Tipos de sistema operacional

Os sistemas operacionais existem desde a primeira geração de computadores e continuam evoluindo com o tempo. Neste capítulo, discutiremos alguns dos tipos importantes de sistemas operacionais que são mais comumente usados.

Sistema operacional em lote

Os usuários de um sistema operacional em lote não interagem diretamente com o computador. Cada usuário prepara seu trabalho em um dispositivo off-line, como cartões perfurados, e o envia ao operador do computador. Para acelerar o processamento, os trabalhos com necessidades semelhantes são agrupados e executados como um grupo. Os programadores deixam seus programas com o operador e o operador então classifica os programas com requisitos semelhantes em lotes.

Os problemas com sistemas em lote são os seguintes -

  • Falta de interação entre o usuário e o trabalho.
  • A CPU geralmente está ociosa, porque a velocidade dos dispositivos de E / S mecânicos é mais lenta do que a da CPU.
  • É difícil fornecer a prioridade desejada.

Sistemas operacionais de compartilhamento de tempo

Time-sharing é uma técnica que permite que muitas pessoas, localizadas em vários terminais, usem um determinado sistema de computador ao mesmo tempo. Compartilhamento de tempo ou multitarefa é uma extensão lógica da multiprogramação. O tempo do processador, que é compartilhado entre vários usuários simultaneamente, é denominado tempo compartilhado.

A principal diferença entre os sistemas de lote multiprogramados e os sistemas de compartilhamento de tempo é que, no caso dos sistemas de lote multiprogramados, o objetivo é maximizar o uso do processador, ao passo que nos sistemas de compartilhamento de tempo, o objetivo é minimizar o tempo de resposta.

Múltiplos trabalhos são executados pela CPU alternando entre eles, mas as alternâncias ocorrem com muita frequência. Assim, o usuário pode receber uma resposta imediata. Por exemplo, em um processamento de transação, o processador executa cada programa do usuário em uma curta rajada ou quantum de computação. Ou seja, senos usuários estão presentes, então cada usuário pode obter um quantum de tempo. Quando o usuário envia o comando, o tempo de resposta é de alguns segundos no máximo.

O sistema operacional usa escalonamento de CPU e multiprogramação para fornecer a cada usuário uma pequena parte do tempo. Os sistemas de computador que foram projetados principalmente como sistemas em lote foram modificados para sistemas de compartilhamento de tempo.

As vantagens dos sistemas operacionais de compartilhamento de tempo são as seguintes -

  • Oferece a vantagem de uma resposta rápida.
  • Evita duplicação de software.
  • Reduz o tempo ocioso da CPU.

As desvantagens dos sistemas operacionais de compartilhamento de tempo são as seguintes -

  • Problema de confiabilidade.
  • Questão de segurança e integridade de programas e dados do usuário.
  • Problema de comunicação de dados.

Sistema operacional distribuído

Os sistemas distribuídos usam vários processadores centrais para atender a vários aplicativos em tempo real e vários usuários. Os trabalhos de processamento de dados são distribuídos entre os processadores de acordo.

Os processadores se comunicam por meio de várias linhas de comunicação (como barramentos de alta velocidade ou linhas telefônicas). Estes são referidos comoloosely coupled systemsou sistemas distribuídos. Os processadores em um sistema distribuído podem variar em tamanho e função. Esses processadores são chamados de sites, nós, computadores e assim por diante.

As vantagens dos sistemas distribuídos são as seguintes -

  • Com a facilidade de compartilhamento de recursos, um usuário em um site pode ser capaz de usar os recursos disponíveis em outro.
  • Acelere a troca de dados entre si via correio eletrônico.
  • Se um site falhar em um sistema distribuído, os sites restantes podem continuar operando.
  • Melhor serviço aos clientes.
  • Redução da carga no computador host.
  • Redução de atrasos no processamento de dados.

Sistema operacional de rede

Um sistema operacional de rede é executado em um servidor e fornece ao servidor a capacidade de gerenciar dados, usuários, grupos, segurança, aplicativos e outras funções de rede. O objetivo principal do sistema operacional de rede é permitir o acesso a arquivos e impressoras compartilhados entre vários computadores em uma rede, normalmente uma rede local (LAN), uma rede privada ou outras redes.

Exemplos de sistemas operacionais de rede incluem Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare e BSD.

As vantagens dos sistemas operacionais de rede são as seguintes -

  • Os servidores centralizados são altamente estáveis.
  • A segurança é gerenciada pelo servidor.
  • As atualizações para novas tecnologias e hardware podem ser facilmente integradas ao sistema.
  • O acesso remoto aos servidores é possível a partir de diferentes locais e tipos de sistemas.

As desvantagens dos sistemas operacionais de rede são as seguintes -

  • Alto custo de compra e operação de um servidor.
  • Dependência de um local central para a maioria das operações.
  • Manutenção regular e atualizações são necessárias.

Sistema operacional em tempo real

Um sistema de tempo real é definido como um sistema de processamento de dados no qual o intervalo de tempo necessário para processar e responder às entradas é tão pequeno que controla o ambiente. O tempo que o sistema leva para responder a uma entrada e exibir as informações atualizadas necessárias é denominado comoresponse time. Portanto, neste método, o tempo de resposta é muito menor em comparação com o processamento online.

Os sistemas de tempo real são usados ​​quando há requisitos de tempo rígidos na operação de um processador ou o fluxo de dados e os sistemas de tempo real podem ser usados ​​como um dispositivo de controle em um aplicativo dedicado. Um sistema operacional de tempo real deve ter restrições de tempo fixas e bem definidas, caso contrário, o sistema falhará. Por exemplo, experimentos científicos, sistemas de imagens médicas, sistemas de controle industrial, sistemas de armas, robôs, sistemas de controle de tráfego aéreo, etc.

Existem dois tipos de sistemas operacionais em tempo real.

Sistemas duros em tempo real

Os sistemas de tempo real hard garantem que as tarefas críticas sejam concluídas no prazo. Em sistemas de tempo real hard, o armazenamento secundário é limitado ou ausente e os dados são armazenados em ROM. Nestes sistemas, a memória virtual quase nunca é encontrada.

Sistemas soft em tempo real

Os sistemas soft em tempo real são menos restritivos. Uma tarefa crítica em tempo real tem prioridade sobre outras tarefas e retém a prioridade até que seja concluída. Os sistemas soft real-time têm utilidade limitada do que os sistemas hard real-time. Por exemplo, multimídia, realidade virtual, Projetos científicos avançados como exploração submarina e rovers planetários, etc.