オペレーティング システムは、コンピューター ハードウェアを管理する、よく組織されたプログラムの集合です。コンピュータシステムの円滑な機能を担うシステムソフトウェアの一種です。
バッチオペレーティングシステム
1970 年代、バッチ処理は非常に人気がありました。この手法では、同様の種類のジョブがまとめてバッチ処理され、時間内に実行されます。人々はメインフレームと呼ばれる 1 台のコンピューターを使用することに慣れていました。
バッチ オペレーティング システムでは、アクセスは複数の人に与えられます。彼らはそれぞれのジョブを実行のためにシステムに送信します。
システムはすべてのジョブを先着順にキューに入れ、ジョブを 1 つずつ実行します。ユーザーは、すべてのジョブが実行されると、それぞれの出力を収集します。
このオペレーティング システムの主な目的は、ジョブが完了するとすぐに、あるジョブから別のジョブに制御を移すことでした。これには常駐モニターと呼ばれる小さなプログラムのセットが含まれており、常にメイン メモリの一部に常駐していました。残りの部分はサービス ジョブに使用されます。
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バッチOSのメリット
- 常駐モニターを使用すると、2 つのジョブ間の CPU 時間が削減されるため、コンピューターの効率が向上します。
バッチOSのデメリット
1. 飢餓
バッチ処理ではスタベーションが発生します。
例えば：
バッチには 5 つのジョブ J1、J2、J3、J4、および J5 が存在します。 J1 の実行時間が非常に長い場合、他の 4 つのジョブは実行されないか、非常に長い時間待機する必要があります。したがって、他のプロセスは枯渇してしまいます。
2. インタラクティブではない
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バッチ処理は、ユーザーの入力に依存するジョブには適していません。ジョブがコンソールから 2 つの数値を入力する必要がある場合、実行時にユーザーが存在しないため、バッチ処理シナリオではジョブはその数値を取得できません。
マルチプログラミング オペレーティング システム
マルチプログラミングは、CPU が常にビジー状態に保たれるバッチ処理の拡張機能です。各プロセスには、CPU 時間と IO 時間という 2 種類のシステム時間が必要です。
マルチプログラミング環境では、プロセスが I/O を実行すると、CPU は他のプロセスの実行を開始できます。したがって、マルチプログラミングによりシステムの効率が向上します。
マルチプログラミングOSのメリット
- CPU が常に 1 つのプログラムを実行するため、システム全体で増加しました。
- 応答時間も短縮できます。
マルチプログラミングOSのデメリット
- マルチプログラミング システムは、さまざまなシステム リソースが効率的に使用される環境を提供しますが、ユーザーとコンピュータ システムの対話は提供しません。
マルチプロセッシング オペレーティング システム
マルチプロセッシングでは、並列コンピューティングが実現されます。システムには複数のプロセスを同時に実行できる複数のプロセッサが存在します。これにより、システムのスループットが向上します。
マルチプロセッシングでは、並列コンピューティングが実現されます。システム内に複数のプロセッサが存在すると、複数のプロセスを同時に実行できるため、システムのスループットが向上します。
アップキャスト
マルチプロセッシング オペレーティング システムの利点:
マルチプロセッシング オペレーティング システムの欠点
ダイアナ・アンクディノワ
- マルチプロセッシング オペレーティング システムは、複数の CPU を同時に処理するため、より複雑かつ洗練されています。
マルチタスクオペレーティングシステム
マルチタスク オペレーティング システムは、マルチプログラミング システムの論理的拡張です。 複数 同時にプログラムします。これにより、ユーザーは複数のコンピュータ タスクを同時に実行できます。
マルチタスク オペレーティング システムの利点
- このオペレーティング システムは、複数のユーザーを同時にサポートするのに適しています。
- マルチタスク オペレーティング システムには、明確に定義されたメモリ管理があります。
マルチタスク オペレーティング システムの欠点
- マルチタスク環境では、タスクを完了するために複数のプロセッサが同時に使用されるため、CPU がより多くの熱を発生します。
ネットワークオペレーティングシステム
ネットワークを介して他のコンピュータと便利かつコスト効率よく通信するためのソフトウェアと関連プロトコルを含むオペレーティング システムは、ネットワーク オペレーティング システムと呼ばれます。
ネットワークオペレーティングシステムの利点
- このタイプのオペレーティング システムでは、クライアントとサーバーが分離されるため、ネットワーク トラフィックが減少します。
- このタイプのシステムは、セットアップと保守のコストが低くなります。
ネットワーク オペレーティング システムの欠点
- このタイプのオペレーティング システムでは、システム内のいずれかのノードに障害が発生すると、システム全体に影響します。
- セキュリティとパフォーマンスは重要な問題です。したがって、ネットワーク管理には訓練を受けたネットワーク管理者が必要です。
リアルタイムオペレーティングシステム
リアルタイムシステムでは、各ジョブには期限があり、その期限内に完了しないと多大な損失が発生したり、結果が出たとしても全く無駄になってしまいます。
リアルタイム システムのアプリケーションは軍事用途の場合に存在します。ミサイルを投下したい場合、ミサイルは一定の精度で投下される必要があります。
リアルタイム オペレーティング システムの利点:
- リアルタイム オペレーティング システムでリアルタイム アプリケーションを簡単にレイアウト、開発、実行できます。
- リアルタイム オペレーティング システムでは、デバイスとシステムを最大限に活用します。
リアルタイム オペレーティング システムの欠点:
- リアルタイム オペレーティング システムの開発には非常にコストがかかります。
- リアルタイム オペレーティング システムは非常に複雑で、重要な CPU サイクルを消費する可能性があります。
タイムシェアリングオペレーティングシステム
タイム シェアリング オペレーティング システムでは、コンピュータ リソースが時間に依存して複数のプログラムに同時に割り当てられます。したがって、多数のユーザーがメイン コンピューターに直接アクセスできるようにするのに役立ちます。これはマルチプログラミングの論理的拡張です。タイムシェアリングでは、異なるユーザーが提供する複数のプログラムの間で CPU がスケジュールに基づいて切り替えられます。
タイムシェアリング オペレーティング システムでは、多くのユーザーに同時にサービスを提供できるため、高度な CPU スケジューリング スキームと入出力管理が必要です。
タイムシェアリング オペレーティング システムは構築が非常に難しく、高価です。
タイムシェアリングオペレーティングシステムの利点
- タイムシェアリング オペレーティング システムにより、リソースの効果的な利用と共有が可能になります。
- このシステムにより、CPU のアイドル状態と応答時間が短縮されます。
タイムシェアリングオペレーティングシステムの欠点
- データ転送速度は他の方法と比較して非常に高速です。
- 多くのユーザーが同時にシステムにアクセスするため、メモリおよびデータにロードされたユーザー プログラムのセキュリティと整合性を維持する必要があります。
分散オペレーティングシステム
分散オペレーティング システムは単一のマシンにインストールされるのではなく、複数の部分に分割され、これらの部分は異なるマシンにロードされます。通信を可能にするために、分散オペレーティング システムの一部が各マシンにインストールされます。分散オペレーティング システムは、さまざまなネットワーク プロトコルも処理する必要があるため、ネットワーク オペレーティング システムよりもはるかに複雑、大規模、洗練されています。
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分散オペレーティング システムの利点
- 分散オペレーティング システムはリソースの共有を提供します。
- このタイプのシステムはフォールトトレラントです。
分散オペレーティング システムの欠点
- プロトコルのオーバーヘッドが計算コストを大きく左右する可能性があります。