Операционная система windows является многозадачной

Многозадачность в операционных системах, виды многозадачности

Многозада́чность — свойство ОС или среды выполнения обеспечивать возможность параллельной обработки нескольких процессов. Иными словами, многозадачность — способ выполнения нескольких задач в один период времени. При этом задачи делят между собой общие ресурсы (resources sharing), помимо этого осуществляется планирование (scheduling). [1]

Система называется однозадачной,если она не обладает свойством многозадачности, т.е. задачи в ней выполняются последовательно. DOS — одноза­дачная ОС.

Многозадачность имеет место при наличии нескольких потоков исполнения.
Поток исполнения — набор последовательных инструкций, выполняемых процессором во время работы программы. На одном процессорном ядре одновременно выполняется лишь один поток исполнения, который называется активным. Процесс выбора активного исполнительного потока носит название планирование.

По типу наименьшего элемента управляемого кода

Процессная многозадачность.

Здесь программа — наименьший элемент управляемого кода, которым может управлять планировщик операционной системы. Известна большинству пользователей (одновременная работа в текстовом редакторе и прослушивание музыки). Многозадачная система позволяет двум или более программам выполняться одновременно.

Поточная многозадачность.

Многопоточность — специализированная форма многозадачности. Наименьший элемент управляемого кода — поток. Многопотоковая (multi-threaded) система предоставляет возможность одновременного выполнения одной программой 2 и более задач

По способу организации времени выполнения каждого процесса

Параллельная многозадачность

Параллельная многозадачность, когда каждая задача исполняется в своём аппаратном микропроцессорном ядре действительно одновременно друг с другом. Реализация данного типа многозадачности требует больших материальных вложений. Альтернативой параллельной многозадачности является применение псевдопараллельной многозадачности или совокупности параллельной и псевдопараллельной многозадачности при наличии нескольких процессорных ядер.

Типы псевдопараллельной многозадачности

Невытесняющая многозадачность. Существенным ограничением такого подхода является то, что время, затрачиваемое программой на обработку сообщения может быть очень большим, а управление операционной системе передается только после обработки сообщения.

Совместная или кооперативная многозадачность. ОС передает управление от одного приложения другому не в любой момент времени, а только когда текущее приложение отдает управление системе, получил, как было упомянуто, название кооперативной многозадачности

Вытесняющая, или приоритетная, многозадачность (режим реального времени)

С Windows 95 ОС действительно контролирует и управляет процессами, потоками и их переключением. Способность ОС прервать выполняемый поток практически в любой момент времени и передать управление другому ожидающему потоку определяется термином preemptive multitasking — преимущественная, или вытесняющая, многозадачность.

Win9X/NT. Windows, в отличие от MS DOS, представляет собой многозадачную операционную сис­тему, созданную для одновременной работы ряда приложений и/или меньших процессов с максимальными возможностями использования аппаратного обеспечения. Это означа­ет, что Windows является разделяемой средой: ни одно приложение не может получить в свое распоряжение всю систему целиком. Хотя Windows 95, 98, ME, ХР и 2000/NT похо­жи, они имеют ряд технических отличий. Однако в этой книге рассматриваются общие черты, а не отличия, так что делать большую драму из различия операционных систем не стоит.

Windows – это многозадачная операционная система, то есть она может одновременно выполнять две и более программ. Конечно, программы используют единственный процессор и, строго говоря, выполняются не одновремен­но. Однако высокое быстродействие компьютера создает такую иллюзию. Windows поддерживает два типа многозадачности: процессную и потоковую.

1. Процесс – это программа (или приложение – в терминологии Windows), находящиеся в фазе выполнения. Процессная многозадачность заключается в том, что Windows может выполнять одновременно более одной программы. Таким образом, Windows поддерживает «традиционную» процессную многозадачность, с которой Вы, ве­роятно, знакомы.

2. Поток – это отдельно выполняемая и управляемая часть программы. Название происходит от термина «поток выполнения». Любой процесс имеет как минимум один поток. В Windows процесс может иметь несколько (много) потоков.

Тот факт, что Windows способна управлять потоками, и каждый процесс может иметь несколько потоков, означает, что любой процесс может иметь две или более частей, выполняющихся одновременно. Следовательно, работая в Windows, можно одновременно выполнять как несколько программ, так и частей отдельной програм­мы. Вы увидите ниже, что это свойство делает возможным написание очень эффек­тивных программ.

Для доступа к системе интерфейс в Windows использует множество функций, определенных в ней. Это множество функций называется Программным Интерфейсом Приложений (Application Program Interface, API). API содержит несколько сотен функций, которые программа пользователя может вызывать для доступа к Windows. Функции включают все необходимые системно-зависимые действия, такие как выделение памяти, вывод на экран, создание окон и т.п. Аналогичные WinAPI средства имеются и в современных версиях операционной системы Unix.

Windows позволяет выполняться нескольким приложениям од­новременно, при этом каждое приложение по очереди получает малый отрезок времени для выполнения, после чего наступает черед другого приложения. Как показано на рис. 1.1, процессор совместно используется несколькими выполняющимися процессами. Точное определение, какой именно процесс будет выполняться следующим и какое про­цессорное время выделяется каждому из приложений, – задача планировщика.

Планировщик может быть очень простым, обеспечивающим выполнение каждого из процессов одинаковое количество миллисекунд, а может быть и очень сложным, рабо­тающим с учетом различных уровней приоритета приложений и вытесняющим низко­приоритетные приложения. В Windows 9X/NT используется вытесняющий планировщик, ра­ботающий с учетом приоритетов. Это означает, что одни приложения могут получить больше процессорного времени, чем другие.

Однако беспокоиться о работе планировщика не стоит, если только Вы не разработ­чик операционной системы или программы, работающей в реальном времени. В боль­шинстве случаев Windows сама запустит и спланирует приложение, и с вашей стороны для этого не требуется никаких специальных действий.

Познакомившись с Windows поближе, мы увидим, что это не только многозадачная, но и многопоточная операционная система. Это означает, что в действительности про­граммы состоят из ряда более простых потоков выполнения. Выполнение этих потоков планируется так же, как и выполнение более мощных процессов, таких, как программы. Вероятно, в настоящий момент на вашем компьютере работает от 30 до 50 потоков, вы­полняющих разные задачи. Итак, в Windows единая программа может состоять из одного или нескольких потоков выполнения.

На рис. 1.2 схематически показана многопоточность в Windows. Как видите, каждая программа в действительности состоит, в дополнение к основному потоку, из нескольких рабочих потоков.

Для развлечения посмотрим, сколько потоков выполняется на вашей машине в на­стоящий момент. Нажмите на компьютере под управлением Windows для вызова Active Program Task Manager и посмотрите, чему равно количество выпол­няющихся в системе потоков (или процессов). Это не совсем та величина, которая нас интересует, но весьма близкая к ней. Нас интересует приложение, способное сообщить реальное количество выполняющихся процессов. Для этого подходит множество условно бесплатных и коммерческих программ, но они нас не интересуют, поскольку в Windows есть встроенное средство для получения этой информации.

В каталоге Windows (в большинстве случаев это папка WINDOWS) можно обнаружить программу SYSMON.EXE (она не включена в установку Windows по умолчанию, так что при ее отсутствии просто добавьте ее в систему посредством Control Panel Þ Add/Remove Programs Þ System Tools) или, в Windows NT, PERFMON.EXE. Данная программа предоставляет и другую важную информацию, такую, как использование памяти и загрузка процессора. Часто эта программа используется, чтобы отслеживать, что происходит при работе создаваемых программ.

А теперь о приятном: Вы можете сами управлять созданием потоков в своих програм­мах. Это одна из наиболее увлекательных возможностей при программировании игр – мы можем создать столько потоков, сколько нам потребуется для выполнения различных задач в дополнение к основному процессу игры.

Замечание: в Windows 98/NT введен новый тип объекта выполнения – нить (fiber), который еще проще, чем поток.

Вот основное отличие игр для Windows от игр для DOS. Поскольку DOS – одноза­дачная операционная система, в ней после запуска программы на выполнение больше ничего другого выполняться не может (не считая время от времени вызываемых обработ­чиков прерываний). Следовательно, если вы хотите добиться многозадачности или мно­гопоточности в DOS, вам придется эмулировать ее самостоятельно (см., например, книгу Teach Yourself Game Programming in 21 Days, где описано многозадачное ядро на основе DOS). И это именно то, чем многие годы занимались программисты игр. Конечно, эму­ляция многозадачности и многопоточности никогда не будет такой же надежной, как ре­альная многозадачность и многопоточность в поддерживающей их операционной систе­ме, но для отдельной игры такой эмуляции вполне достаточно.

Перед тем как перейти к программированию в Windows, нужно упомянуть еще одну де­таль. Вы можете подумать, что Windows – «волшебная» операционная система, поскольку позволяет одновременно решать несколько задач и выполнять несколько программ. Но это не так. Если в системе только один процессор, то одновременно может выполняться только один поток, программа или другая единица выполнения. Windows просто пере­ключается между ними так быстро, что создается иллюзия одновременной работы нескольких программ. Если же в системе несколько процессоров, то несколько задач могут выполняться действительно одновременно. Например, есть компьютер с двумя процессорами Pentium II 400MHz, работающий под управлением Windows 2000. В этой системе действительно возможно одновременное выполнение двух потоков инструкций. В ближайшем будущем следует ожидать новую архитектуру микропро­цессоров для персональных компьютеров, которая обеспечит одновременное выполне­ние нескольких потоков как часть конструкции процессора. Например, процессор Pen­tium имеет два модуля выполнения – U- и V-каналы. Следовательно, он может одновре­менно выполнять две инструкции, однако эти инструкции всегда из одного и того же потока. Аналогично, процессоры Pentium II, III, IV также могут выполнять несколько инструкций одновременно, но только из одного и того же потока.

Модель событий. Windows является многозадачной и многопоточной операционной системой, но при этом она остается операционной системой, управляемой событиями (event-driven). В отли­чие от программ DOS, большинство программ Windows попросту ждут, пока пользователь не сделает что-то, что запустит событие, в ответ на которое Windows предпримет некоторые действия. На рис. 1.3 Вы можете рассмотреть работу этой системы. Здесь изображены не­сколько окон приложений, каждое из которых посылает свои события или сообщения Win­dows для последующей обработки. Windows выполняет обработку определенных сообще­ний, но большинство из них передаются для обработки вашему приложению.

Хорошая новость состоит в том, что Вам нет необходимости беспокоиться о других рабо­тающих приложениях – Windows сама разберется с ними. Все, что вы должны сделать, – это позаботиться о вашем собственном приложении и обработке сообщений для вашего окна (окон). Ранее, в Windows 3.0/3.1, это было не так. Эти версии Windows не были истинно многозадачными операционными системами, и каждое приложение должно было передать управ­ление следующему. Это означало, что если находилось приложение, которое ухитрялось на­долго захватить систему, другие приложения ничего не могли с этим поделать.

Теперь о концепциях операционной системы Вам известно почти все. К счастью, Windows настолько хорошо подходит для написания программ, что Вам не нужно заботиться о планировании, – от Вас требуется лишь программный код приложения.

Далее Вы встретитесь с реальным программированием и увидите, на­сколько простое это занятие. Но (всегда это «но»!) пока что Вам следует познакомиться с некоторыми соглашениями, используемыми программистами Microsoft. Применяя их, Вы никогда не запутаетесь среди имен функций и переменных.

