6 типов операционных систем (с функциями и примерами)

Каждый компьютер, смартфон или подобное электронное устройство поставляется со специальным программным обеспечением, называемым операционной системой. Операционная система, также известная как ОС, является двигателем полезности компьютеров и смартфонов. Существуют разные типы операционных систем в зависимости от устройства, производителя и предпочтений пользователя, и если вы работаете — или хотите работать — в сфере информационных технологий, важно понимать их.

В этой статье мы обсудим, что такое операционные системы, объясним, почему они важны, и рассмотрим различные типы операционных систем, используемых сегодня.

Основные выводы

• Операционная система — это программное обеспечение, которое поддерживает и управляет всеми программами и приложениями, используемыми компьютером или мобильным устройством.

• Операционная система использует графический интерфейс пользователя (GUI), комбинацию графики и текста, который позволяет вам взаимодействовать с компьютером или устройством.

• Каждому компьютеру или смарт-устройству требуется по крайней мере одна операционная система для запуска приложений и выполнения задач.

Что такое операционные системы?

Операционная система — это тип программного интерфейса между пользователем и оборудованием устройства. Он позволяет пользователям общаться с устройством и выполнять нужные функции.

Операционные системы используют два компонента для управления компьютерными программами и приложениями. Ядро — это основной внутренний компонент, который обрабатывает данные на аппаратном уровне. Он занимается управлением вводом-выводом, памятью и управлением процессами. Оболочка — это внешний слой, который управляет взаимодействием между пользователем и ОС. Оболочка взаимодействует с операционной системой, либо получая ввод от пользователя, либо с помощью сценария оболочки. Сценарий оболочки представляет собой последовательность системных команд, хранящихся в файле.

К основным функциям операционной системы относятся:

• Загрузка: операционная система управляет запуском устройства.

• Управление памятью: операционная система координирует компьютерные приложения и выделяет место для различных программ, установленных на компьютере.

• Безопасность данных: операционная система защищает ваши данные от кибератак.

• Загрузка и выполнение: операционная система запускает и выполняет программу.

• Управление диском/диском: операционная система управляет компьютерными дисками и разделяет диски.

• Контроль устройств: операционная система позволяет разрешать или блокировать доступ к устройствам.

• Пользовательский интерфейс: Эта часть операционной системы, также известная как пользовательский интерфейс, позволяет пользователям вводить и получать информацию.

• Управление процессами: операционная система выделяет пространство для запуска компьютерных процессов, таких как хранение и обмен информацией.

Большинство операционных систем предустановлены на устройстве. Однако пользователи могут изменить свою ОС или перейти на более новую версию операционной системы для повышения производительности устройства.

Почему важно знать об операционных системах?

Знание операционных систем важно по следующим причинам:

• Это позволяет понять внутреннюю работу устройства.

• Это позволяет исправить незначительные проблемы с устройством.

• Это позволяет вам улучшить свои навыки кодирования.

• Это позволяет вам определить, какая операционная система лучше всего подходит для вас.

Изучение операционных систем и улучшение вашего понимания компьютерных технологий не только для компьютерных энтузиастов — это важные навыки для всех пользователей компьютеров.

Типы операционных систем

Вот различные типы операционных систем, которые вам необходимо знать:

Пакетные операционные системы

Пакетная операционная система не имеет прямой связи с компьютером. Другая система разделяет и распределяет похожие задачи по пакетам для упрощения обработки и более быстрого реагирования. Пакетная операционная система подходит для длительных и трудоемких задач. Чтобы не замедлять работу устройства, каждый пользователь готовит свои задачи в автономном режиме и отправляет их оператору. Преимущества использования пакетной операционной системы включают в себя:

• Многие пользователи могут совместно использовать пакетные системы.

• Для пакетных операционных систем мало времени простоя.

• Становится возможным управлять большими рабочими нагрузками.

• Легко оценить, сколько времени займет выполнение задачи.

Некоторые заметные недостатки:

• Пакетные операционные системы сложны для отладки.

• Любой сбой системы создает отставание.

• Установка и поддержка хороших пакетных операционных систем может быть дорогостоящей.

Пакетные операционные системы используются для таких задач, как управление системами расчета заработной платы, ввод данных и банковские выписки.

Операционные системы с разделением времени или многозадачностью

Операционная система с разделением времени, также известная как многозадачная ОС, работает, выделяя время на конкретную задачу и часто переключаясь между задачами. В отличие от пакетной системы, система с разделением времени позволяет пользователям выполнять свою работу в системе одновременно. Это позволяет распределить многих пользователей по различным терминалам, чтобы минимизировать время отклика. Потенциальные преимущества операционных систем с разделением времени включают:

• Есть быстрый отклик при выполнении задачи.

• Это минимизирует время простоя процессора.

• Все задачи имеют равные шансы на выполнение.

• Это снижает вероятность дублирования программного обеспечения.

Некоторые потенциальные недостатки этой системы:

• Безопасность данных пользователя может быть проблемой.

• Сбой системы может привести к массовым сбоям.

• Могут возникнуть проблемы с передачей данных.

• Целостность пользовательских программ не гарантируется.

Примеры операционных систем с разделением времени включают Multics и Unix.

Распределенные операционные системы

Эта система основана на автономных, но взаимосвязанных компьютерах, которые общаются друг с другом через линии связи или общую сеть. Каждая автономная система имеет свой собственный процессор, который может отличаться по размеру и функциям. Распределенная операционная система обслуживает несколько приложений и нескольких пользователей в режиме реального времени. Затем функция обработки данных распределяется между процессорами. Потенциальные преимущества распределенных операционных систем:

• Они разрешают удаленную работу.

• Они позволяют быстрее обмениваться данными между пользователями.

