задание посредством перемещения текущего задания из основной памяти во вспомогательную и загрузки выбранного задания из вспомогательной памяти в основную. Если предыдущее задание не выполнено до конца, оно будет позднее возвращено в основную память.

Определение мультиобработки относится к аппаратной части ЭВМ, которая тем не менее накладывает особые условия на ОС. Вычислительная система с мультиобработкой - это комплекс аппаратуры ЭВМ с несколькими независимыми обрабатывающими устройствами. Она включает в себя центральные процессоры, процессоры ввода-вывода, каналы данных и процессоры специального назначения. Наиболее часто этот термин относится к совокупности центральных обрабатывающих устройств.