作業系統型別

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作業系統從第一代計算機開始就存在，並且隨著時間的推移不斷發展。在本章中，我們將討論一些最常用的重要作業系統型別。

批處理作業系統

批處理作業系統的使用者不與計算機直接互動。每個使用者在離線裝置（如穿孔卡片）上準備他的作業，並將其提交給計算機操作員。為了加快處理速度，將具有類似需求的作業批次處理並作為一個組執行。程式設計師將他們的程式留給操作員，然後操作員將具有類似要求的程式分類成批次。

批處理系統的缺點如下：

• 使用者與作業之間缺乏互動。
• CPU 經常空閒，因為機械 I/O 裝置的速度低於 CPU。
• 難以提供所需的優先順序。

分時作業系統

分時是一種技術，它允許許多位於不同終端的人同時使用特定的計算機系統。分時或多工處理是多道程式設計的邏輯擴充套件。處理器時間在多個使用者之間共享，稱為分時。

多道程式設計批處理系統和分時系統之間的主要區別在於，在多道程式設計批處理系統中，目標是最大化處理器使用率，而在分時系統中，目標是最小化響應時間。

CPU 透過在多個作業之間切換來執行多個作業，但切換頻率非常高。因此，使用者可以立即獲得響應。例如，在事務處理中，處理器以短突發或計算量子執行每個使用者程式。也就是說，如果有 n 個使用者，則每個使用者可以獲得一個時間量子。當用戶提交命令時，響應時間最多為幾秒鐘。

作業系統使用 CPU 排程和多道程式設計為每個使用者提供一小部分時間。最初設計為批處理系統的計算機系統已修改為分時系統。

分時作業系統的優點如下：

• 提供快速響應的優勢。
• 避免軟體重複。
• 減少 CPU 空閒時間。

分時作業系統的缺點如下：

• 可靠性問題。
• 使用者程式和資料安全性和完整性問題。
• 資料通訊問題。

分散式作業系統

分散式系統使用多箇中央處理器來服務多個即時應用程式和多個使用者。資料處理作業根據情況分配給處理器。

處理器透過各種通訊線路（如高速匯流排或電話線）相互通訊。這些被稱為 松耦合系統 或分散式系統。分散式系統中的處理器的大小和功能可能有所不同。這些處理器被稱為站點、節點、計算機等。

分散式系統的優點如下：

• 透過資源共享功能，一個站點的使用者可以使用另一個站點提供的資源。
• 透過電子郵件加快資料交換速度。
• 如果分散式系統中的一個站點發生故障，其餘站點可能會繼續執行。
• 更好地服務客戶。
• 減少主機計算機的負載。
• 減少資料處理延遲。

網路作業系統

網路作業系統執行在伺服器上，併為伺服器提供管理資料、使用者、組、安全、應用程式和其他網路功能的功能。網路作業系統的首要目的是允許網路（通常是區域網 (LAN)、私有網路或其他網路）中的多臺計算機共享檔案和印表機訪問。

網路作業系統的示例包括 Microsoft Windows Server 2003、Microsoft Windows Server 2008、UNIX、Linux、Mac OS X、Novell NetWare 和 BSD。

網路作業系統的優點如下：

• 集中式伺服器高度穩定。
• 安全由伺服器管理。
• 新技術和硬體的升級可以輕鬆整合到系統中。
• 可以從不同位置和型別的系統遠端訪問伺服器。

網路作業系統的缺點如下：

• 購買和執行伺服器的成本很高。
• 大多數操作都依賴於中心位置。
• 需要定期維護和更新。

即時作業系統

即時系統定義為一種資料處理系統，其中處理和響應輸入所需的時間間隔非常小，以至於可以控制環境。系統響應輸入並顯示所需更新資訊所需的時間稱為 響應時間。因此，在這種方法中，與聯機處理相比，響應時間非常短。

當對處理器的操作或資料流有嚴格的時間要求時，可以使用即時系統，並且即時系統可以用作專用應用程式中的控制裝置。即時作業系統必須具有定義明確的固定時間約束，否則系統將失敗。例如，科學實驗、醫學成像系統、工業控制系統、武器系統、機器人、空中交通管制系統等。

即時作業系統有兩種型別。

硬即時系統

硬即時系統保證關鍵任務按時完成。在硬即時系統中，輔助儲存有限或不存在，資料儲存在 ROM 中。在這些系統中，幾乎從未發現虛擬記憶體。

軟即時系統

軟即時系統限制較少。關鍵即時任務優先於其他任務，並保持優先順序直到完成。軟即時系統比硬即時系統具有有限的實用性。例如，多媒體、虛擬現實、高階科學專案（如海底探測和行星探測器）等。