• Сбой на одном сайте может не привести к серьезным нарушениям работы системы.

• Они уменьшают задержки в обработке данных.

• Они минимизируют нагрузку на хост-компьютер.

• Они повышают масштабируемость, поскольку к сети можно добавить больше систем.

Потенциальные недостатки распределенных операционных систем включают в себя:

• Если основная сеть выходит из строя, вся система выключается.

• Они дороги в установке.

• Для их обслуживания требуется высокий уровень знаний.

Распределенные операционные системы используются для таких задач, как телекоммуникационные сети, контроль бронирования авиабилетов и одноранговые сети.

Сетевые операционные системы

Сетевые операционные системы устанавливаются на сервер, предоставляя пользователям возможность управлять данными, группами пользователей и приложениями. Эта операционная система позволяет пользователям получать доступ и обмениваться файлами и устройствами, такими как принтеры, программное обеспечение безопасности и другие приложения, в основном в локальной сети. Потенциальные преимущества сетевых операционных систем:

• Централизованные серверы обеспечивают высокую стабильность.

• Проблемы безопасности легче решать через серверы.

• Легко обновлять и интегрировать новые технологии.

• Возможен удаленный доступ к серверам.

Потенциальные недостатки сетевых операционных систем:

• Они требуют регулярных обновлений и обслуживания.

• Серверы дорого покупать и обслуживать.

• Зависимость пользователей от центрального сервера может нанести ущерб рабочим процессам.

Примеры сетевых операционных систем включают Microsoft Windows, Linux и Mac OS X.

Операционные системы реального времени

Операционные системы реального времени обеспечивают поддержку систем реального времени, которые требуют соблюдения строгих требований к времени. Время отклика между вводом, обработкой и ответом очень мало, что выгодно для процессов, которые очень чувствительны и требуют высокой точности. Эти процессы включают эксплуатацию ракетных систем, медицинских систем или систем управления воздушным движением, где задержки могут привести к гибели людей и имуществу.

Операционные системы реального времени могут быть либо системами жесткого реального времени, либо системами мягкого реального времени. Системы жесткого реального времени устанавливаются в приложениях со строгими временными ограничениями. Система гарантирует выполнение деликатных задач в срок. Жесткий режим реального времени не имеет виртуальной памяти. Системы мягкого реального времени не имеют столь же жестких требований ко времени. Критическая задача получает приоритет над другими задачами.

Потенциальные преимущества операционных систем реального времени включают:

• Они максимально используют устройства и системы, следовательно, получают больше результатов.

• Они позволяют быстро переключаться с одной задачи на другую.

• Основное внимание уделяется текущим задачам, и меньше внимания уделяется очереди.

• Их можно использовать во встроенных системах.

• Системы реального времени тщательно запрограммированы, поэтому не содержат ошибок.

• Они позволяют легко распределять память.

Потенциальные недостатки операционных систем реального времени:

• У них низкая способность выполнять задачи одновременно.

• Они используют тяжелые системные ресурсы.

• Они работают по сложным алгоритмам, которые нелегко понять.

• Они не подходят для приоритета потока из-за неспособности системы переключать задачи.

Операционные системы реального времени используются для таких задач, как научные эксперименты, медицинская визуализация, робототехника и операции по управлению воздушным движением.

Мобильные операционные системы

Мобильные операционные системы работают исключительно на небольших устройствах, таких как смартфоны, планшеты и носимые устройства. Система сочетает в себе функции персонального компьютера с дополнительными функциями, полезными для портативного устройства. Мобильные операционные системы запускаются при включении устройства, чтобы обеспечить доступ к установленным приложениям. Мобильные операционные системы также управляют подключением к беспроводной сети.

Потенциальные преимущества мобильных операционных систем:

• Большинство систем просты в освоении и эксплуатации пользователями.

Потенциальные недостатки операционных систем реального времени:

• Некоторые мобильные ОС сильно разряжают аккумулятор устройства, требуя частой подзарядки.

• Некоторые системы не удобны для пользователя.

Примеры мобильных операционных систем включают ОС Android, ОС Apple и Windows Mobile.

Распространенные операционные системы

Вот наиболее распространенные используемые операционные системы:

Майкрософт Виндоус

Созданная Microsoft, Microsoft Windows является одной из самых популярных проприетарных операционных систем для компьютеров в мире. Большинство персональных компьютеров поставляются с предустановленной версией Microsoft Windows. Одним из недостатков Windows является проблема совместимости с мобильными телефонами.

Apple iOS

Apple iOS от Apple используется на смартфонах и планшетах производства этой же компании. Пользователям этой системы доступны сотни приложений. Операционная система предлагает надежные возможности шифрования для контроля несанкционированного доступа к личным данным пользователей.

Google Андроид

Android от Google — самая популярная операционная система в мире. В основном используется на планшетах и ​​смартфонах. Он также работает на устройствах других производителей. Пользователи имеют доступ к многочисленным мобильным приложениям, доступным в магазине Google Play.

Apple macOS

Эта проприетарная операционная система, разработанная Apple, работает на персональных и настольных компьютерах производителя. Все компьютеры Apple и Macintosh оснащены последней версией macOS, ранее известной как системы OS X. Способность предотвращать ошибки и защищаться от хакеров делает операционные системы Apple популярными среди пользователей.

линукс

Созданный финским программистом Линусом Торвальдсом, Linux сегодня разрабатывается программистами по всему миру, которые вносят изменения в центральное программное обеспечение ядра. Linux популярен среди программистов и корпоративных серверов. Он доступен бесплатно в Интернете.

Обратите внимание, что ни одна из компаний или продуктов, упомянутых в этой статье, не связана с компанией Indeed.