Características de clasificación de los sistemas operativos. Clasificación de sistemas operativos por familias.
Definición 1 :Sistema operativo es un conjunto de software especial diseñado para controlar la carga, el lanzamiento y la ejecución de otros programas (de usuario), así como para planificar y administrar los recursos informáticos de la computadora.
El sistema operativo forma un entorno autónomo que no está asociado con ningún lenguaje de programación. Cualquier programa de aplicación está asociado con un sistema operativo y solo puede usarse en aquellas computadoras que tienen un entorno de sistema similar (o se debe proporcionar la capacidad de convertir programas).
Hay dos enfoques para considerar el concepto de sistema operativo.
Sistema operativo como máquina extendida. : Usar la mayoría de las computadoras en el nivel del lenguaje de máquina es difícil, especialmente cuando se trata de entrada/salida. Por ejemplo, para organizar la lectura de un bloque de datos de un disquete, un programador puede utilizar 16 comandos diferentes, cada uno de los cualesrequiere13 parámetros, como el número de bloque en el disco, el número de sector en la pista, etc. Cuando se completa la operación del disco, el controlador devuelve 23 valores que reflejan la presencia y los tipos de errores, que obviamente deben analizarse. Incluso si no está familiarizado con los problemas reales de la programación de E/S, está claro que no habrá muchos programadores que estén dispuestos a participar directamente en la programación de estas operaciones. Cuando trabaja con un disco, el usuario programador solo necesita representarlo como un determinado conjunto de archivos, cada uno de los cuales tiene un nombre.
Desde este punto de vista, la función del sistema operativo es proporcionar al usuario alguna máquina virtual o extendida que sea más fácil de programar y operar que el hardware real que constituye la máquina real.
Sistema operativo como sistema de gestión de recursos: Según el segundo enfoque, la función del sistema operativo es asignación de procesadores, memoria, dispositivos y datos entre procesos que compiten por estos recursos. El sistema operativo debe gestionar todos los recursos de la computadora de tal manera que garantice la máxima eficiencia de su funcionamiento.
La gestión de recursos implica resolver dos tareas generales que no dependen del tipo de recurso:
planificación de recursos, es decir, determinar a quién, cuándo y para recursos divisibles, y en qué cantidad es necesario asignar un recurso determinado;
rastrear el estado de un recurso, es decir, mantener información operativa sobre si el recurso está ocupado o no, y para recursos divisibles, cuánto del recurso ya se ha distribuido y cuánto está libre.
Clasificación de sistemas operativos.
Consideremos las funciones principales del sistema operativo para administrar procesadores, memoria y dispositivos externos de una computadora independiente.
1. Admite multitarea. Según la cantidad de tareas realizadas simultáneamente, los sistemas operativos se pueden dividir en dos clases:
tarea única (por ejemplo, MSDOS, MSX);
multitarea (UE OS, OS/2, UNIX, Windows 95).
Tarea única Los sistemas operativos realizan principalmente la función de proporcionar al usuario una máquina virtual, haciendo que el proceso de interacción entre el usuario y la computadora sea más simple y conveniente. Los sistemas operativos de tarea única incluyen herramientas de administración de dispositivos periféricos, herramientas de administración de archivos y herramientas de comunicación con el usuario.
Multitarea El SO, además de realizar las funciones anteriores, gestiona la división de recursos compartidos como el procesador, la RAM, archivos y dispositivos externos.
2. Admite el modo multiusuario. Según la cantidad de usuarios del sistema operativo que trabajan simultáneamente, se dividen en:
para usuario único (MSDOS, Windows 3.x);
multiusuario (UNIX, WindowsNT).
Multitarea preventiva y no preventiva. El recurso compartido más importante es el tiempo del procesador.
El método de distribución del tiempo del procesador entre varios procesos (o subprocesos) existentes simultáneamente en el sistema determina en gran medida las características específicas del sistema operativo. Entre las muchas opciones existentes para implementar la multitarea se pueden distinguir dos grupos de algoritmos:
multitarea no preventiva;
multitarea preventiva Soporte multihilo.
Una propiedad importante del sistema operativo es la capacidad de paralelizar cálculos dentro de una sola tarea. Un sistema operativo multiproceso divide el tiempo del procesador no entre tareas, sino entre sus ramas individuales (subprocesos). Multiprocesamiento. Otra propiedad importante del sistema operativo es la ausencia o presencia de soporte multiprocesamiento. multiprocesamiento.
El sistema operativo determina en gran medida la apariencia de un sistema informático. Los sistemas informáticos modernos constan de procesadores, memoria, temporizadores, varios tipos de discos, unidades de cinta magnética, impresoras, equipos de comunicaciones de red y otros dispositivos que requieren mecanismos de control complejos. El sistema operativo debe gestionar todos los recursos de la computadora de tal manera que garantice la máxima eficiencia de su funcionamiento. Según esto, la función principal del sistema operativo es distribuir procesadores, memoria, otros dispositivos y datos entre los procesos informáticos que compiten por estos recursos. La gestión de recursos incluye la resolución de las siguientes tareas independientemente del tipo de recurso:
planificación de recursos, es decir. determinar a quién, cuándo y en qué cantidad se debe asignar un recurso determinado;
control sobre el estado del recurso, es decir. mantener información operativa sobre si un recurso está ocupado o no, cuánto del recurso ya se ha asignado y cuánto está libre.
La efectividad de todo el sistema operativo de la red en su conjunto depende en gran medida de la efectividad de los algoritmos para administrar los recursos informáticos locales.
Los sistemas operativos se diferencian en las características de implementación de los algoritmos de gestión de recursos informáticos, las áreas de uso y muchas otras características. Así, dependiendo de las características del algoritmo de control del procesador, los sistemas operativos se dividen en sistemas monotarea y multitarea, monousuario y multiusuario, monoprocesador y multiprocesador, así como locales y de red.
Sistemas operativos monotarea y multitarea. Según la cantidad de tareas realizadas simultáneamente, los sistemas operativos se dividen en dos clases:
tarea única(por ejemplo, MS DOS, MSX);
multitarea(SO UE, OS/2, Unix, sistema operativo de la familia Windows), etc.
SO de tarea única Realizan principalmente la función de proporcionar al usuario una máquina virtual, haciendo que la interfaz del usuario con la computadora sea más simple y conveniente. Los sistemas operativos de tarea única incluyen herramientas de administración de dispositivos periféricos, herramientas de administración de archivos y herramientas de comunicación con el usuario.