Динамические библиотеки

Поскольку API содержит несколько сотен функций, можно предположить, что каждая программа для Windows должна связываться с большим количеством библиотек, и это может привести к дублированию большого объема кода. Однако это не так. Вместо обычных библиотек функции Windows API объединены в динамические библиотеки (Dynamic Link Library, DLL), доступ к которым может получить любая программа во время выполнения. В настоящем разделе Вы познакомитесь с тем, как работает динамическое связывание. Функции API Windows хранятся в перемещаемом формате в DLL. В процессе компиляции, когда программа вызывает функцию API, компоновщик не добавляет код этой функции к исполняемому модулю. Вместо него он добавляет только инструкции для загрузки функции, содержащие имя DLL, в которой находится функция, и ее имя. При выполнении программы все необходимые функции API также загру­жаются в память. Таким образом, при построении программы код функций API фактически не используется – он добавляется только тогда, когда программа загружается в память для выполнения.

Динамическое связывание имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, посколь­ку практически все программы используют функции API, DLL сохраняет место на диске, не дублируя объектный код в выполняемых файлах. Во-вторых, дополнения и расширения Windows могут ограничиваться изменением программ в отдельных динамических библиотеках, и существующие приложения не будут нуждаться в перекомпиляции.

Приложения Windows могут использовать до 16 Гбайт виртуальной памяти! Более того, эти 16 Гбайт адресуются прямо, без переключения сегментов. В отличие от других операционных систем, которые используют сегментированную память, Windows рассматривает адресное пространство задачи как линейное. И поскольку она виртуализирует память, то каждое приложение может занять столько памяти, сколько (в разумной мере) пожелает. Так как прямая адресация более понятна программисту, она позволяет избежать опасности, связанной с использованием прежнего сегментного подхода.

Windows использует схему переключения задач с автовыгрузкой (preemptive multitasking), базируясь на временных квантах. Отработав некоторое время, задача в Windows автоматически выгружается системой и управление передается следую­щей задаче (если таковая имеется). Такая схема переключения является более предпочтительной, поскольку позволяет операционной системе полностью контро­лировать все задачи и предохраняет ее от блокирования одной задачей. Большинство программистов рассматривают схему переключения задач с автовыгрузкой как более прогрессивную.

Многозадачная операционная система (ОС) может работать над более чем одной задачей одновременно, очень быстро переключаясь между задачами. Все задачи могут относиться к одному или нескольким пользователям. … Это позволяет системе плавно переключаться между задачами.

Что такое многозадачная операционная система?

Многозадачность в операционной системе — это позволяя пользователю выполнять более одной компьютерной задачи (например, работа прикладной программы) за раз. Операционная система может отслеживать, где вы находитесь в этих задачах, и переходить от одной к другой без потери информации.

Также известна как многозадачная операционная система?

2) Кооперативная многозадачная ОС: также известна как ОС без вытеснения. В этой ОС процессы вытесняются через фиксированный интервал времени. Процесс может произвольно управлять ЦП или, когда ЦП простаивает, позволяет одновременно запускать несколько приложений.

Какая операционная система не является многозадачной?

DOS не является многозадачной операционной системой.

Windows 10 — это многозадачная операционная система?

Изучите три различных способа многозадачности и использования нескольких рабочих столов в Windows 10. Нажмите кнопку «Просмотр задач» или нажмите Alt-Tab на клавиатуре, чтобы просматривать приложения или переключаться между ними. Чтобы использовать два или более приложений одновременно, возьмитесь за верхнюю часть окна приложения и перетащите его в сторону.

Какие два типа многозадачности?

Операционные системы ПК используют два основных типа многозадачности: кооперативный и упреждающий.

Какая ОС используется чаще всего?

Самая популярная операционная система на компьютере

• Windows 10 — самая популярная операционная система для настольных и портативных компьютеров.
• Android — самая популярная операционная система для смартфонов.
• iOS — самая популярная операционная система для планшетов.
• Варианты Linux наиболее широко используются в Интернете вещей и смарт-устройствах.

Какие бывают два типа операционных систем?

Типы операционных систем

• Пакетная ОС.
• Распределенная ОС.
• Многозадачная ОС.
• Сетевая ОС.
• Реальная ОС.
• Мобильная ОС.

Что такое многопользовательская операционная система?

Многопользовательская операционная система компьютерная операционная система, которая позволяет нескольким пользователям получать доступ к одной системе с одной операционной системой на ней. … Различные пользователи получают доступ к машине под управлением ОС через сетевые терминалы. ОС может обрабатывать запросы от пользователей по очереди между подключенными пользователями.

Какая не операционная система?

Android это не операционная система.

Что такое программная группа?

x, программная группа окно в диспетчере программ, содержащее значки, представляющие приложения к которому можно получить доступ на компьютере. …

Какая операционная система может дать наименьшее имя файла?

Решение (от команды Examveda)

DOS (Дисковая операционная система) — это операционная система, которая запускается с жесткого диска.

 

Программный интерфейс приложений

Графический интерфейс пользователя

• 1 — строка заголовка title bar
• 2 — строка меню menu bar
• 3 — системное меню system menu
• 4 — кнопка сворачивания окна minimize box
• 5 — кнопка разворачивания окна maximize box
• 6 — рамка изменения размеров sizing border
• 7 — клиентская область client area
• 8 — горизонтальная и вертикальная полосы прокрутки scroll bars

Многозадачность

Процессы и потоки

Дескрипторы

Контекст устройства

Назад: Создание Windows-приложений

Многозадачность в операционной системе Windows

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Многозадачность

Под многозадачностью понимается организация одновременного выполнения нескольких прикладных программ с помощью разделения между ними процессорного времени. Таким образом, можно говорить о переключении задач, которое происходит незаметно для пользователя и самих программ. Следует иметь в виду, что одновременное выполнение нескольких машинных команд на одном процессоре невозможно. Операционная система сама выделяет каждой задаче требуемые ресурсы и корректно решает проблемы распределения контроля над ними. Такими ресурсами могут быть оперативная память, внешние устройства и т. п. Быстрота, с которой процессор переключается с выполнения одной задачи на другую, создает впечатление одновременного их выполнения.

Распределение процессорного времени между несколькими задачами реализуется специальной компонентой операционной системы, называемой планировщиком. При каждой смене задачи планировщик должен сохранить статус (состояние) прерванной задачи, загрузить в процессор статус новой задачи и передать ей управление в той точке, где она была прервана в предыдущий раз. Статус задачи определяется содержимым счетчика команд, регистров общего назначения и т. п., и обычно сохраняется в специальной структуре данных, называемой управляющим блоком процесса, или РСВ (Process Control Block).

В принципе существуют два основных метода позволяющие организовать переключение задач в рамках какой — либо операционной системы:

• Переключение по событию
• Переключение по времени

Переключение по событию

Переключение задач по событию показано на рис 1.

В этом режиме операционная система не определяет самостоятельно момент смены текущей задачи. Он может быть указан активной задачей, «добровольно» приостанавливающей свое выполнение с помощью специального обращения к операционной системе. Кроме того, задача прерывается, если она обращается к функциям операционной системы, например, с запросом на ввод/вывод. Поскольку на время выполнения запроса к операционной системе задача ожидает результата затребованной операции, она переходит в режим ожидания, и операционная система может передать управление процессором другой задаче, которая на данный момент готова к выполнению. Этот метод требует организации системы приоритетов, позволяющей избежать ситуации, когда какая – либо программа, не осуществляющая обращений к функциям операционной системы, будет выполняться, фактически, в монопольном режиме. Поэтому самые высокие приоритеты назначаются задачам с большим количеством обращений к функциям операционной системы.

Переключение по времени

Переключение задач по времени показано на рис 2.

Рис 2. Переключение задач по времени.

Этот метод основан на использовании внешнего сигнала, поступающего на процессор через равные интервалы времени. Обычно используется аппаратное прерывание от внешнего таймера. Когда возникает такое прерывание, операционная система прекращает выполнение активной в данный момент задачи и сохраняет ее состояние. Планировщик анализирует затем список ожидающих задач и передает управление процессором выбранной задаче. Таким образом, метод основан на разделении, что позволяет выделить каждой задаче заранее определенный интервал времени.

Многозадачность в операционной системе Windows

В операционной системе Windows реализован метод разделения времени в сочетании с системой приоритетов. На практике переключение задач происходит в одном из следующих случаев:

1. Прерывание от таймера. Это означает, что время, предоставленное активной задаче, истекло. Планировщик прекращает ее выполнение и передает управление задаче с наибольшим приоритетом. Такое переключение происходит наиболее часто.

2. Текущая задача запрашивает операцию ввода/вывода. Поскольку задача должна ожидать окончания этой операции, планировщик приостанавливает ее выполнение и активизирует задачу с наибольшим приоритетом.

3. Активная задача освобождает ресурс, который ожидала задача с большим приоритетом. Планировщик приостанавливает выполнение текущей задачи в пользу другой, более приоритетной.

4. Внешнее, т. е., аппаратное прерывание сигнализирует о завершении операции ввода/вывода на периферийное устройство, которое ожидалось другой, более приоритетной задачей. Последняя начинает выполняться вместо текущей задачи.

В Windows каждая запущенная 32- х битовая программа называется процессом. Процесс в основном имеет дело с распределением ресурсов системы. Исполняемый код для системы является другим объектом, называемым нитью, или потоком управления (thread). Когда запускается новый процесс, ему автоматически придается одна нить. Нити (потоки) используются операционной системой Windows для диспетчеризации времени процессора. Диспетчеризация — это метод выделения времени каждой из нитей (не процессов, поскольку процесс может иметь несколько нитей). Операционная система рассматривает все готовые к запуску потоки и выбирает для выполнения один из них. Диспетчер также определяет квант времени, предоставляемый для выполнения каждому из потоков.

Из вышеизложенного следует, что механизм процессов и потоков позволяет программному обеспечению, работающему под управлением Windows, реализовать внутри программную многозадачную работу. Такая возможность является большим достоинством этой операционной системы. Например, в электронных таблицах нужно пересчитывать данные при изменении пользователем содержимого ячеек. Пересчет сложной таблицы может занять несколько секунд, но тщательно продуманная программа не должна тратить время на эту операцию после каждого изменения. Вместо этого можно выделить функциональный блок повторных расчетов в отдельный поток с более низким (чем у первичного) приоритетом. Таким образом, пока пользователь набирает данные, исполняется первичный поток, т. е., система не выделяет времени потоку, занимающемуся пересчетом. В случае возникновения паузы в процессе ввода система приостановит выполнение первичного потока и отдаст процессор в распоряжение потока, занимающегося пересчетом. При возобновлении ввода данных первичный поток (более приоритетный) вытеснит поток, занимающийся расчетами. Создание дополнительного потока в данном случае сделает всю программу более реактивной на действия пользователя.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

В данной лабораторной работе изучаются методы создания и запуска процессов и потоков в рамках операционной системы Windows.

Источник

Многозадачность Windows 10 — настройка прикрепления окон открытых приложений

Главная / Рабочий стол / Многозадачность Windows 10 — настройка прикрепления окон открытых приложений

Многозадачность Windows 10 — это относительно новый раздел в «Параметрах» операционной системы. Он содержит полезные настройки автоматического упорядочивания открытых окон приложений на Рабочем столе.

При перетаскивании пользователем любого открытого окна в угол или сторону экрана, автоматически сработает функция прикрепления. Она изменит его размер и заполнит свободное пространство другими окнами, если одновременно открыто несколько.

Перетаскивать можно не только способом удерживания зажатой левую кнопку мыши на строке заголовка, но и горячими клавишами с клавиатуры. Найдите клавишу Win (в некоторых случаях может иметь логотип ОС Windows) и скомбинируйте её со стрелками вправо или влево.

Такая работа функции «Snap Assist» знакома нам с момента выхода ОС Windows 7. Тогда она имела название «Aero Snap». Сейчас она значительно улучшена и переименована.

Некоторым пользователям нравится её использовать, другим нет. Независимо от ваших предпочтений, вы должны владеть информацией о том, как отключить Snap Assist в том случае, когда отсутствует необходимость в её функционировании.

