Tipos de sistema operativo
Los sistemas operativos están ahí desde la primera generación de computadoras y siguen evolucionando con el tiempo. En este capítulo, analizaremos algunos de los tipos importantes de sistemas operativos que se utilizan con más frecuencia.
Sistema operativo por lotes
Los usuarios de un sistema operativo por lotes no interactúan directamente con la computadora. Cada usuario prepara su trabajo en un dispositivo fuera de línea como tarjetas perforadas y lo envía al operador de la computadora. Para acelerar el procesamiento, los trabajos con necesidades similares se agrupan y se ejecutan como un grupo. Los programadores dejan sus programas con el operador y el operador luego clasifica los programas con requisitos similares en lotes.
Los problemas con los sistemas por lotes son los siguientes:
- Falta de interacción entre el usuario y el trabajo.
- La CPU suele estar inactiva porque la velocidad de los dispositivos de E / S mecánicos es más lenta que la de la CPU.
- Difícil proporcionar la prioridad deseada.
Sistemas operativos de tiempo compartido
El tiempo compartido es una técnica que permite a muchas personas, ubicadas en varios terminales, utilizar un sistema informático en particular al mismo tiempo. El tiempo compartido o la multitarea es una extensión lógica de la multiprogramación. El tiempo del procesador que se comparte entre varios usuarios simultáneamente se denomina tiempo compartido.
La principal diferencia entre los sistemas por lotes multiprogramados y los sistemas de tiempo compartido es que, en el caso de los sistemas por lotes multiprogramados, el objetivo es maximizar el uso del procesador, mientras que en los sistemas de tiempo compartido, el objetivo es minimizar el tiempo de respuesta.
La CPU ejecuta varios trabajos cambiando entre ellos, pero los cambios ocurren con mucha frecuencia. Así, el usuario puede recibir una respuesta inmediata. Por ejemplo, en un procesamiento de transacciones, el procesador ejecuta cada programa de usuario en una breve ráfaga o cuanto de cálculo. Es decir, sinlos usuarios están presentes, entonces cada usuario puede obtener un cuanto de tiempo. Cuando el usuario envía el comando, el tiempo de respuesta es de unos segundos como máximo.
El sistema operativo utiliza la programación y la multiprogramación de la CPU para proporcionar a cada usuario una pequeña porción de tiempo. Los sistemas informáticos que se diseñaron principalmente como sistemas por lotes se han modificado a sistemas de tiempo compartido.
Las ventajas de los sistemas operativos de tiempo compartido son las siguientes:
- Ofrece la ventaja de una respuesta rápida.
- Evita la duplicación de software.
- Reduce el tiempo de inactividad de la CPU.
Las desventajas de los sistemas operativos de tiempo compartido son las siguientes:
- Problema de fiabilidad.
- Cuestión de seguridad e integridad de los programas y datos del usuario.
- Problema de comunicación de datos.
Sistema operativo distribuido
Los sistemas distribuidos utilizan múltiples procesadores centrales para servir a múltiples aplicaciones en tiempo real y múltiples usuarios. Los trabajos de procesamiento de datos se distribuyen entre los procesadores en consecuencia.
Los procesadores se comunican entre sí a través de varias líneas de comunicación (como buses de alta velocidad o líneas telefónicas). Estos se conocen comoloosely coupled systemso sistemas distribuidos. Los procesadores en un sistema distribuido pueden variar en tamaño y función. Estos procesadores se denominan sitios, nodos, computadoras, etc.
Las ventajas de los sistemas distribuidos son las siguientes:
- Con la función de intercambio de recursos, un usuario de un sitio puede utilizar los recursos disponibles en otro.
- Acelere el intercambio de datos entre sí a través del correo electrónico.
- Si un sitio falla en un sistema distribuido, los sitios restantes potencialmente pueden seguir funcionando.
- Mejor servicio a los clientes.
- Reducción de la carga en la computadora host.
- Reducción de retrasos en el procesamiento de datos.
Sistema operativo de red
Un sistema operativo de red se ejecuta en un servidor y proporciona al servidor la capacidad de administrar datos, usuarios, grupos, seguridad, aplicaciones y otras funciones de red. El propósito principal del sistema operativo de red es permitir el acceso a archivos e impresoras compartidos entre varias computadoras en una red, generalmente una red de área local (LAN), una red privada u otras redes.
Los ejemplos de sistemas operativos de red incluyen Microsoft Windows Server 2003, Microsoft Windows Server 2008, UNIX, Linux, Mac OS X, Novell NetWare y BSD.
Las ventajas de los sistemas operativos de red son las siguientes:
- Los servidores centralizados son muy estables.
- La seguridad está gestionada por el servidor.
- Las actualizaciones a nuevas tecnologías y hardware se pueden integrar fácilmente en el sistema.
- El acceso remoto a los servidores es posible desde diferentes ubicaciones y tipos de sistemas.
Las desventajas de los sistemas operativos de red son las siguientes:
- Alto costo de comprar y ejecutar un servidor.
- Dependencia de una ubicación central para la mayoría de las operaciones.
- Se requieren actualizaciones y mantenimiento regulares.
Sistema operativo en tiempo real
Un sistema en tiempo real se define como un sistema de procesamiento de datos en el que el intervalo de tiempo requerido para procesar y responder a las entradas es tan pequeño que controla el entorno. El tiempo que tarda el sistema en responder a una entrada y visualización de la información actualizada requerida se denominaresponse time. Entonces, en este método, el tiempo de respuesta es muy menor en comparación con el procesamiento en línea.
Los sistemas en tiempo real se utilizan cuando existen requisitos de tiempo rígidos para el funcionamiento de un procesador o el flujo de datos y los sistemas en tiempo real se pueden utilizar como dispositivo de control en una aplicación dedicada. Un sistema operativo en tiempo real debe tener limitaciones de tiempo fijas y bien definidas; de lo contrario, el sistema fallará. Por ejemplo, experimentos científicos, sistemas de imágenes médicas, sistemas de control industrial, sistemas de armas, robots, sistemas de control de tráfico aéreo, etc.
Hay dos tipos de sistemas operativos en tiempo real.
Sistemas duros en tiempo real
Los sistemas duros en tiempo real garantizan que las tareas críticas se completen a tiempo. En sistemas duros en tiempo real, el almacenamiento secundario es limitado o falta y los datos se almacenan en ROM. En estos sistemas, la memoria virtual casi nunca se encuentra.
Sistemas suaves en tiempo real
Los sistemas blandos en tiempo real son menos restrictivos. Una tarea crítica en tiempo real tiene prioridad sobre otras tareas y retiene la prioridad hasta que se completa. Los sistemas blandos en tiempo real tienen una utilidad limitada que los sistemas duros en tiempo real. Por ejemplo, multimedia, realidad virtual, proyectos científicos avanzados como exploración submarina y rovers planetarios, etc.