SO multitarea, además de las funciones anteriores, controla la división de recursos compartidos, como el procesador, la RAM, archivos y dispositivos externos.
Multitarea preventiva y no preventiva. El recurso compartido más importante es el tiempo del procesador. El método de distribución del tiempo del procesador entre varios procesos informáticos que existen simultáneamente en el sistema determina en gran medida las características del sistema operativo. Entre las muchas formas existentes de implementar la multitarea se pueden distinguir dos grupos de algoritmos:
Multitarea no preventiva (NetWare, Windows 3.x);
Multitarea preventiva (Windows NT, OS/2, Unix).
La principal diferencia entre el algoritmo multitarea preventivo y no preventivo es el grado de centralización de la planificación de los procesos informáticos. En el primer caso, la planificación de los procesos informáticos recae enteramente en el sistema operativo, y en el segundo, se distribuye entre el sistema operativo y los programas de aplicación. Con la multitarea no preventiva, el proceso informático activo se ejecuta hasta que el propio programa de aplicación, por iniciativa propia, indica al sistema operativo que seleccione otro proceso listo para ejecutarse desde la cola. Con la multitarea preventiva, la decisión de cambiar el procesador de un proceso informático activo a otro la toma el propio sistema operativo y no el programa de aplicación.
Según las áreas de uso, los sistemas operativos multitarea se dividen en tres tipos:
sistemas de procesamiento por lotes(por ejemplo, sistema operativo de la UE);
sistemas de tiempo compartido(Unix, VMS, Windows, Linux);
sistemas en tiempo real(QNX, RT/11).
Sistemas de procesamiento por lotes están diseñados para resolver problemas de una naturaleza que no requieren resultados rápidos. El principal objetivo y criterio para la eficacia de los sistemas de procesamiento por lotes es el rendimiento máximo, es decir. resolver el máximo número de problemas por unidad de tiempo. Para lograr este objetivo, los sistemas de procesamiento por lotes utilizan el siguiente orden de procesamiento de datos: al comienzo del trabajo, se forma un lote de tareas, cada tarea contiene un requisito de recursos del sistema; a partir de este paquete de tareas se forma un conjunto de tareas ejecutadas simultáneamente. Para la ejecución simultánea, se seleccionan tareas que imponen diferentes demandas de recursos. Esto se hace para garantizar una carga equilibrada en todos los dispositivos de la computadora. Por ejemplo, es deseable la presencia simultánea de tareas computacionales y de E/S intensivas.
Por tanto, la elección de una nueva tarea de un paquete de tareas depende de la situación interna del sistema, es decir Se selecciona la tarea más óptima y "rentable". En consecuencia, en tales sistemas operativos es imposible garantizar la finalización de una tarea particular dentro de un período de tiempo determinado. En los sistemas de procesamiento por lotes, cambiar el procesador de ejecutar una tarea a ejecutar otra ocurre solo si la tarea activa abandona el procesador, por ejemplo, debido a la necesidad de realizar una operación de E/S. Obviamente, un algoritmo de este tipo para el proceso computacional reduce la eficiencia del trabajo del usuario en modo interactivo, pero sigue siendo relevante para garantizar un alto rendimiento al procesar grandes cantidades de información hasta el día de hoy, especialmente en los sistemas de información aplicados.
Sistemas de tiempo compartido. En los sistemas de tiempo compartido, a cada tarea se le asigna una pequeña porción del tiempo del procesador, ninguna tarea ocupa el procesador por mucho tiempo y los tiempos de respuesta son aceptables. Si se elige que el cuanto sea lo suficientemente pequeño, esto implica la ejecución paralela de varios programas existentes dentro del mismo sistema informático. Está claro que estos sistemas tienen un rendimiento menor que los sistemas de procesamiento por lotes, ya que se acepta para su ejecución cada tarea iniciada por el usuario, y no la que es "beneficiosa" para el sistema. El criterio para la eficacia de los sistemas de tiempo compartido no es el rendimiento máximo del procesador, sino el rendimiento interactivo del usuario.
Sistemas en tiempo real(RV OS) se utilizan para controlar diversos objetos técnicos (como una máquina herramienta, un satélite, una instalación científica experimental) o procesos tecnológicos (línea de revestimiento, proceso de alto horno, etc.). OS RV también se utiliza en banca. El criterio de eficiencia de los sistemas en tiempo real es su capacidad para soportar intervalos de tiempo predeterminados entre el inicio de un programa y la obtención de un resultado (acción de control). Este tiempo se llama tiempo de reacción del sistema y la propiedad correspondiente del sistema se llama reactividad. Entre los RTOS más conocidos para PC IBM se encuentran RTMX, AMX, OS-9000, FLEX OS, QNX, etc. Entre los sistemas operativos enumerados, QNX RT OS tiene el conjunto de herramientas más completo, que ejecuta 32 bits. aplicaciones y puede funcionar en conjunto con la familia de sistemas operativos Unix.
Algunos sistemas operativos pueden combinar las propiedades de diferentes tipos de sistemas; por ejemplo, algunas tareas se pueden realizar en modo de procesamiento por lotes y otras en tiempo real o en modo de tiempo compartido. En tales casos, el modo de procesamiento por lotes suele denominarse modo en segundo plano.
Modos multijugador y para un jugador. Según el número de usuarios simultáneos, los sistemas operativos se pueden dividir en usuario único(MS DOS, Windows 3.x) y multiusuario(Unix, Windows NT, Windows XP, Linux).
La principal diferencia entre sistemas multiusuario y sistemas monousuario es es la disponibilidad de medios para proteger la información de cada usuario del acceso no autorizado por parte de otros usuarios. Cabe señalar que no todos los sistemas multitarea son multiusuario y no todos los sistemas operativos de un solo usuario son de una sola tarea.
Sistemas multiprocesador y monoprocesador. Otra propiedad importante del sistema operativo es la ausencia o presencia de soporte multiprocesamiento. Hoy en día, se está volviendo una práctica común introducir funciones de soporte de multiprocesamiento en el sistema operativo. Estas funciones están disponibles en Solaris 2.x de Sun, Open Server 3.x de Santa Crus Operations, OS/2 de IBM, Windows NT de Microsoft y NetWare 4.1 de Novell.