МНОГОЗАДАЧНОСТЬ WINDOWS 10

Следующие шаги вам необходимо предпринять для настройки или деактивации прикрепления с упорядочиванием окон открытых приложений. Не волнуйтесь, вы всегда сможете вернуть всё в исходное состояние!

Нажмите сочетание клавиш Win + I на клавиатуре для быстрого доступа или откройте «Параметры» системы в меню кнопки «Пуск». В открывшемся окне выберите категорию «Система» и перейдите в раздел «Многозадачность».

Справа вы увидите подраздел «Прикрепление», где сможете отключить различные аспекты функции привязки. Если вы хотите отключить Snap Assist, снимите отметку с опции «При прикреплении окна показывать, что можно прикрепить рядом с ним».

Вот и все. Если вы обнаружите, что работать без этой функции неудобно, вернитесь к этим же настройкам многозадачности и активируйте их снова.

Мы всегда рады оказать вам посильную помощь в решении различных проблем, связанных с работой компьютера или операционной системы. Взаимодействие осуществляется через форму комментариев или e-mail.

Источник

М Многозадачность

Когда в начале 60-х годов прошлого века создали первую операционную систему IBM, пользователей поразила возможность компьютера выполнять несколько функций одновременно. То есть процессор легко переключался с одной задачи на другую, постепенно доводя их все до логического завершения. Впечатлившись таким эффектом, мультизадачность попробовали перенести в сферу человеческой деятельности. Тогда показалось, что умение выполнять несколько дел одновременно – это очень полезный навык, овладев которым можно кратно повысить эффективность в работе при этом сэкономив уйму времени. Так ли это на самом деле? Давайте разбираться.

Что такое многозадачность?

Начнем с определения. Многозадачность – это возможность, умение, навык выполнять несколько процессов одновременно, переключаясь с одной задачи на другую. Изначально термин применялся сугубо в среде программирования, но постепенно перекочевал в производство и в сферу человеческой деятельности.

Скорей всего вы не раз слышали о выдающихся способностях Цезаря делать одновременно два и больше дел. Воодушевившись таким «подвигом», вы «задвинули» усердие в выполнении одного дела на дальнюю полку и попробовали переключаться с одной задачи на другую, потом на третью и так далее. Всего по чуть-чуть и что в итоге?

А на выходе вы получили несколько начатых задач и ни одной завершенной. Вдобавок ко всему вы совершенно запутались, какое дело выполнить в первую очередь, а какое отложить напоследок. И, главное, вы потратили время и ресурсы мозга впустую. Мотивация на нуле, ком незавершенных задач вырос до небес. В итоге минусовая эффективность и стрессовая ситуация. Приехали.

Умение работать в режиме многозадачности – это не такой уж полезный и ценный навык, как кажется на первый взгляд. Исследования показывают, что мультизадачность вредит трудоспособности человека. Мы не роботы к счастью, поэтому продуктивность работы во многом зависит от умения концентрироваться на выполнении одной задачи. Цепочку дел мы выполняем последовательно, завершая одно и приступая к другому. По мере достижения целей растет мотивация и желание добиваться больших успехов, экономится время. Казалось бы, схватившись за два дела сразу, время на выполнение задач должно сократиться наполовину. Но в действительности потребуется вдвое больше усилий и при этом шансы на успешное завершение сократятся.

Например, вам нужно расставить 10 тарелок на столе, полить цветы на подоконнике в 10 вазах и разослать 10 пригласительных SMS. Попробуем включить режим многозадачности – это, значит, делаем все сразу, перепрыгивая с одной задачи на другую. Поставили 3 тарелки, побежали поливать 3 цветочные вазы, а потом или одновременно с поливом отправили 3 SMS. Вернулись к тарелкам, следом вазы и опять сообщения. И так по кругу. Простые задачки, но, выполняя их все сразу, вы устанете сильнее и потратите времени больше. При этом на середине всего действа включатся побочные эффекты многозадачности: вместо того чтобы отправить SMS, вы, зачем-то польете телефон водой или выставите тарелку на подоконник, а не на стол.

А теперь сделайте те же простые задачи последовательно: сначала тарелки, потом поливка и в завершении отправка сообщений. Вы удивитесь – и дела идут быстрее и мозг цел!

Усложним нагрузку, а точнее сделаем приближенной к реальности. Например, вы пишите отчет или презентацию и одновременно проверяете новые сообщения в одноклассниках или ВК, отвечаете на смс или просьбы коллег помочь по «неотложному» делу. В 99% случаев, работая в режиме такой многозадачности, вы заметите, что время утекло непонятно куда, рабочий настрой улетучился, а основной работы сделано всего 10-15%. Шокирующий вывод: чем больше вы отвлекаетесь, тем сложнее сосредоточиться на работе. Гаджеты, аккаунты в соцсетях, email-почта и другое – это пожиратели времени и усилий, которые вы могли бы с куда большей пользой потратить на полезное дело.

Мы сильно преувеличиваем важность коммуникации – эта мысль кажется такой несовременной в нашу эпоху. Но, если вы планируете завершить задачу максимально эффективно и быстро, то отключите все раздражители. Это поможет сосредоточиться на задаче.

Как работать в таком режиме?

Режим многозадачности в работе – это сочетание следующих качеств: аналитическое мышление, системный подход, высокая организованность. Требования не самые простые, но чтобы их выработать, рекомендуем придерживаться следующих рекомендаций:

• Планируйте дела на день, неделю, месяц вперед. Бывает полезно даже прописать задачи на 1-2 часа, чтобы четко и вовремя их выполнить. Однако не составляйте нереальный план – это один из «хитрых» способов прокрастинации. Список дел должен мотивировать на достижение конкретных задач, промежуточные цели должны быть осуществимы за 1-2 итерации, мозг не должен быть забит лишней информацией. Ещё одно преимущество реального плана в том, что вам проще будет мотивировать себя на выполнение простой задачи.
• Распределите задачи по важности. Самые важные дела начинайте с утра. Помните принцип 20 на 80? Сначала делайте то, что приближает к поставленной цели. Думайте как стратег. Используйте уже проверенные методики Брайана Трейси «АБВГД», Дуайта Эйзенхауэра «Матрица» и, например, почитайте об эффекте Блюмы Зейгарник.
• Зациклите работу. Что значит многозадачность в «правильном» понимании этого термина? У вас может быть несколько дел, которые нужно выполнить за конкретный период времени. Если вы наброситесь на всё сразу, то не достигнете желаемого. Вдобавок получите стресс и депрессию. Чтобы решать эффективно, сосредотачивайтесь на каждой задаче. Например, возьмите на вооружение простой метод Франческо Чирилло, который называется «работать помидорами». То есть вы знаете, что можете продуктивно работать над задачей 45 минут, но потом вам требуется 10-15 отдыха. Возьмите таймер и поставьте период в три четверти часа. В это время полностью погрузитесь в выполнение дела. Как услышите сигнал – отдыхайте. Выпейте кофе, пообщайтесь в соцсетях, проверьте почту. Словом делайте то, что нравится. Отдохнув, снова заводите таймер и делайте работу. Давать отдых мозгу после режима концентрации полезно – это повышает эффективность в последующие отрезки времени.
• Не отвлекайтесь во время работы. Отключите в период концентрации над задачей все отвлекающие факторы – соцсети, оповещения на телефоне и электронной почте. Все это – пожиратели времени. Отведите определенные часы для проверки почты, просмотра аккаунтов и прочего. Не нужно каждые 10 минут листать ленту соцсетей в поиске новых сообщений.
• Разводите похожие виды деятельности и проекты на разное время. Наш мозг любит все упрощать и многие одинаковые дела сваливать в одну кучу. Именно поэтому, мы, находясь в здравом уме и светлой памяти, ставим электрический чайник на газовую печку, наносим на кожу зубную пасту вместо крема и делаем другие глупости. Например, вы можете довольно продуктивно соединить два дела: совершать покупки в мегамаркете и решать деловые вопросы по телефону. Эти действия из разных сфер, поэтому мозг видит различия и не смешивает все в одну кучу.
• Включайте музыку во время работы. Как ни странно, но звуки помогают лучше сосредоточиться и заряжают энергией. Конечно, музыка должна быть в тему – не напрягать, не отвлекать внимание на себя.
• Фиксируйте результаты. То есть переносите выполненные задачи в папку «завершенные» — это дисциплинирует мозг. Вы видите, что сделали за час, день, неделю, месяц и сколько осталось до финиша.
• Подключайте «напоминалки». Гаджеты могут стать вашими помощники в личной эффективности. Планируйте, на какое время поставить ту или иную задачу и, главное, выполняйте свой план.
• Старайтесь действовать последовательно, то есть делайте задачи одну за другой. Конечно, бывает необходимым выполнить сразу два дела за раз, но все хорошо в меру. Подходите к трате своих умственных ресурсов с позиции экономии: если не нужно напрягаться и включать режим многозадачности, то и не стоит этого делать.
• Отдыхайте разнообразно. Продуктивность в работе напрямую связана с качеством отдыха. Можно «пахать» 12 часов, приходить домой и падать без сил на кровать. А завтра снова на работу. Такой режим подходит для роботов, но у человека сильно творческое начало и продуктивность работы зависит от того, как он отдыхает после неё. Например, можно пролежать выходной на диване, уставившись в телевизор, или сходить в театр, музей, съездить с друзьями на пикник.

Многозадачность – это капризное и довольно сложное свойство психики человека. Если мы не сможем его обуздать, чтобы использовать себе во благо, то оно оседлает нас и выжмет все соки. Помните об этом!

Плюсы и минусы

Рассмотрим преимущества мультизадачности:

1. При надлежащем планировании действительно можно эффективно решать несколько задач одновременно. То есть, выполняя дела, вы должны четко понимать, каких результатов должны достичь.
2. Многозадачность помогает развить пластичность мышления и способность удержать в поле внимания несколько задач. Это неплохой тренажер для мозга.
3. Способность делать несколько дел одновременно и делать это хорошо, помогает быстро реагировать на форс-мажорные обстоятельства, улучшает стратегическое мышление и видение ситуации. В некоторых нишах действительно полезно сразу охватить несколько направлений одновременно, проанализировать их перспективность и только потом принимать решения по каждому из них.

1. Поверхностная обработка информации. Когда много всего, то мозг скользит по верхушках, не вникая в суть процессов. Такой человек берет общее изо всех сфер, но ни в одной не является профи.
2. Высока вероятность ошибок. При недостаточной концентрации на задаче или при эффекте переноса данных с одной задачи на другую, неизменно совершаются ошибки. Внимание у многостаночника рассеивается, и это сильно вредит результату.
3. Повышается утомляемость. Попытки ухватиться за всё сразу требует больших затрат энергии как физической, так и умственной. Человек быстрее устает, а продуктивность стремится к нулю.
4. Растут горы неоконченных дел. Лихо начать 10-20 дел одновременно никто не запрещает, но не стоит ждать такого же быстрого их завершения. Из 10 начатых дел к финишной черте доводят 1-2 задачи, при этом сорвав все сроки и потратив в разы больше усилий. А что с остальными? Они лежат и ждут своей участи – годами, десятилетиями.

Последствия многозадачности бывают крайне неприятными. Увеличивается когнитивная нагрузка, то есть приходится тратить больше умственных ресурсов на обработку потока информации. Снижается продуктивность работы, многостаночники зачастую неправильно оценивают свои возможности и недооценивают силу отвлекающих факторов. Снижается способность к концентрации внимания на задаче, многозадачность не ценится в среде высоких технологий, научных исследований и других сферах со сложными алгоритмами работы.

Многозадачность приводит к выгоранию. Люди, практикующие такой подход, нарушают естественные механизмы мотивации и вознаграждения, которые имеются в нашем мозге. Нейробиология доказала, что снижение плотности серого вещества в передней поясной коре головного мозга из-за стресса приводит к потере радости от мыслительных усилий.

