Las funciones, desarrollo y clasificación de los sistemas operativos informáticos
El sistema operativo es la gestión unificada de los recursos de software y hardware de la computadora, la organización racional de los procesos de trabajo de la computadora, y coordinación de los componentes del sistema, sistemas y usuarios, la relación entre usuarios. Este artículo analiza y elabora brevemente las funciones, desarrollo y clasificación de los sistemas operativos informáticos.
Palabras clave: Clasificación del desarrollo del sistema operativo informático
1 La función del sistema operativo (1) es gestionar el hardware, el software, los datos y otros recursos del sistema informático para minimizar el uso manual. La asignación de recursos y la intervención humana en la máquina ponen en pleno juego la eficiencia automática de la computadora. (2) Coordinar la relación en el proceso de uso de diversos recursos, de modo que el uso y la programación de varios recursos informáticos sean razonables y que los equipos de alta velocidad y los equipos de baja velocidad coincidan entre sí. (3) Proporcionar a los usuarios un entorno para usar el sistema informático y facilitarles el uso de diversos componentes o funciones del sistema informático. El sistema operativo abstrae las funciones proporcionadas por diversos recursos del sistema informático a través de sus propios programas, forma funciones equivalentes del sistema operativo y las muestra vívidamente para brindar a los usuarios la comodidad de usar la computadora.
2 Desarrollo del sistema operativo
2.1 Etapa de operación manual. Los componentes principales de las computadoras en esta etapa son tubos de electrones, que funcionan lentamente y no tienen software ni sistema operativo. Los usuarios escriben programas directamente en lenguaje de máquina y es una operación completamente manual en la computadora. Primero cargue la cinta del programa preparado en la máquina de entrada, luego inicie la máquina de entrada para enviar el programa y los datos a la computadora, y luego inicie el programa a través del interruptor. Una vez completado el cálculo, la impresora genera los resultados. El usuario debe ser un técnico muy profesional para controlar la computadora.
2.2 Etapa de procesamiento por lotes. A mediados de la década de 1950, los componentes principales de las computadoras fueron reemplazados por transistores, lo que aumentó considerablemente la velocidad de funcionamiento. En ese momento, el software comenzó a desarrollarse rápidamente y aparecieron los primeros sistemas operativos, que eran los primeros programas de monitoreo y software de procesamiento por lotes para administrar los programas enviados por los usuarios.
2.3 Etapa del sistema de programación multicanal. Con la aplicación generalizada de circuitos integrados de tamaño pequeño y mediano en los sistemas informáticos, la velocidad de funcionamiento de las CPU ha mejorado considerablemente. Para mejorar la utilización de la CPU, se introdujo la tecnología de programación multicanal y surgieron mecanismos de hardware que soportan específicamente programas multicanal. Durante este período, para mejorar aún más la eficiencia de utilización de la CPU, aparecieron sistemas de procesamiento por lotes multicanal, sistemas de tiempo compartido, etc. Surgió, dando como resultado programas de supervisión más potentes, y rápidamente se convirtió en una rama importante de la informática, concretamente los sistemas operativos. Conocidos colectivamente como sistemas operativos tradicionales.
2.4 Etapa del sistema operativo moderno. Con el rápido desarrollo de los circuitos integrados a gran y muy gran escala, aparecieron los microprocesadores, que optimizaron más la arquitectura de la computadora, mejoraron aún más la velocidad de funcionamiento de la computadora, pero el tamaño se redujo considerablemente, y aparecieron las computadoras personales y portátiles. se hizo popular. Su mayor ventaja es su estructura clara, funciones integrales y adaptabilidad a una variedad de usos y operaciones.
3 Clasificación de los sistemas operativos
Desde la perspectiva de su uso, se puede dividir en dos categorías: dedicados y generales. Un sistema operativo dedicado es un sistema operativo que se utiliza para controlar y gestionar cosas especiales, como las que se utilizan en los teléfonos móviles modernos. Estos sistemas suelen venir en forma de hardware integrado y se utilizan de formas específicas. El sistema operativo de propósito general tiene funciones completas y puede satisfacer las necesidades de diversos propósitos.
Desde la perspectiva de autónomo y de red, se puede dividir en sistema operativo autónomo y sistema operativo de red. Un sistema operativo independiente está diseñado para un entorno de sistema informático independiente y solo tiene la función de administrar los recursos del sistema local. Un sistema operativo de usuario único es un sistema operativo independiente especial, diseñado para un usuario por máquina. Su característica básica es que solo puede admitir la operación del trabajo de un usuario a la vez, todos los recursos del sistema están monopolizados por el usuario y el usuario tiene control absoluto sobre todo el sistema informático.
Desde un punto de vista funcional, se puede dividir en sistemas de procesamiento por lotes, sistemas de tiempo compartido, sistemas en tiempo real, sistemas de red y sistemas distribuidos. El entorno operativo de los sistemas de procesamiento por lotes, los sistemas de tiempo compartido y los sistemas en tiempo real son principalmente sistemas informáticos, mientras que el entorno operativo de los dos últimos sistemas operativos son sistemas multicomputadores.