En un sistema con datos de sistema operativo multiprocesamiento Se puede dividir según el método de organización del proceso computacional de la siguiente manera: SO asimétrico y SO simétrico. SO asimétrico se ejecuta completamente en solo uno de los procesadores del sistema, distribuyendo las tareas de la aplicación entre los procesadores restantes. SO simétrico está completamente descentralizado y utiliza todo el número de procesadores, dividiéndolos entre tareas del sistema y de la aplicación.
Una de las características importantes de la clasificación de los sistemas operativos es su división. a red y local.
Sistema operativo de red están diseñados para administrar los recursos de las computadoras conectadas a una red con el fin de compartir datos.
Proporcionan medios para delimitar el acceso a la información, su integridad y seguridad, así como otras posibilidades de uso de los recursos de la red.
El sistema operativo de red constituye la base de cualquier red informática.
Por un lado, cada computadora en la red es autónoma hasta cierto punto, por lo que bajo el sistema operativo de red se refiere al conjunto completo de sistemas operativos de computadoras individuales que interactúan con el fin de intercambiar mensajes y compartir recursos de acuerdo con reglas uniformes: protocolos.
Allende, sistema operativo de red es el sistema operativo de una computadora independiente que le proporciona la capacidad de trabajar en red.
En la mayoría de los casos, los sistemas operativos se instalan en uno o más servidores bastante potentes dedicados exclusivamente a dar servicio a la red y a los recursos compartidos.
Todos los demás sistemas operativos se considerarán red local. y puede utilizarse en cualquier PC conectado a la red como estación de trabajo. Cada estación de trabajo ejecuta su propio sistema operativo de red local, que se diferencia del sistema operativo de una computadora independiente por la presencia de herramientas adicionales que permiten que la computadora funcione en una red.
SO de red local este tipo no tiene diferencias fundamentales con el sistema operativo de una computadora independiente, pero necesariamente contiene soporte de software para dispositivos de interfaz de red (controlador del adaptador de red), así como herramientas para iniciar sesión remota en otras computadoras en la red y herramientas para acceder archivos remotos, pero estas adiciones no cambian significativamente la estructura del sistema operativo en sí.
En un sistema operativo de red Una máquina separada se puede dividir en varias partes:
herramientas de gestión de recursos informáticos locales: funciones para distribuir RAM entre procesos de programación y despacho, administrar procesadores en máquinas multiprocesador, administrar dispositivos periféricos y otras funciones para administrar recursos del sistema operativo local;
Medios para proporcionar recursos y servicios propios para uso público.– parte del servidor del sistema operativo (servidor). Estas herramientas proporcionan, por ejemplo, bloqueo de archivos y registros, que es necesario para compartirlos; mantener directorios de nombres de recursos de red; procesar solicitudes de acceso remoto a su propio sistema de archivos y base de datos; gestionar colas de solicitudes de usuarios remotos a sus dispositivos periféricos;
Medios para solicitar acceso a recursos y servicios remotos y su uso.– parte cliente del sistema operativo. Esta parte reconoce y reenvía solicitudes a recursos remotos desde aplicaciones y usuarios a la red, donde la solicitud proviene de la aplicación en forma local y se transmite a la red en otra forma que cumpla con los requisitos del servidor. La parte del cliente también recibe respuestas de los servidores y las convierte a un formato local, de modo que para la aplicación la ejecución de solicitudes locales y remotas es indistinguible;
Herramientas de comunicación del sistema operativo, con la ayuda del cual se intercambian mensajes en la red. Esta parte proporciona direccionamiento y almacenamiento en búfer de mensajes, selección de la ruta de transmisión de mensajes a través de la red, confiabilidad de la transmisión, etc., es decir. Es un medio de transporte de mensajes.
El sistema operativo está diseñado para controlar la ejecución de los programas del usuario, planificar y administrar los recursos informáticos de la computadora.
El sistema operativo, por un lado, actúa como interfaz entre el hardware de la computadora y el usuario con sus tareas, por otro lado, está diseñado para el uso eficiente de los recursos del sistema informático y la organización de una informática confiable.
Los sistemas de gestión de archivos están diseñados para proporcionar un acceso más fácil a los datos organizados como archivos.
En lugar de un acceso de bajo nivel a los datos especificando direcciones físicas específicas, el sistema de administración de archivos permite el acceso lógico especificando un nombre de archivo.
Cualquier sistema de administración de archivos no existe por sí solo: está diseñado para funcionar en un sistema operativo específico y con un sistema de archivos específico. Es decir, el sistema de gestión de archivos podría clasificarse como un SO.
Pero debido al hecho de que:
- 1) varios sistemas operativos le permiten trabajar con varios sistemas de archivos (ya sea uno de varios o varios a la vez); y se puede instalar un sistema de archivos adicional (es decir, son independientes);
- 2) el sistema operativo más simple puede funcionar sin sistemas de archivos; Los sistemas de gestión de archivos se asignan a un grupo separado de programas del sistema.
Tenga en cuenta que en la literatura especializada, los sistemas de gestión de archivos suelen clasificarse como sistemas operativos.
Los sistemas operativos se diferencian en las características de implementación de los algoritmos de gestión de recursos informáticos y las áreas de uso.
Entonces, según el algoritmo de control del procesador, los sistemas operativos se dividen en:
- · Monotarea y multitarea.
- · Monousuario y multiusuario.
- · Sistemas monoprocesador y multiprocesador.
- · Local y red.
Según la cantidad de tareas realizadas simultáneamente, los sistemas operativos se dividen en dos clases:
- · Monotarea (MS DOS).
- · Multitarea (OS/2, Unix, Windows).
Los sistemas de tarea única utilizan herramientas de administración de dispositivos periféricos, herramientas de administración de archivos y medios para comunicarse con los usuarios. Los sistemas operativos multitarea utilizan todas las funciones que se encuentran en los sistemas operativos de tarea única y también administran la división de los recursos compartidos: procesador, RAM, archivos y dispositivos externos.
Según las áreas de uso, los sistemas operativos multitarea se dividen en tres tipos:
- · Sistemas de procesamiento por lotes (OS EC).
- · Sistemas de tiempo compartido (Unix, Linux, Windows).
- · Sistemas de tiempo real (RT11).