Совмещение дел может быть опасным для жизни и здоровья. Например, вы находитесь за рулем автомобиля и пытаетесь одновременно вести переговоры с партнером. Вероятность аварии возрастает в разы.

Резюме

Мы узнали, что такое многозадачность. Изучили, как работать в таком режиме, какие есть плюсы и минусы выполнения нескольких дел одновременно. Мультизадачность можно использовать для тренировки пластичности мозга, однако в рабочей среде полезнее развивать навык последовательного выполнения дел. Тише едешь – дальше будешь!

Источник

По сути, вы можете выгрузить в файл любой текст, который хотите. CTRL-D отправляет сигнал конца файла, который завершает ввод и возвращает вас в оболочку. Использование оператора >> добавит данные в конец файла, а использование оператора> перезапишет содержимое файла, если он уже существует.

Определение — многозадачная операционная система предоставляет интерфейс для одновременного выполнения нескольких программных задач одним пользователем в одной компьютерной системе. Например, любую задачу редактирования можно выполнять, пока другие программы выполняются одновременно.

Изучите три различных способа многозадачности и использования нескольких рабочих столов в Windows 10. Нажмите кнопку «Просмотр задач» или нажмите Alt-Tab на клавиатуре, чтобы просматривать приложения или переключаться между ними. Чтобы использовать два или более приложений одновременно, возьмитесь за верхнюю часть окна приложения и перетащите его в сторону.

Что означает многозадачность в ОС?

многозадачность, одновременный запуск нескольких программ (наборов инструкций) на одном компьютере. Многозадачность используется для того, чтобы все ресурсы компьютера работали как можно больше времени.

Также известна как многозадачная операционная система?

2) Кооперативная многозадачная ОС: также известна как ОС без вытеснения. В этой ОС процессы вытесняются через фиксированный интервал времени. Процесс может произвольно управлять ЦП или, когда ЦП простаивает, позволяет одновременно запускать несколько приложений.

Что такое класс многозадачности 11?

Несколько приложений, которые можно запускать одновременно в Windows известны как многозадачность.

Какие два типа многозадачности?

Операционные системы ПК используют два основных типа многозадачности: кооперативный и упреждающий.

Что такое многозадачность приведите пример?

Многозадачность — это когда один человек выполняет несколько задач одновременно. Примеры включают жевательная резинка во время прогулки, отправка электронных писем во время встречи и разговоров по телефону во время просмотра телевизора. Исследования показывают, что у многозадачности есть как преимущества, так и недостатки.

Что такое многозадачность и ее виды?

Есть два основных типа многозадачности: упреждающий и кооперативный. … При вытеснительной многозадачности операционная система распределяет фрагменты времени ЦП для каждой программы. В совместной многозадачности каждая программа может управлять процессором столько, сколько ей нужно.

Как ОС поддерживает многозадачность?

При многозадачности задержка или задержка заметны только в приложениях, требующих больших ресурсов; как, например, более высокая память или графические возможности. Это связано с тем, что во время многозадачности операционная система выполняет более одной задачи. за счет совместного использования общих ресурсов, таких как ЦП и память.

Win9X/NT. Windows, в отличие от MS DOS, представляет собой многозадачную операционную сис­тему, созданную для одновременной работы ряда приложений и/или меньших процессов с максимальными возможностями использования аппаратного обеспечения. Это означа­ет, что Windows является разделяемой средой: ни одно приложение не может получить в свое распоряжение всю систему целиком. Хотя Windows 95, 98, ME, ХР и 2000/NT похо­жи, они имеют ряд технических отличий. Однако в этой книге рассматриваются общие черты, а не отличия, так что делать большую драму из различия операционных систем не стоит.

Windows – это многозадачная операционная система, то есть она может одновременно выполнять две и более программ. Конечно, программы используют единственный процессор и, строго говоря, выполняются не одновремен­но. Однако высокое быстродействие компьютера создает такую иллюзию. Windows поддерживает два типа многозадачности: процессную и потоковую.

1. Процесс – это программа (или приложение – в терминологии Windows), находящиеся в фазе выполнения. Процессная многозадачность заключается в том, что Windows может выполнять одновременно более одной программы. Таким образом, Windows поддерживает «традиционную» процессную многозадачность, с которой Вы, ве­роятно, знакомы.

2. Поток – это отдельно выполняемая и управляемая часть программы. Название происходит от термина «поток выполнения». Любой процесс имеет как минимум один поток. В Windows процесс может иметь несколько (много) потоков.

Тот факт, что Windows способна управлять потоками, и каждый процесс может иметь несколько потоков, означает, что любой процесс может иметь две или более частей, выполняющихся одновременно. Следовательно, работая в Windows, можно одновременно выполнять как несколько программ, так и частей отдельной програм­мы. Вы увидите ниже, что это свойство делает возможным написание очень эффек­тивных программ.

Для доступа к системе интерфейс в Windows использует множество функций, определенных в ней. Это множество функций называется Программным Интерфейсом Приложений (Application Program Interface, API). API содержит несколько сотен функций, которые программа пользователя может вызывать для доступа к Windows. Функции включают все необходимые системно-зависимые действия, такие как выделение памяти, вывод на экран, создание окон и т.п. Аналогичные WinAPI средства имеются и в современных версиях операционной системы Unix.

Windows позволяет выполняться нескольким приложениям од­новременно, при этом каждое приложение по очереди получает малый отрезок времени для выполнения, после чего наступает черед другого приложения. Как показано на рис. 1.1, процессор совместно используется несколькими выполняющимися процессами. Точное определение, какой именно процесс будет выполняться следующим и какое про­цессорное время выделяется каждому из приложений, – задача планировщика.

Планировщик может быть очень простым, обеспечивающим выполнение каждого из процессов одинаковое количество миллисекунд, а может быть и очень сложным, рабо­тающим с учетом различных уровней приоритета приложений и вытесняющим низко­приоритетные приложения. В Windows 9X/NT используется вытесняющий планировщик, ра­ботающий с учетом приоритетов. Это означает, что одни приложения могут получить больше процессорного времени, чем другие.

Однако беспокоиться о работе планировщика не стоит, если только Вы не разработ­чик операционной системы или программы, работающей в реальном времени. В боль­шинстве случаев Windows сама запустит и спланирует приложение, и с вашей стороны для этого не требуется никаких специальных действий.

Познакомившись с Windows поближе, мы увидим, что это не только многозадачная, но и многопоточная операционная система. Это означает, что в действительности про­граммы состоят из ряда более простых потоков выполнения. Выполнение этих потоков планируется так же, как и выполнение более мощных процессов, таких, как программы. Вероятно, в настоящий момент на вашем компьютере работает от 30 до 50 потоков, вы­полняющих разные задачи. Итак, в Windows единая программа может состоять из одного или нескольких потоков выполнения.

На рис. 1.2 схематически показана многопоточность в Windows. Как видите, каждая программа в действительности состоит, в дополнение к основному потоку, из нескольких рабочих потоков.

Для развлечения посмотрим, сколько потоков выполняется на вашей машине в на­стоящий момент. Нажмите на компьютере под управлением Windows для вызова Active Program Task Manager и посмотрите, чему равно количество выпол­няющихся в системе потоков (или процессов). Это не совсем та величина, которая нас интересует, но весьма близкая к ней. Нас интересует приложение, способное сообщить реальное количество выполняющихся процессов. Для этого подходит множество условно бесплатных и коммерческих программ, но они нас не интересуют, поскольку в Windows есть встроенное средство для получения этой информации.

В каталоге Windows (в большинстве случаев это папка WINDOWS) можно обнаружить программу SYSMON.EXE (она не включена в установку Windows по умолчанию, так что при ее отсутствии просто добавьте ее в систему посредством Control Panel Þ Add/Remove Programs Þ System Tools) или, в Windows NT, PERFMON.EXE. Данная программа предоставляет и другую важную информацию, такую, как использование памяти и загрузка процессора. Часто эта программа используется, чтобы отслеживать, что происходит при работе создаваемых программ.

А теперь о приятном: Вы можете сами управлять созданием потоков в своих програм­мах. Это одна из наиболее увлекательных возможностей при программировании игр – мы можем создать столько потоков, сколько нам потребуется для выполнения различных задач в дополнение к основному процессу игры.

Замечание: в Windows 98/NT введен новый тип объекта выполнения – нить (fiber), который еще проще, чем поток.

Вот основное отличие игр для Windows от игр для DOS. Поскольку DOS – одноза­дачная операционная система, в ней после запуска программы на выполнение больше ничего другого выполняться не может (не считая время от времени вызываемых обработ­чиков прерываний). Следовательно, если вы хотите добиться многозадачности или мно­гопоточности в DOS, вам придется эмулировать ее самостоятельно (см., например, книгу Teach Yourself Game Programming in 21 Days, где описано многозадачное ядро на основе DOS). И это именно то, чем многие годы занимались программисты игр. Конечно, эму­ляция многозадачности и многопоточности никогда не будет такой же надежной, как ре­альная многозадачность и многопоточность в поддерживающей их операционной систе­ме, но для отдельной игры такой эмуляции вполне достаточно.

Перед тем как перейти к программированию в Windows, нужно упомянуть еще одну де­таль. Вы можете подумать, что Windows – «волшебная» операционная система, поскольку позволяет одновременно решать несколько задач и выполнять несколько программ. Но это не так. Если в системе только один процессор, то одновременно может выполняться только один поток, программа или другая единица выполнения. Windows просто пере­ключается между ними так быстро, что создается иллюзия одновременной работы нескольких программ. Если же в системе несколько процессоров, то несколько задач могут выполняться действительно одновременно. Например, есть компьютер с двумя процессорами Pentium II 400MHz, работающий под управлением Windows 2000. В этой системе действительно возможно одновременное выполнение двух потоков инструкций. В ближайшем будущем следует ожидать новую архитектуру микропро­цессоров для персональных компьютеров, которая обеспечит одновременное выполне­ние нескольких потоков как часть конструкции процессора. Например, процессор Pen­tium имеет два модуля выполнения – U- и V-каналы. Следовательно, он может одновре­менно выполнять две инструкции, однако эти инструкции всегда из одного и того же потока. Аналогично, процессоры Pentium II, III, IV также могут выполнять несколько инструкций одновременно, но только из одного и того же потока.

Модель событий. Windows является многозадачной и многопоточной операционной системой, но при этом она остается операционной системой, управляемой событиями (event-driven). В отли­чие от программ DOS, большинство программ Windows попросту ждут, пока пользователь не сделает что-то, что запустит событие, в ответ на которое Windows предпримет некоторые действия. На рис. 1.3 Вы можете рассмотреть работу этой системы. Здесь изображены не­сколько окон приложений, каждое из которых посылает свои события или сообщения Win­dows для последующей обработки. Windows выполняет обработку определенных сообще­ний, но большинство из них передаются для обработки вашему приложению.

Хорошая новость состоит в том, что Вам нет необходимости беспокоиться о других рабо­тающих приложениях – Windows сама разберется с ними. Все, что вы должны сделать, – это позаботиться о вашем собственном приложении и обработке сообщений для вашего окна (окон). Ранее, в Windows 3.0/3.1, это было не так. Эти версии Windows не были истинно многозадачными операционными системами, и каждое приложение должно было передать управ­ление следующему. Это означало, что если находилось приложение, которое ухитрялось на­долго захватить систему, другие приложения ничего не могли с этим поделать.

Теперь о концепциях операционной системы Вам известно почти все. К счастью, Windows настолько хорошо подходит для написания программ, что Вам не нужно заботиться о планировании, – от Вас требуется лишь программный код приложения.

Далее Вы встретитесь с реальным программированием и увидите, на­сколько простое это занятие. Но (всегда это «но»!) пока что Вам следует познакомиться с некоторыми соглашениями, используемыми программистами Microsoft. Применяя их, Вы никогда не запутаетесь среди имен функций и переменных.