3.1 Sistema de procesamiento por lotes. La característica básica de un sistema de procesamiento por lotes es el "procesamiento por lotes".
Es decir, varios trabajos que se entregarán a la computadora se organizan en una cola y se entregan a la computadora en lotes para que se procesen automáticamente uno por uno en el orden de la cola de trabajos. Se puede dividir en sistema de procesamiento de un solo lote y sistema de procesamiento de múltiples lotes. Un sistema de procesamiento por lotes de un solo paso solo puede transferir un trabajo de procesamiento para ejecutarlo en la computadora a la vez, y otros trabajos se colocan en un almacenamiento secundario, similar a un sistema operativo de un solo usuario. Cuando una computadora ejecuta un trabajo de procesamiento, hay dos aspectos principales del consumo de tiempo. Por un lado, es el consumo del programa de ejecución de CPU y, por otro lado, es el consumo de entrada y salida. Debido a que la velocidad de los dispositivos de entrada y salida es mucho más lenta que la velocidad de la CPU que ejecuta programas, la CPU está inactiva cuando la computadora ingresa y emite. Para mejorar la eficiencia del uso de COU, surgió un sistema de procesamiento por lotes multicanal. Se diferencia del sistema por lotes de una sola pasada en que puede haber varios trabajos en la memoria de la computadora. De acuerdo con la política predeterminada, el programador selecciona un trabajo y le asigna recursos de CPU para su procesamiento. Cuando el trabajo procesado está a punto de ingresar a operaciones de entrada y salida, libera su ocupación de la CPU y el programador selecciona un trabajo de otros trabajos pendientes en la memoria y lo entrega a la CPU para su ejecución, mejorando así la eficiencia del uso de la CPU.
3.2 Sistema de tiempo compartido. El tiempo compartido se refiere a dos o más eventos que utilizan un determinado recurso del sistema informático de forma secuencial según la división del tiempo. En un sistema, si varios usuarios utilizan una computadora en tiempo compartido, dicho sistema se convierte en un sistema de tiempo compartido. La unidad de tiempo del tiempo compartido se llama intervalo de tiempo, y un intervalo de tiempo generalmente es de decenas de segundos. En un sistema de tiempo compartido, a menudo hay docenas o incluso cientos de terminales conectados entre sí, y cada usuario controla el funcionamiento de su propio trabajo en su propio terminal. A través de la administración del sistema operativo, la CPU se asigna a cada usuario por turno. Si al trabajo de un usuario se le asigna un intervalo de tiempo, continuará ejecutándose. En este momento la CPU se asigna a otra tarea de usuario.
3.3 Sistema de tiempo real. Procesamiento en tiempo real, resultados de procesamiento rápidos. Los sistemas en tiempo real generalmente adoptan un método de diseño basado en el tiempo y el sistema puede responder a eventos que ocurren en cualquier momento y manejarlos de manera oportuna. Los sistemas en tiempo real se dividen en sistemas de control en tiempo real y sistemas de procesamiento en tiempo real. Los sistemas de control en tiempo real se utilizan comúnmente en el control industrial y el control automático de aspectos militares, como los lanzamientos de aviones y misiles. Los sistemas de procesamiento en tiempo real se utilizan comúnmente en sistemas como la reserva de boletos aéreos, consultas de vuelos y transacciones contables interbancarias.
Sistema operativo de red 3.4. Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y la mejora de la tecnología de redes, múltiples sistemas informáticos con capacidades de procesamiento independientes en diferentes regiones se interconectan a través de instalaciones de comunicación para compartir recursos, formar una red informática y convertirse en un entorno de trabajo más abierto. Surgieron los sistemas operativos de red. El sistema operativo de red no solo tiene todas las funciones de un sistema operativo independiente, sino que también tiene la función de administrar los recursos de la red y respaldar el funcionamiento de las aplicaciones de la red.
Sistema operativo distribuido 3.5. Un sistema operativo distribuido es un sistema operativo configurado para sistemas informáticos distribuidos. Un sistema informático distribuido es lo mismo que una red informática. Muchos sistemas informáticos están interconectados a través de redes de comunicación para lograr compartir recursos, pero la diferencia es que cada computadora del sistema no se clasifica como primaria o secundaria, y cada sistema informático tiene relativa autonomía. Cuando un usuario accede * * * a un recurso compartido, no es necesario saber * * * en qué computadora se encuentra el recurso compartido. Si es necesario, varias computadoras del sistema pueden cooperar entre sí para lograr el mismo propósito. Un sistema operativo comercial a menudo incluye sistemas de procesamiento por lotes, sistemas de tiempo compartido, sistemas en tiempo real, sistemas de red, sistemas distribuidos y muchas otras funciones. Los diferentes sistemas operativos tienen diferentes funciones según su posicionamiento y usuarios.
Referencias
[1] Wang Yuqin, et al. Sistema operativo de computadora [M]. Beijing Jiaotong University Press, 2004.
[2] Yao Aiguo et al. Introducción a las computadoras [M].