Los sistemas de procesamiento por lotes están diseñados para resolver problemas que no requieren resultados rápidos. El objetivo principal de un sistema operativo de procesamiento por lotes es el rendimiento máximo o la resolución del número máximo de tareas por unidad de tiempo.
Estos sistemas proporcionan un alto rendimiento al procesar grandes cantidades de información, pero reducen la eficiencia del usuario en modo interactivo.
En los sistemas de tiempo compartido, a cada tarea se le asigna una pequeña cantidad de tiempo para completarse y ninguna tarea ocupa el procesador por mucho tiempo. Si se elige que este período de tiempo sea mínimo, se crea la apariencia de ejecución simultánea de varias tareas. Estos sistemas tienen un ancho de banda menor, pero brindan una alta eficiencia al usuario en modo interactivo.
Los sistemas en tiempo real se utilizan para controlar un proceso tecnológico u objeto técnico, por ejemplo, un avión, una máquina herramienta, etc.
Según la cantidad de usuarios que trabajan simultáneamente en una computadora, los sistemas operativos se dividen en monousuario (MS DOS) y multiusuario (Unix, Linux, Windows 95 - XP).
En los sistemas operativos multiusuario, cada usuario personaliza la interfaz de usuario, es decir, Puede crear sus propios conjuntos de accesos directos, grupos de programas, establecer una combinación de colores individual, mover la barra de tareas a un lugar conveniente y agregar nuevos elementos al menú Inicio.
En los sistemas operativos multiusuario, existen medios para proteger la información de cada usuario del acceso no autorizado por parte de otros usuarios.
Sistemas operativos multiprocesador y monoprocesador. Una de las propiedades importantes del sistema operativo es la presencia de soporte para el procesamiento de datos multiprocesamiento. Estas herramientas existen en OS/2, Net Ware y Windows NT. Según la forma en que esté organizado el proceso informático, estos sistemas operativos se pueden dividir en asimétricos y simétricos.
Una de las características más importantes de la clasificación de las computadoras es su división en locales y de red. Los sistemas operativos locales se utilizan en PC independientes o en PC que se utilizan como cliente en redes informáticas.
Los sistemas operativos locales incluyen una parte cliente del software para acceder a recursos y servicios remotos. Los sistemas operativos de red están diseñados para administrar los recursos de las PC conectadas a una red con el fin de compartir recursos. Proporcionan medios poderosos para restringir el acceso a la información, su integridad y otras posibilidades de uso de los recursos de la red.
archivo del sistema antivirus del software
Los sistemas operativos universales están diseñados para resolver cualquier problema del usuario, pero, por regla general, la forma de funcionamiento del sistema informático puede imponer requisitos especiales al sistema operativo, es decir. a los elementos de su especialización.
- Previsibilidad. Las demandas que un usuario puede imponer a un sistema son, en la mayoría de los casos, impredecibles. Al mismo tiempo, el usuario prefiere que el servicio no cambie mucho durante el tiempo previsto. En particular, al ejecutar un programa en un sistema, el usuario debe tener una idea aproximada, basada en la experiencia con el programa, de cuándo esperar que se devuelvan los resultados.
- Extensibilidad. A diferencia del hardware informático, la vida útil de los sistemas operativos se mide en décadas. Un ejemplo es el sistema operativo UNIX y MS-DOS. Los sistemas operativos cambian con el tiempo, generalmente adquiriendo nuevas características, como soporte para nuevos tipos de dispositivos externos o nuevas tecnologías de red. Si el código del programa de los módulos del sistema operativo está escrito de tal manera que se puedan realizar adiciones y cambios sin violar la integridad del sistema, entonces dicho sistema operativo se denomina extensible. Un sistema operativo puede ser extensible si su creación estuvo guiada por los principios de modularidad, redundancia funcional, selectividad funcional y versatilidad paramétrica.
- Portabilidad. Idealmente, el código del sistema operativo debería ser fácilmente transportable de un tipo de procesador a otro tipo de procesador, y de un tipo de plataforma de hardware (que difiere no solo en el tipo de procesador, sino también en la forma en que está organizado todo el hardware de la computadora) a otro tipo de plataforma de hardware. Los sistemas operativos portátiles tienen varias opciones de implementación para diferentes plataformas; esta propiedad del sistema operativo también se llama; multiplataforma. Esta propiedad se logra debido al hecho de que la parte principal del sistema operativo está escrita en un lenguaje de alto nivel (por ejemplo, C, C++, etc.) y se puede transferir fácilmente a otra computadora (parte independiente de la máquina), y Una parte más pequeña del sistema operativo (programas del kernel) depende de la máquina y se desarrolla en el lenguaje de máquina de otra computadora.
- Compatibilidad. Existen varios sistemas operativos populares "de larga duración" (variedades de UNIX, MS-DOS, Windows3.x, Windows NT, OS/2), para los cuales se ha desarrollado una amplia gama de aplicaciones. Para un usuario que cambia de un sistema operativo a otro, la oportunidad de ejecutar sus aplicaciones en el nuevo sistema operativo es muy atractiva. Si un sistema operativo tiene la capacidad de ejecutar programas de aplicación escritos para otros sistemas operativos, entonces es compatible con esos sistemas. Debe hacerse una distinción entre compatibilidad binaria y compatibilidad de fuentes. Además, el concepto de compatibilidad también incluye la compatibilidad con interfaces de usuario de otros sistemas operativos.
- Conveniencia. Las herramientas del sistema operativo deben ser simples y flexibles, y la lógica de su funcionamiento debe ser clara para el usuario. Los sistemas operativos modernos están enfocados a brindar al usuario la mayor comodidad posible al trabajar con ellos. Una condición necesaria para esto era la presencia de una interfaz gráfica de usuario en el sistema operativo y todo tipo de asistentes: programas que automatizan la activación de funciones del sistema operativo, la conexión de dispositivos periféricos, la instalación, configuración y operación del propio sistema operativo.
- Escalabilidad. Si un sistema operativo le permite administrar una computadora con una cantidad diferente de procesadores, proporcionando un aumento lineal (o casi) en el rendimiento a medida que aumenta la cantidad de procesadores, entonces dicho sistema operativo es escalable. El sistema operativo escalable implementa multiprocesamiento simétrico. Relacionado con la escalabilidad está el concepto de agrupación en clústeres: combinar dos (o más) computadoras multiprocesador en un sistema. Es cierto que la agrupación en clústeres no tiene como objetivo tanto la escalabilidad como garantizar una alta disponibilidad del sistema.