Динамические библиотеки

Поскольку API содержит несколько сотен функций, можно предположить, что каждая программа для Windows должна связываться с большим количеством библиотек, и это может привести к дублированию большого объема кода. Однако это не так. Вместо обычных библиотек функции Windows API объединены в динамические библиотеки (Dynamic Link Library, DLL), доступ к которым может получить любая программа во время выполнения. В настоящем разделе Вы познакомитесь с тем, как работает динамическое связывание. Функции API Windows хранятся в перемещаемом формате в DLL. В процессе компиляции, когда программа вызывает функцию API, компоновщик не добавляет код этой функции к исполняемому модулю. Вместо него он добавляет только инструкции для загрузки функции, содержащие имя DLL, в которой находится функция, и ее имя. При выполнении программы все необходимые функции API также загру­жаются в память. Таким образом, при построении программы код функций API фактически не используется – он добавляется только тогда, когда программа загружается в память для выполнения.

Динамическое связывание имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, посколь­ку практически все программы используют функции API, DLL сохраняет место на диске, не дублируя объектный код в выполняемых файлах. Во-вторых, дополнения и расширения Windows могут ограничиваться изменением программ в отдельных динамических библиотеках, и существующие приложения не будут нуждаться в перекомпиляции.

Приложения Windows могут использовать до 16 Гбайт виртуальной памяти! Более того, эти 16 Гбайт адресуются прямо, без переключения сегментов. В отличие от других операционных систем, которые используют сегментированную память, Windows рассматривает адресное пространство задачи как линейное. И поскольку она виртуализирует память, то каждое приложение может занять столько памяти, сколько (в разумной мере) пожелает. Так как прямая адресация более понятна программисту, она позволяет избежать опасности, связанной с использованием прежнего сегментного подхода.

Windows использует схему переключения задач с автовыгрузкой (preemptive multitasking), базируясь на временных квантах. Отработав некоторое время, задача в Windows автоматически выгружается системой и управление передается следую­щей задаче (если таковая имеется). Такая схема переключения является более предпочтительной, поскольку позволяет операционной системе полностью контро­лировать все задачи и предохраняет ее от блокирования одной задачей. Большинство программистов рассматривают схему переключения задач с автовыгрузкой как более прогрессивную.

Однозадачные и многозадачные операционные системы

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса: однозадачные (MS DOS) и многозадачные (OS/2, Unix, Windows).

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

1. Системы пакетной обработки (ОС ЕС);

2. Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows);

3. Системы реального времени (RT11).

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом.

Основы
операционной системы Microsoft
Windows.
История развития, типы операционных
систем. Основные понятия Windows,
файловая структура. Справочная система
Windows.
Управление операционной системой
Windows.
Работа с документами. Универсальные
технологические операции в среде Windows

Операционная
система – это комплекс
программ, обеспечивающих управление
работой компьютера и его взаимодействие
с пользователем.

С
точки зрения человека операционная
система служит посредником между
человеком, электронными компонентами
компьютера и прикладными программами.
Она позволяет человеку запускать
программы, передавать им и получать от
них всевозможные данные, управлять
работой программ, изменять параметры
компьютера и подсоединённых к нему
устройств, перераспределять ресурсы.
Работа на компьютере фактически является
работой с его операционной системой.
При установке на компьютер только
операционной системы (ОС) ничего
содержательного на компьютере также
сделать не удастся. Для ввода и оформления
текстов, рисования графиков, расчёта
зарплаты или прослушивания лазерного
диска нужны специальные прикладные
программы. Но и без ОС ни одну прикладную
программу запустить невозможно.

Операционная
система решает задачи, которые можно
условно разделить на две категории:

·
во-первых, управление всеми ресурсами
компьютера;

·
во-вторых, обмен данными между устройствами
компьютера, между компьютером и человеком.

Кроме
того, именно ОС обеспечивает возможность
индивидуальной настройки компьютера:
ОС определяет, из каких компонентов
собран компьютер, на котором она
установлена, и настраивает сама себя
для работы именно с этими компонентами.

Ещё
не так давно работы по настройке
приходилось выполнять пользователю
вручную, а сегодня производители
компонентов компьютерной техники
разработали протокол
plug-and-play (включил —
заработало). Этот протокол позволяет
операционной системе в момент подключения
нового компонента получить информацию
о новом устройстве, достаточную для
настройки ОС на работу с ним.

Операционные
системы для ПК различаются по нескольким
параметрам. В частности, ОС бывают:

·
однозадачные и
многозадачные;

·
однопользовательские
и многопользовательские;

·
сетевые
и несетевые.

Кроме
того, операционная система может иметь
командный или графический многооконный
интерфейс (или оба сразу).

Однозадачные
операционные системы позволяют в каждый
момент времени решать только одну
задачу. Такие системы обычно позволяют
запустить одну программу в основном
режиме.

Многозадачные
системы позволяют запустить одновременно
несколько программ, которые будут
работать параллельно.

Главным
отличием многопользовательских
систем от однопользовательских
является наличие средств защиты
информации каждого пользователя от
несанкционированного доступа других
пользователей. Следует заметить, что
не всякая многозадачная система является
многопользовательской, и не всякая
однопользовательская ОС является
однозадачной.

В
последние годы фактическим стандартом
стал графический многооконный интерфейс,
где требуемые действия и описания
объектов не вводятся в виде текста, а
выбираются из меню, списков файлов и
т.д.

На
смену операционной системе MS DOS с ее
графическими оболочками Windows 3.1 и Windows
3.11 пришли полноценные операционные
системы семейства Windows (сначала Windows 95,
затем Windows 98, Windows Millennium, Windows 2000, Windows XP,
Windows Vista и Windows 7). На рисунке показаны
этапы развития персональных компьютеров
класса РС и операционной системы Windows:

Операционные
системы семейства
Windows представляет собой
32-разрядные операционные системы,
обеспечивающую многозадачную и
многопоточную обработку приложений.
Они поддерживает удобный графический
пользовательский интерфейс, возможность
работы в защищенном режиме, совместимость
с программами реального режима и сетевые
возможности. В Windows реализована технология
поддержки самонастраивающейся аппаратуры
Plug and Play, допускаются длинные имена
файлов и обеспечиваются повышенные
характеристики устойчивости.

32-разрядность
означает, что операции над 32-разрядными
данными здесь выполняются быстрее, чем
над 16-разрядными. 32-разрядные
Windows-приложения выполняются в собственном
адресном пространстве, доступ в которое
для других программ закрыт. Это защищает
приложения от ошибок друг друга. При
сбое в работе одного приложения другое
продолжает нормально функционировать.
Сбойное же приложение можно завершить.

Многозадачность
предоставляет возможность параллельной
работы с несколькими приложениями. Пока
одно из них занимается, например, печатью
документа на принтере или приемом
электронной почты из сети Internet, другое
может пересчитывать электронную таблицу
или выполнять другую полезную работу.

Многопоточность
позволяет определенным образом
разработанным приложениям одновременно
выполнять несколько своих собственных
процессов. Например, работая с многопоточной
электронной таблицей, пользователь
сможет делать перерасчет в одной таблице
в то время, как будет выполняться печать
другой и загрузка в память третьей. Пока
один поток находится в состоянии
ожидания, например, завершения операции
обмена данными с медленным периферийным
устройством, другой может продолжать
выполнять свою работу.

Отличительной
чертой Windows является объектно-ориентированный
подход к построению системы. На уровне
пользователя объектный подход выражается
в том, что интерфейс представляет собой
подобие реального мира, а работа с
машиной сводится к действиям с привычными
объектами. Так, папки можно открыть,
убрать в портфель, документы – просмотреть,
исправить, переложить с одного места
на другое, выбросить в корзину, факс или
письмо – отправить адресату и т. д.
Пользователь работает с задачами и
приложениями так же, как с документами
на своем письменном столе.
Обьектно-ориентированный подход
реализуется через модель рабочего
стола
– первичного объекта Windows. После загрузки
Windows он выводится на экран. На рабочем
столе могут быть расположены различные
объекты: программы, папки с документами
(текстами, рисунками, таблицами), ярлыки
программ или папок.

Ярлыки
обеспечивают доступ к программе или
документу из различных мест, не создавая
при этом нескольких физических копий
файла. На рабочий стол можно поместить
не только пиктограммы приложений и
отдельных документов, но и папок. Папки
— еще одно название каталогов.

Существенным
нововведением в Windows стала панель
задач.
Несмотря на небольшие функциональные
возможности, она делает наглядным
механизм многозадачности и намного
ускоряет процесс переключения между
приложениями. Внешне панель задач
представляет собой полосу, обычно
располагающуюся в нижней части экрана,
на которой размещены кнопки приложений
и кнопка “Пуск”. В правой ее части
обычно присутствуют часы и небольшие
пиктограммы программ, активных в данный
момент.

Windows
обеспечивает работу с аудио и видеофайлами
различных форматов. Значительным
достижением Windows стали встроенные в
систему программы для компьютерных
коммуникаций. Коммуникационные средства
Windows рассчитаны на обычных пользователей
и не требуют специальных знаний. Эти
средства включают в себя возможности
работы в локальных сетях и глобальных
сетях, настройку модемов, подключение
к электронной почте и многое другое.

В
операционной системе Windows при работе с
окнами и приложениями широко применяется
манипулятор мышь. Обычно мышь используется
для выделения фрагментов текста или
графических объектов, установки и снятия
флажков, выбора команд меню, кнопок
панелей инструментов, манипулирования
элементами управления в диалогах,
«прокручивания» документов в окнах.

В
Windows активно используется и правая
кнопка мыши. Поместив указатель над
интересующем объекте и сделав щелчок
правой кнопкой мыши, можно раскрыть
контекстное
меню,
содержащее наиболее употребительные
команды, применимые к данному объекту.

При
завершении работы нельзя просто выключить
компьютер, не завершив работу системы
по всем правилам — это может привести к
потере некоторых несохраненных данных.
Для правильного завершения работы
необходимо сохранить данные во всех
приложениях, с которыми работал
пользователь, завершить работу всех
ранее запущенных DOS-приложений, открыть
меню кнопки “Пуск” и выбрать команду
“Завершение работы”.

Справочная
система Windows

Современное
программное обеспечение отличается
высокой сложностью, поэтому и в
операционной системе, и в большинстве
ее приложений предусмотрено наличие
справочных систем. Справочная
система Windows
представляет собой не только набор
справочных файлов, но и мощное средство
для получения консультации и поддержки
по любым проблемам, которые могут
возникнуть в процессе работы с системой.

Способы
получения справки

Главное
меню

Вызов
основного справочника Windows
осуществляется из Главного меню командой
Пуск Справка
и поддержка.

Клавиша
F1

Клавиша
<F1> в Windows
зарезервирована для вызова справочной
информации по теме активного окна. Если
открыто программное окно, то при нажатии
клавиши <F1> появляется
основное окно справки с содержанием
разделов, в котором выделен (подсвечен)
раздел соответствующий данной программе.

Если
открыто диалоговое окно, то нажатие
клавиши <F1> вызовет
справку по теме запроса или текущего
поля диалогового окна.

Справка
в диалоговых окнах

При
работе с элементами управления диалоговых
окон часто возникает потребность в
быстрой и короткой справке. Эту возможность
предоставляет специальная кнопка
подсказки ,
расположенная в строке
заголовка рядом с закрывающей кнопкой.
После щелчка на кнопке подсказки нужно
навести указатель мыши на интересующий
элемент управления, и щелкнуть левой
кнопкой. Появится всплывающая подсказка,
в которой описано назначение данного
элемента.

Контекстная
подсказка

Пояснения
об элементах диалоговых окон можно
получить и другим способом. Нужно
щелкнуть на элементе правой
клавишей мыши. При этом либо сразу
появится всплывающая подсказка, либо
контекстное меню с единственным пунктом
«Что это такое?». Щелчок левой кнопкой
на этих словах вызовет контекстную
справку. Иногда достаточно указать на
элемент мышью, чтобы появилась всплывающая
подсказка.