- Windows 2003 Server (hasta 4 procesadores) – para pequeñas y medianas empresas;
- Windows 2003 Advanced Server (hasta 8 procesadores, clúster de 2 nodos) – para medianas y grandes empresas;
- Windows 2003 DataCenter Server (16-32 procesadores, clúster de 4 nodos): para empresas especialmente grandes.
Soporta multitarea (multiprogramación). Según la cantidad de tareas realizadas simultáneamente, los sistemas operativos se dividen en 2 clases: de un solo programa (tarea única), por ejemplo, MS-DOS, MSX y multiprograma (multitarea), por ejemplo, ES Computer OS. , OS/360, OS/2, UNIX, Windows de varias versiones.
Los sistemas operativos de un solo programa proporcionan al usuario una máquina virtual, lo que hace que el proceso de interacción del usuario con la computadora sea más simple y conveniente. También tienen capacidades de administración de archivos, administración de dispositivos periféricos y comunicación con el usuario. SO multitarea Además, gestionan la división de los recursos compartidos (procesador, memoria, archivos, etc.), esto puede aumentar significativamente la eficiencia del sistema informático.
Soporte para modo multiusuario. Según el número de usuarios simultáneos, los sistemas operativos se dividen en monousuario (MS-DOS, Windows 3x, primeras versiones de OS/2) y multiusuario (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista).
La principal diferencia entre los sistemas multiusuario y los sistemas de un solo usuario es la disponibilidad de medios para proteger la información de cada usuario del acceso no autorizado por parte de otros usuarios. Cabe señalar que puede haber un sistema multiprograma de un solo usuario.
Tipos de trabajo multiprograma. Las características específicas del sistema operativo están determinadas en gran medida por la forma en que se distribuye el tiempo entre varios procesos (o subprocesos) que existen simultáneamente en el sistema. En función de esta característica, se pueden distinguir dos grupos de algoritmos: multiprogramación no preventiva (Windows3.x, NetWare) y multiprogramación preventiva (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix).
En el primer caso, el proceso activo se ejecuta hasta que cede el control al sistema operativo. En el segundo caso, la decisión de cambiar de proceso la toma el sistema operativo. También es posible un modo de multiprogramación, cuando el sistema operativo divide el tiempo del procesador entre ramas separadas (hilos, fibras) de un proceso.
Multiprocesamiento. Una característica importante del sistema operativo es la ausencia o presencia de soporte multiprocesamiento. En base a esta característica, podemos distinguir los sistemas operativos sin soporte de multiprocesamiento (Windows 3.x, Windows 95) y con soporte de multiprocesamiento (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP).
Dado que el sistema operativo es un sistema de software complejo, utiliza una parte importante de los recursos de la computadora para sus propias necesidades. A menudo, la eficacia de un sistema operativo se evalúa por su productividad (rendimiento): la cantidad de tareas del usuario realizadas durante un cierto período de tiempo, el tiempo de respuesta a una solicitud del usuario, etc.
Todos estos indicadores de rendimiento del sistema operativo están influenciados por muchos factores diferentes, entre los cuales los principales son la arquitectura del sistema operativo, la variedad de sus funciones, la calidad del código del programa, la plataforma de hardware (computadora), etc.
Fiabilidad y tolerancia a fallos. Un sistema operativo debe ser al menos tan confiable como la computadora en la que se ejecuta. El sistema debe estar protegido de fallos y fallos tanto internos como externos. Si hay un error en un programa o hardware, el sistema debe detectar el error e intentar corregir la situación, o al menos intentar minimizar el daño causado por el error a los usuarios.
La confiabilidad y tolerancia a fallas del sistema operativo están determinadas, en primer lugar, por las soluciones arquitectónicas en las que se basa, así como por la depuración del código del programa (las principales fallas y fallas del sistema operativo son causadas principalmente por errores de software en sus módulos). Además, es importante que la computadora cuente con matrices de discos de respaldo, sistemas de alimentación ininterrumpida, etc., así como soporte de software para estas herramientas.
Seguridad (seguridad). Ningún usuario quiere que otros usuarios le molesten. El sistema operativo debe proteger a los usuarios tanto de los efectos de los errores de otras personas como de los intentos de interferencia maliciosa (acceso no autorizado). Para ello, el sistema operativo debe tener al menos medios de autenticación (determinar la legalidad de los usuarios), autorización (conceder a los usuarios legales los derechos que han establecido para acceder a los recursos) y auditoría (registrar todos los eventos potencialmente peligrosos para el sistema).
Las propiedades de seguridad son especialmente importantes para los sistemas operativos de red. En estos sistemas operativos, a la tarea de control de acceso se suma la tarea de proteger los datos transmitidos a través de la red.
Cabe señalar que dependiendo del área de aplicación de un sistema operativo en particular, la composición de los requisitos también puede cambiar.
Los fabricantes pueden ofrecer su sistema operativo en varias configuraciones que difieren en precio y rendimiento. Por ejemplo, Microsoft vende:
Boleto.
1. 1. ESTRUCTURA INFORMÁTICA:
2. 2. Determinar la cantidad de información obtenida durante la implementación de uno de los eventos, si se arroja.
a) una pirámide tetraédrica asimétrica;
b) una pirámide tetraédrica simétrica y uniforme.
1.Microprocesador - un dispositivo de procesamiento central que ejecuta instrucciones de máquina (código de programa). Estera. pagar - combina y coordina el trabajo de componentes como procesador, RAM, tarjetas de expansión y todo tipo de dispositivos de almacenamiento. Unidad Aritmética Lógica (ALU) diseñado para realizar operaciones aritméticas y lógicas de transformación de información. Memoria del microprocesador - memoria de pequeña capacidad, pero de velocidad extremadamente alta, está diseñada para el almacenamiento, registro y salida de información a corto plazo. Sistema de interfaz ordenador personal - El bus del sistema (FSB) es un canal a través del cual el procesador está conectado a otros dispositivos informáticos, solo el procesador está conectado directamente al bus y otros dispositivos informáticos están conectados a él a través de varios controladores. El procesador central está conectado a través del System Bus (FSB) al controlador del sistema (North Bridge o North Bridge). Neumático - en arquitectura informática, un subsistema que transfiere datos entre los bloques funcionales de la computadora. Normalmente el autobús está controlado por un conductor. Puente Norte - controlador del sistema- proporciona conexión de la CPU a nodos mediante buses de alto rendimiento: RAM, controlador de gráficos. Normalmente, la RAM está conectada al controlador del sistema. En este caso, contiene un controlador de memoria. Puente Sur - controlador de periféricos: contiene controladores para dispositivos periféricos (disco duro, Ethernet, audio), controladores de bus para conectar dispositivos periféricos (bus PCI, PCI Express y USB), así como controladores de bus a los que se conectan dispositivos que no requieren un gran ancho de banda . Memoria de acceso aleatorio (RAM) - una parte volátil de un sistema de memoria de computadora que almacena temporalmente datos e instrucciones que necesita el procesador para realizar una operación. Memoria de sólo lectura (ROM) - memoria no volátil, utilizada para almacenar una serie de datos inmutables. Memoria externa – Unidades de disquete magnético (FMD), Unidades de disco magnético duro (HDD) con capacidad de información de 1 a decenas de GB, Unidades de CD-ROM con una capacidad de 640 MB, Unidades de DVD-ROM con una capacidad de hasta 17 GB. BIOS - una parte del software del sistema implementada en forma de microprogramas, cuyo objetivo es proporcionar al sistema operativo acceso API al hardware informático y a los dispositivos conectados a él.
2. la fórmula de hartley
yo = registro 2 K,
Donde K es el número de eventos igualmente probables; I es el número de bits del mensaje.
K=2 I ,I = log 2 K = log 2 (1 / p) = - log 2 p, p = 1 / K, luego K = 1 / p.
Lanzaremos una pirámide tetraédrica asimétrica.
La probabilidad de eventos individuales será la siguiente:
p1 = 1/2,
p2 = 1/4,
p3 = 1/8,
p4 = 1/8,
luego, la cantidad de información recibida después de la implementación de uno de estos eventos se calcula mediante la fórmula:
Yo = -(1/2 log2 1/2 + 1/4 log2 1/4 + 1/8 log2 1/8 + 1/8 log2 1/8) = 1/2 + 2/4 + + 3/8 + 3/8 = 14/8 = 1,75 (bits).
b) Ahora calculemos la cantidad de información que se obtendrá al arrojar una pirámide tetraédrica simétrica y uniforme:
I = log2 4 = 2 (bit).
Boleto.
1. ¿QUÉ SE ENCUENTRA BAJO UN SISTEMA OPERATIVO? VARIEDADES DE SISTEMAS OPERATIVOS. CLASIFICACIÓN POR.
- La probabilidad del primer evento es 0,5 y la del segundo y tercero son 0,25. ¿Cuánta información recibiremos tras implementar uno de ellos?
Sistema operativo- un conjunto de programas que proporciona control del hardware de la computadora, organiza el trabajo con archivos y la ejecución de programas de aplicación y realiza la entrada y salida de datos.
Dependiendo de la cantidad de tareas procesadas simultáneamente y la cantidad de usuarios a los que el sistema operativo puede atender, existen cuatro clases principales de sistemas operativos:
-tarea única para un solo usuario, que admiten un teclado y pueden trabajar con una sola (por el momento) tarea;
-tarea única para un solo usuario con impresión en segundo plano, que permiten, además de la tarea principal, lanzar una tarea adicional, normalmente centrada en imprimir información. Esto acelera el trabajo al imprimir grandes volúmenes de información;
-multitarea para un solo usuario, que proporcionan a un usuario el procesamiento paralelo de varias tareas. Por ejemplo, puede conectar varias impresoras a una computadora, cada una de las cuales funcionará para su "propia" tarea;
-multitarea multiusuario, permitiendo que varios usuarios ejecuten múltiples tareas en una computadora. Estos sistemas operativos son muy complejos y requieren importantes recursos de máquina.
POR- Un conjunto de programas del sistema de procesamiento de información y documentos programáticos necesarios para el funcionamiento de estos programas. El software se suele dividir según su finalidad en sistema, aplicación e instrumental, y según el método de distribución y uso en propietario (cerrado), abierto y gratuito.
software básico incluye: sistemas operativos; conchas; Sistemas operativos de red.
software de servicio incluye programas (utilidades): diagnóstico; antivirus; servicios de medios; archivo; mantenimiento de la red.
Software de aplicación es un conjunto de programas para resolver problemas de una determinada clase de un área temática específica. El software de la aplicación solo funciona si el software del sistema está presente.
Los programas de aplicación se denominan aplicaciones. Incluyen:
procesadores de texto; procesadores de mesa; bases de datos; paquetes integrados; sistemas gráficos ilustrativos y comerciales (procesadores gráficos); sistemas expertos; programas de formación; programas de cálculo, modelado y análisis matemáticos; juegos; programas de comunicación.
Una clase especial de programas ocupa un lugar intermedio: herramientas de software o herramientas de desarrollo de aplicaciones
.
El software instrumental consta de:
sistemas de programación,
Herramientas para desarrollar y depurar programas.
Sistemas de programación es un conjunto de programas que facilita el trabajo del programador.
2. la fórmula de hartley
I = log 2 K, K = 1/p (probabilidad p)
K = 1/0,5, I = 1 bit
K=1/0,25,I=2 bits
Boleto
1. SO MONOPROCESADOR Y MULTIPROCESADOR. CLASIFICACIÓN DE SO MULTIPROCESADOR.
2. ¿Cuántos números diferentes se pueden codificar con 8 bits?
Clasificación de sistemas operativos.
Procesador único;
Multiprocesador.
Hasta hace poco, los sistemas informáticos tenían un procesador central. Como resultado de las demandas de mayor rendimiento, surgieron los sistemas multiprocesador, que constan de dos o más procesadores de propósito general que ejecutan comandos en paralelo. Este método para aumentar la potencia de las computadoras consiste en conectar varios procesadores centrales en un solo sistema. Dependiendo del tipo de conexión de procesadores y división del trabajo, estos sistemas se denominan computadoras paralelas, multicomputadoras o sistemas multiprocesador. Requieren sistemas operativos especiales, pero suelen ser variantes de sistemas operativos de servidor con capacidades de comunicación especiales.