Справка
в приложениях

В
строке меню почти всех Windows-программ
имеется пункт Справка
(иногда представленный просто знаком
вопроса). При помощи этого пункта можно
вызвать основное окно справки, а также
получить справочную информацию о
программе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

В многозадачной операционной системе (ОС) возможно выполнения нескольких процессов одновременно, это достигается за счет наличия специального планировщика, который динамически распределяет ресурсы  оперативной памяти и процессорного времени между исполняемыми приложениями. В зависимости от приоритета задачи и  ресурсных потребностей всей системы на данный момент, при необходимости, часть ожидающих программ может быть перенесена  из оперативной памяти на жесткий диск (файл подкачки) и возвращена обратно, когда подойдет их очередь к выполнению.

Однозадачная система лишена таких возможностей, и приложения в ней выполняются последовательно: следующая задача начинает выполняться только по окончанию работы предыдущей.

Первой более-менее стабильно работающей многозадачной операционной системой была ОС UNIX, разработанная в 1969 году, наиболее известной однозадачной ОС, пожалуй, является MS-DOS.

Современные  ОС,  предназначенные для настольного компьютера, планшета или мобильного телефона, все многозадачные.

      

1. Главная

2. Туториалы

3. Учебные

4. Компьютер для начинающих

Существует четыре типа операционных систем —

• Операционная система реального времени
• Однопользовательская/однозадачная операционная система
• Однопользовательская/многозадачная операционная система
• Многопользовательская/многозадачная операционная система

Операционная система реального времени

Операционная система реального времени предназначена для запуска приложений реального времени. Он может быть как однозадачным, так и многозадачным. Примеры включают Abbasi, AMX RTOS и т. д.

Преимущества

• Это работает очень быстро.
• Это экономит время, так как его не нужно загружать из памяти.
• Поскольку он очень маленький, он занимает меньше места в памяти.

Однопользовательская/однозадачная ОС

Операционная система, которая позволяет одному пользователю выполнять только одну задачу за раз, называется однопользовательской однозадачной операционной системой. Такие функции, как печать документа, загрузка изображений и т. д., могут выполняться только по одной за раз. Примеры включают MS-DOS, Palm OS и т. д.

Преимущества

• Эта операционная система занимает меньше места в памяти.

Недостатки

• Он может выполнять только одну задачу за раз.

Однопользовательская/многозадачная ОС

Операционная система, которая позволяет одному пользователю выполнять более одной задачи одновременно, называется однопользовательской многозадачной операционной системой. Примеры включают ОС Microsoft Windows и Mac OS.

Преимущества

• Это экономит время, так как выполняет несколько задач одновременно, обеспечивая высокую производительность.

Недостатки

• Эта операционная система очень сложна и занимает больше места.

Многопользовательская/многозадачная ОС

Это операционная система, которая позволяет нескольким пользователям использовать программы, одновременно работающие на одном сетевом сервере. Единственный сетевой сервер называется «терминальным сервером». «Терминальный клиент» — это программное обеспечение, поддерживающее пользовательские сеансы. Примеры включают UNIX, MVS и т. д.

Преимущества

• Он очень производительный, так как выполняет несколько задач одновременно.
• Это экономит время, так как нам не нужно вносить изменения во многие рабочие столы, вместо этого мы можем вносить изменения только в сервер.

Недостатки

• Если соединение с сервером разорвано, пользователь не может выполнять какие-либо задачи на клиенте, поскольку он подключен к этому серверу.

Популярные операционные системы

Операционная система Windows

Операционная система Windows разработана корпорацией Microsoft. Он предоставляет пользователям графический интерфейс пользователя (GUI) и возможность многозадачности. Он также обеспечивает управление виртуальной памятью и несколькими периферийными устройствами. По статистике около 90% компьютеров перешли на операционную систему Windows.

Операционная система Linux

Linux — это многозадачная операционная система, поддерживающая различных пользователей и множество задач. Это открытый исходный код, т. е. код для Linux доступен бесплатно. Linux может работать на любом компьютере и поддерживает практически любой тип приложений. Linux использует интерфейс командной строки. Он также поддерживает среду графического интерфейса пользователя на базе Windows, называемую «оболочкой». Наиболее популярными поставщиками Linux являются Red Hat и Novell. Некоторые из версий Linux включают Ubuntu, Fedora, Linux Mint и т. д.

Подробности

июля 02, 2014

Просмотров: 127266

Операционные системы, создают связь между пользователями и приложениями образуя ядро компьютерных систем.

ОС диссоциируют программы от аппаратного обеспечения и упрощают управление ресурсами. Давайте посмотрим на различные типы операционных систем и узнаем, чем они отличаются друг от друга.

Операционная система является программным компонентом компьютерной системы, которая отвечает за управление различной деятельностью и обмена ресурсов компьютера. Здесь проводятся несколько приложений, которые работают на компьютере и обрабатывают операции компьютерного оборудования. Пользователи и прикладные программы получают доступ к услугам, предлагаемых операционных систем, с помощью системных вызовов и интерфейсов прикладного программирования. Пользователи взаимодействуют с операционной системой компьютера через интерфейсы командной строки (CLIS) или графический интерфейс пользователя, известный как GUI. Короче говоря, операционная система позволяет взаимодействовать пользователям с компьютерными системами, выступая в качестве связующего звена между пользователями или прикладными программами и аппаратными средствами компьютера. Вот краткий обзор различных типов операционных систем.

Операционная система в режиме реального времени: Является многозадачной операционной системой, которая направлена ​​на выполнение приложений реального времени. Операционные системы в режиме реального времени часто используют специализированные алгоритмы планирования таким образом, что они могут достичь детерминированного характера поведения. Главным объектом операционных систем реального времени является их быстрая и предсказуемая реакция на события. Система управляется событиями, переключается между задачами на основе их приоритетов, с разделением времени переключения задач.

Windows CE, ОС-9, Symbian и LynxOS вот некоторые из широко известных операционных систем реального времени.

Многопользовательские и однопользовательские операционные системы: Компьютерные операционные системы этого типа позволяют нескольким пользователям получать доступ в компьютерную систему одновременно. Системы с разделением времени могут быть классифицированы как многопользовательские системы, поскольку они позволяют множественный доступ пользователей к компьютеру через разделение времени. Однопользовательские операционные системы в отличие от многопользовательских операционных систем могут использоваться только одним пользователем одновременно. Возможность создания несколько пользователей в операционной системе Windows, не делает ее многопользовательской системой. Скорее, только администратор сети является реальным пользователем. Но для Unixи подобных операционных систем, есть возможность сразу двум пользователям войти в систему в одно время, и эта возможность ОС делает ее многопользовательской операционной системой.

Windows 95, Windows2000, MaxOS и Palm OS являются примерами однопользовательских операционных систем. Unix и OpenVMS примеры многопользовательских операционных систем.

Многозадачность и однозадачность операционных систем: Когда разрешено запускать одновременно только одну программу, система группируются под категорией однозадачной системы, а в случае, если операционная система позволяет выполнение нескольких задач одновременно, классифицируется как многозадачная операционная система. Многозадачность может быть двух типов, а именно упреждающей или кооперативной. В многозадачной операционной системе посвящает один слот для каждой из программ. Unix-подобные операционные системы, такие как Solaris и Linux, поддерживают многозадачность. Кооперативная многозадачность достигается при опоре на каждом процессе, чтобы дать время для других процессов в определенном порядке. Этот вид многозадачности похож на идею блока многопоточности, в которой один поток проходит, пока другой заблокирован каким-либо другим событием. MS Windowsдо Windows 95 используют для поддержки кооперативную многозадачность.

PalmOS для Palm КПК являются однозадачными операционными системами. 9x Windows, поддерживает многозадачность. DOS + является относительно менее известной многозадачной операционной системой. Он может поддерживать многозадачность из четырех 86-битных  программ.

Распределенная операционная система: операционная система, которая управляет группой независимых компьютеров и делает их одним компьютером. Развитие сетевых компьютеров, которые могут быть связаны между собой, породило распределенные вычисления. Распределенные вычисления осуществляются на более чем одном компьютере. Когда компьютеры сотрудничают в групповой работе, они создают распределенную систему.

Амеба, Plan9 и ЛОКУС (разработанные в 1980-х годах) являются примерами распределенных операционных систем.

Встроенные системы: Операционные системы, предназначенные для использования во встраиваемых компьютерных системах. Они предназначены для работы на небольших машинах, таких как КПК. Они способны работать с ограниченным числом ресурсов. Они очень компактны и эффективны.

Windows CE, FreeBSD и Minix 3 примеры встраиваемых операционных систем. Использование Linuxво встраиваемых компьютерных систем называют EmbeddedLinux.

Мобильная операционная система: Хотя она по функционалу и не является родом операционных систем, мобильная ОС, безусловно, важное упоминание в списке типов операционных систем. Мобильная ОС управляет мобильным устройством,  ее дизайн поддерживает беспроводную связь и мобильные приложения. Она имеет встроенную поддержку мобильных мультимедийных форматов. Планшетные ПК и смартфонов работают на мобильных операционных системах.

Blackberry OS, Androidот Googleи IOS от Apple являются одними из самых известных мобильных операционных систем.

Пакетная обработка и интерактивные системы: Пакетная обработка относится к исполнению компьютерных программ в «партиях» без ручного вмешательства. В системах пакетной обработки, программы собраны, сгруппированы и обрабатываются в более поздний срок. В них нет запросов пользователей для входа, входные данные собираются заранее для дальнейшей обработки. Входные данные собираются и обрабатываются в партиях, отсюда и название пакетной обработки. IBM, ОС имеет возможности пакетной обработки.

Интернет и сеть: В онлайн-обработке данных, пользователь остается в контакте с компьютером и процессы выполняются под управлением центрального процессора компьютера. Когда процессы не выполняются под прямым контролем процессора, обработка упоминается как в автономном режиме. Давайте возьмем пример пакетной обработки. Здесь дозирование или группировка данных может быть сделана без пользователя и вмешательства центрального процессора; это может быть сделано в автономном режиме. Но выполнение самого процесса может произойти под непосредственным управлением процессора, то есть в Интернете.

Операционные системы способствуют упрощению взаимодействия человека с компьютерной техникой. Они несут ответственность за связь прикладных программ с аппаратными средствами, что позволяет достичь легкого доступа пользователей к компьютерам. 

Читайте также

Обновлено: 08.10.2023

• Операционная система реального времени (RTOS). Операционные системы реального времени используются для управления оборудованием, научными приборами и промышленными системами. ОСРВ обычно имеет очень мало возможностей пользовательского интерфейса и не имеет утилит для конечного пользователя, поскольку система будет представлять собой «запечатанную коробку» при доставке для использования. Важно, чтобы ОСРВ управляла ресурсами компьютера таким образом, чтобы конкретная операция выполнялась точно за одно и то же время каждый раз, когда она происходит. В сложной машине более быстрое перемещение детали только потому, что доступны системные ресурсы, может иметь столь же катастрофические последствия, как и отсутствие движения вообще из-за занятости системы.
• Один пользователь, одна задача. Как следует из названия, эта операционная система предназначена для управления компьютером, чтобы один пользователь мог эффективно выполнять одну задачу за раз. MS-DOS — хороший пример однопользовательской однозадачной операционной системы.
• Однопользовательская, многозадачная. Сегодня большинство людей используют этот тип операционной системы на своих настольных и портативных компьютерах. Платформы Microsoft Windows и Apple macOS являются примерами операционных систем, которые позволяют одному пользователю одновременно работать с несколькими приложениями. Например, вполне возможно, что пользователь Windows пишет заметку в текстовом процессоре, загружая файл из Интернета и печатая текст сообщения электронной почты.
• Многопользовательский режим. Многопользовательская операционная система позволяет нескольким пользователям одновременно использовать ресурсы компьютера. Операционная система должна следить за тем, чтобы требования различных пользователей были сбалансированы, и чтобы каждая из используемых ими программ имела достаточные и отдельные ресурсы, чтобы проблема с одним пользователем не затрагивала все сообщество пользователей. Unix, VMS и операционные системы для мэйнфреймов, такие как MVS, являются примерами многопользовательских операционных систем.
• Распределенная. Эти операционные системы управляют несколькими компьютерами одновременно. Вместо того, чтобы использовать один мощный компьютер для решения больших задач, распределенные операционные системы разбивают его на части среди множества более мелких компьютеров. Вы можете найти эти системы в гигантских фермах серверов, но любители и преподаватели также создают свои собственные распределенные системы, используя недорогие машины и даже перепрофилированные игровые консоли.