La compatibilidad con el multiprocesamiento es una propiedad importante de los sistemas operativos y complica todos los algoritmos de gestión de recursos. El procesamiento multiprocesador se implementa en sistemas operativos: Linux, Solaris, Windows NT, etc. Los sistemas operativos multiprocesador se dividen en:
– simétrico: el mismo núcleo opera en cada procesador y la tarea se puede realizar en cualquier procesador, es decir, el procesamiento está completamente descentralizado, con toda la memoria disponible para cada procesador;
– asimétrico – sistemas en los que los procesadores no son iguales, generalmente hay un procesador principal (maestro) y subordinados (esclavo), cuya carga y naturaleza están determinadas por el procesador principal.
2. I=8 bits, K=2 I =2 8 =256 números diferentes.
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1. CLASIFICACIÓN DE SO POR TIPO DE HARDWARE. CLASIFICACIÓN DE SO MULTITAREA
2. Hay 32 lápices en la caja, todos los lápices son de diferentes colores. Sacaron uno rojo al azar. ¿Cuánta información se obtuvo?
1. Por tipo de equipo Se distinguen los sistemas operativos de computadoras personales, minicomputadoras, mainframes, clusters y redes informáticas. Junto a los SO que están enfocados a un tipo de plataforma hardware muy concreto, existen SO que están especialmente diseñados para que puedan transferirse fácilmente de un tipo de ordenador a otro tipo de ordenador, los llamados SO móviles o multiplataforma. . El ejemplo más sorprendente de un sistema operativo de este tipo es el popular sistema UNIX. En estos sistemas, los lugares que dependen del hardware están cuidadosamente localizados, de modo que cuando el sistema se transfiere a una nueva plataforma, solo se reescriben ellos. Una forma de facilitar la migración del resto del sistema operativo es escribirlo en un lenguaje independiente de la máquina, como C, que fue diseñado para programar sistemas operativos.
Sistemas operativos multitarea– sistemas que soportan la ejecución paralela de varios programas dentro de un sistema informático al mismo tiempo, por ejemplo: UNIX, OS/2, Windows.
Un sistema operativo multitarea, que resuelve problemas de asignación de recursos y competencia, se da cuenta plenamente modo multiprograma. La multitarea, que encarna la idea de tiempo compartido, se llama desplazando(con derecho preferente). A cada programa se le asigna una cantidad de tiempo de procesador, después del cual el control se transfiere a otro programa. Los programas de usuario de la mayoría de los sistemas operativos comerciales funcionan en este modo. En algunos sistemas operativos ( Ventanas 3.11) el programa de usuario puede monopolizar el procesador, es decir, funciona en modo no preventivo. Como regla general, en la mayoría de los sistemas el código del sistema operativo no está sujeto a preferencia; los programas críticos, en particular las tareas en tiempo real, tampoco están sujetos a preferencia.
Los sistemas operativos multitarea incluyen:
– procesamiento por lotes
– tiempo compartido
– tiempo real
2. Dado que dibujar un lápiz de cualquier color entre los 32 lápices de la caja es igualmente probable, el número de eventos posibles es 32.
norte = 32, yo = ? N = 2 yo, 32 = 25, yo = 5 bits.
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1. EL CONCEPTO DE SO DE RED, OPCIONES PARA SU CONSTRUCCIÓN. CLASIFICACIÓN DE SO MULTITAREA
- Hay 50 bolas en una caja, de las cuales 40 son blancas y 10 negras. Determinar la cantidad de información en un mensaje sobre cómo sacar al azar una bola blanca y una bola negra.
1.Sistema operativo de red- un sistema operativo con capacidades integradas para trabajar en redes informáticas.
El sistema operativo de red de una máquina individual se puede dividir en varias partes:
Herramientas para administrar recursos informáticos locales: funciones para distribuir RAM entre procesos, programar y enviar procesos, administrar procesadores en máquinas multiprocesador, administrar dispositivos periféricos y otras funciones para administrar recursos del sistema operativo local.
Medios para proporcionar recursos y servicios propios para uso general: la parte del servidor del sistema operativo (servidor). Estas herramientas proporcionan, por ejemplo, bloqueo de archivos y registros, que es necesario para compartirlos; mantener directorios de nombres de recursos de red; procesar solicitudes de acceso remoto a su propio sistema de archivos y base de datos; gestionar colas de solicitudes de usuarios remotos a sus dispositivos periféricos.
Medios para solicitar acceso a recursos y servicios remotos y su uso: la parte cliente del sistema operativo (redirector). Esta parte reconoce y reenvía solicitudes a recursos remotos desde aplicaciones y usuarios a la red, donde la solicitud proviene de la aplicación en forma local y se transmite a la red en otra forma que cumpla con los requisitos del servidor. La parte del cliente también acepta respuestas de los servidores y las convierte a un formato local, de modo que la aplicación no se puede distinguir de la ejecución de solicitudes locales y remotas.
Medios de comunicación del sistema operativo, con cuya ayuda se intercambian mensajes en la red. Esta parte proporciona direccionamiento y almacenamiento en búfer de mensajes, selección de la ruta para transmitir mensajes a través de la red, confiabilidad de la transmisión, etc., es decir, es un medio para transportar mensajes.
Dependiendo de las funciones asignadas a una computadora en particular, su sistema operativo puede carecer de una parte de cliente o de servidor.
Ejemplos de sistemas operativos de red:
Novell NetWare, LANtastic, Microsoft Windows (NT, XP, Vista, Seven), varios sistemas UNIX como Solaris, FreeBSD, etc.
A multitarea Los sistemas operativos incluyen:
– procesamiento por lotes – a partir de los programas a ejecutar, se forma un paquete (conjunto) de tareas, se ingresa en la computadora y se ejecuta en orden de prioridad, con posible consideración de prioridad;
– tiempo compartido – sistemas que proporcionan acceso de diálogo simultáneo (interactivo) a las computadoras de los usuarios en diferentes terminales, a los que a su vez se les asignan recursos de la máquina, que es coordinado por el sistema operativo de acuerdo con una disciplina de servicio determinada;
– tiempo real – sistemas que proporcionan un cierto tiempo de respuesta garantizado de la máquina a la solicitud del usuario cuando éste controla eventos, procesos u objetos externos en relación con la computadora.
2.
Probabilidad de sacar una bola blanca.
P1 = 40/50 = 0,8
Probabilidad de sacar una bola negra.