Важно различать многопользовательские операционные системы и однопользовательские операционные системы, поддерживающие работу в сети. Если вы работаете в офисе, где системный администратор контролирует, какое программное обеспечение вы можете или не можете иметь на своем рабочем компьютере, вы используете однопользовательскую систему, которая является частью сети. Вы можете распечатать документ на принтере, совместно используемом другими сотрудниками, или иметь файловый сервер, на котором хранятся документы вашего отдела.

Помня о различных типах операционных систем, пришло время рассмотреть основные функции, предоставляемые операционной системой.

Что такое однозадачная операционная система? Однозадачная система может одновременно запускать только одну программу, в то время как многозадачная операционная система позволяет одновременно запускать более одной программы. Совместная многозадачность достигается за счет того, что каждый процесс выделяет время другим процессам определенным образом.

В чем разница между однозадачными и многозадачными операционными системами? Основное различие между однопользовательской и многопользовательской операционной системой заключается в том, что в однопользовательской операционной системе только один пользователь может получить доступ к компьютерной системе одновременно, в то время как в многопользовательской операционной системе несколько пользователей могут получить доступ к компьютерной системе одновременно.

Что такое многозадачность в операционной системе? Многозадачность в операционной системе позволяет пользователю выполнять более одной компьютерной задачи (например, работу прикладной программы) одновременно. Операционная система может отслеживать, где вы находитесь в этих задачах, и переходить от одной к другой без потери информации.

Что такое однопользовательская многозадачная ОС? Однопользовательская/многозадачная ОС

Операционная система, которая позволяет одному пользователю выполнять несколько задач одновременно, называется однопользовательской многозадачной операционной системой. Примеры включают ОС Microsoft Windows и Macintosh.

Что такое многопользовательская и многозадачная система? Резюме: разница между многопользовательской и многозадачностью заключается в том, что многопользовательская операционная система позволяет двум или более пользователям запускать программы одновременно. В то время как многопроцессорная операционная система поддерживает два или более процессоров, выполняющих программы одновременно, это также называется многозадачностью.

Что такое однозадачная операционная система? – Дополнительные вопросы

Какие бывают 4 типа ОС?

Ниже приведены популярные типы ОС (операционных систем): Пакетная операционная система. Многозадачная ОС с разделением времени. Многопроцессорная ОС.

Что такое многозадачность и ее виды?

Существует два основных типа многозадачности: вытесняющая и совместная.При вытесняющей многозадачности операционная система выделяет кванты времени ЦП каждой программе. При совместной многозадачности каждая программа может управлять ЦП столько времени, сколько ей нужно.

Что является примером многозадачности?

Многозадачность – это когда один человек выполняет несколько задач одновременно. Примеры включают жевание резинки во время ходьбы, отправку электронных писем во время встречи и разговор по телефону во время просмотра телевизора. Исследования показывают, что у многозадачности есть как преимущества, так и недостатки.

Сколько существует типов ОС?

Существует пять основных типов операционных систем. Эти пять типов ОС, скорее всего, работают на вашем телефоне, компьютере или других мобильных устройствах, таких как планшет.

Является ли однопользовательская и многозадачная операционная система?

Однозадачность и многозадачность

Однозадачная система может одновременно запускать только одну программу, тогда как многозадачная операционная система допускает одновременное выполнение нескольких программ. Unix-подобные операционные системы, такие как Solaris и Linux, а также не-Unix-подобные, такие как AmigaOS, поддерживают вытесняющую многозадачность.

Кто создал Boss OS?

BOSS – это индийский дистрибутив GNU/Linux, разработанный CDAC и настроенный в соответствии с цифровой средой Индии. Он поддерживает большинство индийских языков.

Что такое многопользовательская и многозадачная система класса 9?

ОС, которая позволяет выполнять несколько задач одновременно, называется многозадачной ОС. В этом типе ОС могут одновременно загружаться и использоваться в памяти несколько приложений. В то время как процессор обрабатывает только одно приложение в определенное время.

Что такое пакетные операционные системы?

Пакетная операционная система —

Операционная система этого типа не взаимодействует с компьютером напрямую. Есть оператор, который берет похожие задания с одинаковыми требованиями и группирует их в пакеты. Ответственность за сортировку заданий с одинаковыми потребностями лежит на операторе.

Это пример многопользовательской многозадачной операционной системы?

Многопользовательская. Многопользовательская операционная система позволяет нескольким пользователям одновременно использовать ресурсы компьютера. Unix, VMS и операционные системы для мэйнфреймов, такие как MVS, являются примерами многопользовательских операционных систем.

Какие существуют два основных типа операционных систем?

Что делают операционные системы?

Работа операционной системы

Операционная система (ОС) управляет всем программным и аппаратным обеспечением компьютера. Он выполняет основные задачи, такие как управление файлами, памятью и процессами, обработка ввода и вывода, а также управление периферийными устройствами, такими как дисководы и принтеры.

При включении компьютера какое программное обеспечение должно запускаться первым?

Когда вы включаете питание компьютера, первая запускаемая программа обычно представляет собой набор инструкций, хранящихся в постоянной памяти (ПЗУ) компьютера. Этот код проверяет аппаратное обеспечение системы, чтобы убедиться, что все работает правильно.

Что такое структура ОС?

Операционная система состоит из ядра, возможно, нескольких серверов и, возможно, некоторых пользовательских библиотек. Ядро предоставляет службы операционной системы через набор процедур, которые могут вызываться пользовательскими процессами через системные вызовы.

Что за ОС Linux?

Что за ОС Linux?

Какой тип операционной системы не относится?

1) Что из перечисленного не является операционной системой? Объяснение: Oracle — это СУБД (система управления реляционными базами данных). Он известен как Oracle Database, Oracle DB или Oracle Only.

Какие 5 операционных систем?

Пять наиболее распространенных операционных систем – Microsoft Windows, Apple macOS, Linux, Android и iOS от Apple.

Почему Windows 10 называют многозадачной ОС?

Являясь многозадачной системой, MS Windows позволяет нескольким программам находиться в памяти и работать в любой момент времени. Каждая программа имеет свое окно на экране дисплея. Это позволило реализовать многозадачность и упростить обмен данными. Windows 3.1 также могла запускать несколько приложений DOS в отдельных окнах.

Зачем нам нужна многозадачная ОС?

Многозадачность – это обычная функция компьютерных операционных систем. Это позволяет более эффективно использовать компьютерное оборудование; если программа ожидает завершения какого-либо внешнего события, такого как пользовательский ввод или ввод/вывод с периферийным устройством, центральный процессор все еще может использоваться с другой программой.

Краткий ответ, что такое многозадачность?

многозадачность, одновременный запуск нескольких программ (наборов инструкций) на одном компьютере. Многозадачность используется для того, чтобы все ресурсы компьютера работали как можно дольше.

Многозадачность — это хорошо или плохо?

Во многих отношениях многозадачность кажется хорошей идеей: работая над несколькими задачами одновременно, они теоретически более продуктивны.Но даже если кажется, что многозадачники лучше справляются со своей работой, несколько исследований показывают, что многозадачность на самом деле снижает производительность.

Вот что означают все части для myfile:

Команда ls -l показывает нам много информации о файле. Давайте сломаем это. Это поля (слева направо) и их значения:

• — Это обычный файл.
• rw- Пользователь (владелец, aaron) может читать и записывать (изменять) файл, но не может его выполнять.
• r— Любой член группы (пользователи) может читать файл, но не может записывать (изменять) или выполнять его.
• — Все остальные (остальные, мир) вообще не имеют разрешений.
• Это эквивалентно 640 в восьмеричном формате. ( 110₂ равно 6, 100₂ равно 4, 000₂ равно 0)

• — = обычный файл
• d = каталог
• l = символическая ссылка (буква «L» в нижнем регистре)
• r = читаемый
• w = доступно для записи
• x = исполняемый файл

• u — пользователь
• g – это группа
• o — другое
• a это все (ugo)
• + означает добавление этого разрешения
• — означает удалить это разрешение
• = означает установку всех разрешений
• ОС работает в двух режимах
  • Режим ядраРежим ядра (также известный как привилегированный режим или режим супервизора)
    • Используется ОС для системных задач, таких как ввод-вывод.
    • Прерывания обрабатываются в привилегированном режиме. (Прерывание — это асинхронное уведомление о том, что что-то требует внимания.)
    • Может выполнять любую инструкцию на процессоре.
    • Задачи пользователя выполняются в этом режиме.
    • Пользователь не может переключиться в привилегированный режим
    • Пользователь должен запросить выполнение системных (привилегированных) задач
    • Чтобы разрешить одновременное выполнение нескольких задач, каждой задаче дается квант времени: задача выполняется в течение этого периода времени, после чего выполняется следующая задача.
    • ОС использует аппаратный таймер для временных интервалов.
      • ОС устанавливает временной интервал и запускает таймер.
      • ОС запускает/возобновляет выполнение задачи пользователя.
      • Таймер генерирует прерывание по истечении времени.
      • ОС (планировщик) восстанавливает управление.
      имеет все утилиты для изучения системы Windows. Заменой диспетчера задач является Process Explorer.
      • Используйте kill и killall для отправки сигнала другим процессам. (-SIGTERM, -SIGSTOP, -SIGCONT, -SIGKILL и т. д.)
      • Используйте top/htop, чтобы увидеть, как процессы меняют ядра (соответствие процессоров) во время работы.
      • Каждой задаче выделяются сегменты (страницы) памяти (фактические данные зависят от компилятора)
        • Кодовый сегментКодовый сегмент (также называемый текстовым сегментом)
        • Сегмент данныхСегмент данных (включая BSSBSS и кучу)
        • Сегмент стекаСегмент стека, показывающий взаимосвязь между сегментами. из книги Интерфейс программирования Linux. (Настоятельно рекомендуется)
        • ОС должна управлять ресурсами ввода-вывода, которые являются общими для всех задач.

        gcc в Windows (32-разрядная версия)

        bcc32 (32-разрядная версия)

        cl 9.0 (32-разрядная версия)

        cl 10.0 (64-разрядная версия)

        gcc в Linux 64-разрядная версия (4.4.3) )

        gcc в 32-разрядной версии Linux (3.3)

        отображает этот вывод. Кажется, он помещается между сегментами BSS и Data, но, возможно, он находится в сегменте BSS (см. gcc в Windows ниже):

        cl 9.0 (32-разрядная версия)

        gcc в 64-разрядной версии Linux (4.8.5)
        clang в 64-разрядной версии Linux (6.0.1)
        gcc в 32-разрядной версии Windows (4.5.3)

        Глядя на исполняемый файл программы nm, мы можем точно сказать, где он находится. Исполняемый файл называется segments:

        • Управление очередью печати
        • Управление сетью
        • Автоматическое обнаружение и подключение съемных дисков (например, USB-накопителей)
        • Веб-серверВеб-сервер
        • БрандмауэрБрандмауэр

        API операционной системы

        • Интерфейс между операционной системой и пользовательскими программами определяется набором системных вызовов, предоставляемых операционной системой.
        • Системные вызовы различаются в зависимости от операционной системы.
        • Однако большинство операционных систем придерживаются одной и той же концепции.
        • Фактическая механика выполнения системного вызова сильно зависит от машины.
          • Многие написаны на ассемблере.
          • Это одна из причин, по которой OS API использует язык программирования C.