P2 = 10/50 = 0,2
Cantidad de información sobre cómo sacar una bola blanca I1 = log2(1/0,8) = log21,25 = log1,25/log2 = 0,32 bits
Cantidad de información sobre cómo dibujar una bola negra I2 = log2(1/0,2) = log25 = log5/log2 = 2,32 bits
Respuesta: 0,32 bits, 2,32 bits
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1. SISTEMA DE ARCHIVOS. TIPOS DE ARCHIVO, ATRIBUTOS DE ARCHIVO
2. . El lago está habitado por carpas crucianas y percas. Se estima que hay 1500 carpas crucianas y 500 percas. ¿Cuánta información contienen los informes de que un pescador capturó una carpa cruciana, una perca o un pez?
1. sistema de archivos- un orden que determina el método de organización, almacenamiento y denominación de datos en medios de almacenamiento en computadoras, así como en otros equipos electrónicos: cámaras digitales, teléfonos móviles, etc. El sistema de archivos determina el formato del contenido y el método de almacenamiento físico. almacenamiento de información, que generalmente se agrupa en archivos de formulario. Un sistema de archivos específico determina el tamaño del nombre del archivo (carpeta), el tamaño máximo posible de archivo y partición, y un conjunto de atributos de archivo. Algunos sistemas de archivos brindan capacidades de servicio, como control de acceso o cifrado de archivos.
Diferentes sistemas operativos y/o de archivos pueden implementar diferentes tipos de archivos ; Además, la implementación de diferentes tipos puede variar.
“Archivo ordinario”: un archivo que permite operaciones de lectura, escritura y movimiento dentro del archivo.
Un directorio o directorio es un archivo que contiene registros sobre los archivos incluidos en él. Los directorios pueden contener entradas sobre otros directorios, formando una estructura de árbol.
Enlace físico: en general, la misma área de información puede tener varios nombres. Estos nombres se denominan enlaces físicos. Después de crear un vínculo físico, es imposible decir dónde está el archivo "real" y dónde está el vínculo físico, ya que los nombres son iguales. El área de datos en sí existe mientras exista al menos uno de los nombres. Los enlaces duros sólo son posibles en un medio físico.
Atributos. Algunos sistemas de archivos, como NTFS, proporcionan atributos (normalmente un valor binario sí/no codificado en un solo bit). En muchos sistemas operativos modernos, los atributos tienen poco efecto sobre la capacidad de acceder a archivos para este propósito; algunos sistemas operativos y de archivos tienen derechos de acceso.
SOLO LECTURA: solo lectura, está prohibido escribir en el archivo, oper. sistema - DOS, OS/2, Windows
SISTEMA – archivo del sistema, crítico para el funcionamiento del sistema operativo, opera. sistema. - DOS, OS/2, Windows
OCULTO: oculto, el archivo no se muestra hasta que se indique explícitamente lo contrario, sistema operativo: DOS, OS/2, Windows
ARCHIVO: archivado (que requiere archivado), el archivo se modificó después de la copia de seguridad o no fue copiado mediante programas u operaciones de copia de seguridad. sistema - DOS, OS/2, Windows
SUID: configuración de una identificación de usuario, ejecución de un programa en nombre del propietario, sistema operativo: similar a Unix
SGID: configuración de un ID de grupo, ejecución de un programa en nombre del grupo (para directorios: cualquier archivo creado en un directorio con el SGID configurado recibirá el grupo propietario especificado), sistema operativo: similar a Unix
Sticky Bit: un bit adhesivo que inicialmente indicaba al kernel que no descargara el programa completado de la memoria inmediatamente, sino solo después de un tiempo, para evitar cargar constantemente desde el disco los programas más utilizados, que actualmente se usan de manera diferente en diferentes sistemas operativos, Opera. Sistema tipo Unix
2.
Los eventos de captura de carpa cruciana o perca no son igualmente probables, ya que hay menos percas en el lago que carpa cruciana.
El número total de carpas crucianas y percas en el estanque es 1500 + 500 = 2000.
Probabilidad de pescar una carpa cruciana
p1 = 1500/2000 = 0,75, percha p2 – 500/2000 = 0,25.
I1 = log2(1/p1), I1 = log2(1/p2), donde I1 e I2 son las probabilidades de capturar carpa cruciana y perca, respectivamente.
I1 = log2(1 / 0,75) = 0,43 bits, I2 = log2(1 / 0,25) = 2 bits: la cantidad de información en el mensaje para capturar carpa cruciana y perca, respectivamente.
La cantidad de información en un mensaje para capturar un pez (carpa cruciana o perca) se calcula usando la fórmula de Shannon
Yo = - p1log2p1 - p2log2p2
I = - 0,75*log20,75 - 0,25*log20,25 = - 0,75*(log0,75/log2)-0,25*(log0,25/log2) =
= 0,604bits = 0,6bits.
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1. CONCEPTO DE INFORMACIÓN. MEDICIÓN DE INFORMACIÓN. UNIDADES DE MEDICIÓN DE INFORMACIÓN.
2. ¿Cuánta información transmite el mensaje de que el programa que necesita está en uno de los ocho disquetes?
1. Información Es conocimiento o información sobre alguien o algo.
Información– se trata de información que puede recopilarse, almacenarse, transmitirse, procesarse y utilizarse.
Cada carácter en una computadora tiene una secuencia correspondiente.
de 8 ceros y unos, llamado byte:
1 byte = 8 bits
La cantidad de información con un enfoque probabilístico se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:
1). La fórmula de Hartley.
I = log 2 N o 2 I = N,
donde N es el número igualmente probable eventos (número de opciones posibles),
I - cantidad de información.
2). Fórmula de Hartley modificada.
y la fórmula se parece
I = log 2 (1/p) = - log 2 p
donde p es la probabilidad de que ocurra cada uno de N posibles eventos igualmente probables.
3). La fórmula de Shannon.
H = S p yo h yo = - S p yo log 2 p yo
donde pi es la probabilidad de que el i-ésimo carácter del alfabeto aparezca en un mensaje;
hi = log 2 1/p i = - log 2 p i - la cantidad de información de propiedad contenida en un símbolo;
N - el valor promedio de la cantidad de información.
2. La cantidad de información se calcula mediante la fórmula: 2i = N, donde i es el valor deseado, N es el número de eventos. Por lo tanto, 23 =8.