          • Компьютер с одним процессором/ядром может одновременно выполнять только одну инструкцию.
          • Пользовательские программы работают в пользовательском режиме.
          • Когда процессу требуется системная служба: (например, открыть файл, прочитать клавиатуру, выделить память и т. д.)
            • Инструкция системного вызова (называемая ловушкой) выполняется (через прерывание) для передачи управления (переключение контекста) операционной системе (режим ядра).
            • ОС проверяет параметры и выясняет, чего именно хочет вызывающий процесс.
            • Системный вызов выполняется и возвращает управление инструкции, следующей за системным вызовом. (Как и любой «нормальный» вызов функции.)
            • Чтобы сделать возможным написание программ, которые могли бы работать в любой UNIX-совместимой системе, IEEEIEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) разработал стандарт для UNIX под названием POSIXPOSIX.
            • Большинство версий UNIX поддерживают POSIX.
            • macOS имеет сертификат POSIXСертификация POSIX. (Пройдено автоматизированное тестирование.)
            • Mostly_POSIX-совместимыйMostly_POSIX-совместимый:
              • Большинство дистрибутивов Linux
              • iOS
              • Android
              • Cygwin в значительной степени совместим с POSIX.
              • Вызов библиотеки: fopen (имеет ограниченную функциональность, проще в использовании)
              • Системный вызов: open (намного больше функций, сложнее в использовании)

              

              Прототип выглядит примерно так:
              • Аргументы, переданные пользователем в стек, будут помещены в регистры для вызова, например
                • дескриптор файла для чтения помещается в регистр ebx.
                • адрес буфера для записи помещается в регистр ecx.
                • количество байтов для чтения помещается в регистр edx.
                • Если системный вызов ожидает ввода, вызывающий объект может быть заблокирован, и операционная система переключится на другой процесс.

          Концепции операционной системы — 8-е издание Зильбершац, Галвин, Ганье ©2009

          Позывной	Описание
          < tt>pid = fork();	Создать дочерний процесс.
          pid = waitpid( pid, &statloc, options);	Дождитесь завершения дочернего процесса.
          s = execve (name, argv, environp);	Заменить процесс другим процессом.
          s = kill(pid, signal);	Отправить сигнал процессу.
          exit(status );	Завершить процесс и вернуть статус.

          Позывной	Описание
          < tt>fd = open(file, mode);	Открывает файл для чтения/записи и т.д.
          s = close(fd);	Закрывает файл.
          n = read(fd, buffer, nbytes);	Чтение байтов из файла в память.
          n = write(fd, buffer, nbytes);	Записать байты из памяти в файл.

          Позывной	Описание
          < tt>s = mkdir(name, mode);	Создать новый каталог.
          s = rmdir(name);	Удаляет каталог.
          s = chdir(name);	Перейти в другой каталог.
          s = unlink(name); < /td>	Удалить существующий файл.

          Позывной	Описание
          < tt>id = getuid();	Получить идентификатор текущего пользователя.

          Сравнение системных вызовов с использованием кода C и ассемблера. Вы действительно можете увидеть системные вызовы при написании ассемблерного кода. Эти тривиальные программы просто читают из стандартного ввода и записывают в стандартный вывод.

          Сборка: (readwrite.asm) Соответствующие системные вызовы:

          • Программисты могут использовать Win32 APIWin32 API (интерфейс прикладного программирования) для доступа к службам операционной системы.
          • Интерфейс не связан с системными вызовами, что позволяет Microsoft изменять фактический системный вызов без нарушения работы программ.
          • Количество функций в WIN32 API чрезвычайно велико. (тысячи, ссылка)
          • Большинство вызовов процедур выполняются в пространстве пользователя.
          • Система с графическим интерфейсом пользователя UNIX работает в основном в пользовательском режиме, за исключением нескольких системных вызовов, таких как вывод пикселя на экран.
          • Напротив, Win32 API имеет огромное количество вызовов для управления графическим интерфейсом, причем большинство вызовов выполняются в режиме ядра.
          • В следующей таблице перечислены некоторые API Win32, соответствующие вызовам POSIX.

          < td>Перемещает указатель файла. < td>stat

          UNIX/POSIX	Windows	Описание
          fork	CreateProcess	Создает новый процесс.
          waitpid	WaitForSingleObject	Ждет завершения процесса.
          execve	( нет)	CreateProcess = fork + execve
          выход	ExitProcess	Завершить выполнение.
          open	CreateFile	Создать новый файл или открыть существующий.
          close	CloseHandle	Закрывает файл
          read	ReadFile	Чтение данных из файла.
          запись	WriteFile	Записать данные в файл.
          lseek	SetFilePointer
          GetFileAttributes	Получить атрибуты из файла.
          mkdir	CreateDirectory	Создает новый каталог.
          rmdir	RemoveDirectory	Удаляет каталог.
          unlink	DeleteFile	Удаляет существующий файл.
          chdir	SetCurrentDirectory	Изменить текущий рабочий каталог.
          time	GetLocalTime	Получить текущее системное время.

          Программа strace

          Можно «шпионить» за программами и точно видеть, какие именно системные вызовы выполняются. Это тривиально сделать в системах на основе Unix, таких как Linux или macOS. (Если strace недоступен в macOS, попробуйте вместо него dtrace. Возможно, существует скрипт-оболочка под названием dtruss, который, вероятно, будет работать лучше.)

          Эта программа (ptime.c) просто извлекает текущее системное время, соответствующим образом форматирует его и затем выводит на экран. Точный формат зависит от компилятора/библиотеки. Вот как это выглядит для трех разных компиляторов:

          Давайте проследим за программой и посмотрим, что происходит за кулисами. Предполагая, что исполняемый файл называется ptime, мы запускаем strace в программе следующим образом (под Linux):

          Опция	Значение
          -c	Показать только сводную информацию.
          < tt>-i	Отображает указатель инструкций при каждом вызове.
          — r	Отображает относительную метку времени (в микросекундах).
          -t	Показать время каждого звонка.
          -tt	Показать время суток с микросекундами для каждого вызова.
          -v	Подробный. Показать все параметры для системных вызовов.
          -x	Показать не- ASCII в шестнадцатеричном формате.
          -y	Включить имя файла с дескриптором файла.
          -столбец	Выравнивание возвращаемых значений по определенному элементу столбец.
          -e trace=set	Только показывать вызовы в set (например, trace=open,close).

          Краткий обзор отношений между FILE * и дескрипторами файлов:

          Структура ФАЙЛА из компилятора GNU (версия 4.4.3):

          Кстати, существует также программа ltrace, которая отслеживает вызовы библиотек (пользовательский режим). Запустите его таким же образом:

          и это результат, который мы видим: (Используйте -n X для отступа вызовов, где X — столбец для выравнивания. -S< Параметр /tt> также показывает системные вызовы.)

          Многозадачность в операционной системе позволяет пользователю одновременно выполнять более одной компьютерной задачи (например, работу прикладной программы). … Microsoft Windows 2000, IBM OS/390 и Linux являются примерами операционных систем, которые могут выполнять многозадачность (почти все современные операционные системы могут).

          Что такое многозадачная операционная система?

          Многозадачность в операционной системе (ОС)

          Определение. Многозадачная операционная система предоставляет интерфейс для выполнения нескольких программных задач одним пользователем одновременно в одной компьютерной системе. Например, любую задачу редактирования можно выполнять одновременно с другими программами.

          Какая операционная система является многозадачной?

          Операционная система, которая позволяет одному пользователю выполнять несколько задач одновременно, называется однопользовательской многозадачной операционной системой. Примеры включают ОС Microsoft Windows и Macintosh.

          Что такое многозадачность, объяснить типы многозадачности?

          В многозадачности задействован только один ЦП, но он переключается с одной программы на другую так быстро, что создается впечатление, что все программы выполняются одновременно. … Существует два основных типа многозадачности: упреждающая и совместная.

          Каковы преимущества многозадачной операционной системы?

          Преимущества многозадачной операционной системы:

          • Совместное использование времени.
          • Обрабатывает несколько пользователей.
          • Защищенная память.
          • Эффективная виртуальная память.
          • Программы могут работать в фоновом режиме.
          • Повышает надежность системы.
          • Пользователь может использовать несколько программ и компьютерных ресурсов.
          • Распределение процессов.

          Почему Windows 10 называют многозадачной ОС?

          Являясь многозадачной системой, MS Windows позволяет нескольким программам находиться в памяти и работать в любой момент времени. Каждая программа имеет свое окно на экране дисплея. … Это позволило реализовать многозадачность и упростить обмен данными. Windows 3.1 также могла запускать несколько приложений DOS в отдельных окнах.

          Какие существуют два типа многозадачности?

          Операционные системы ПК используют два основных типа многозадачности: совместную и вытесняющую.

          Краткий ответ, что такое многозадачность?

          многозадачность, одновременный запуск нескольких программ (наборов инструкций) на одном компьютере. Многозадачность используется для того, чтобы все ресурсы компьютера работали как можно дольше.

          Что такое процесс многозадачности?

          В компьютерных технологиях многозадачность – это одновременное выполнение нескольких задач (также называемых процессами) в течение определенного периода времени. … Многозадачность не требует параллельного выполнения нескольких задач в одно и то же время; вместо этого он позволяет выполнять более одной задачи за определенный период времени.

          Что называется многозадачностью класса 11?

          Несколько приложений, которые могут выполняться одновременно в Windows, называются многозадачностью.

          Что вы подразумеваете под многозадачной ОС?

          Многозадачность в операционной системе позволяет пользователю одновременно выполнять более одной компьютерной задачи (например, работу прикладной программы). Операционная система может отслеживать, где вы находитесь в этих задачах, и переходить от одной к другой без потери информации.

          Почему Linux многозадачен?

          С точки зрения управления процессами ядро ​​Linux представляет собой вытесняющую многозадачную операционную систему. Будучи многозадачной ОС, она позволяет нескольким процессам совместно использовать процессоры (ЦП) и другие системные ресурсы. Каждый процессор одновременно выполняет одну задачу.

          Читайте также:

          • Какие драйверы нужны для Windows 10
          • Поиск приложения что такое windows 10
          • Bluescreen 1049 windows 7 как исправить
          • Как выйти из библиотеки изображений в Windows
          • Линия в Windows 10 не работает

Windows, разработанная корпорацией Microsoft, является одной из самых популярных операционных систем в мире. Одной из главных особенностей Windows является ее многозадачность, что делает ее уникальной и предпочтительной для большинства пользователей.

Многозадачность означает способность операционной системы выполнять сразу несколько задач одновременно. Благодаря этой функции пользователи могут одновременно открыть несколько программ, работать с ними, переключаться между окнами и выполнять различные операции, не прерывая основную работу.

Однако, многозадачность в Windows не ограничивается просто возможностью выполнять несколько задач одновременно. Эта операционная система также предоставляет пользователю широкий спектр инструментов и функций для управления и организации многозадачности. Пользователь может изменять приоритеты задач, замораживать и возобновлять процессы, а также устанавливать ограничения на использование ресурсов системы различными программами.

Благодаря всем этим возможностям, Windows позволяет пользователям эффективно выполнять различные задачи, не теряя в производительности и качестве работы.

Кроме того, многозадачность в Windows также отражается на интерфейсе операционной системы. Пользователи могут легко перемещаться между открытыми окнами, перетаскивать и изменять их размеры, а также использовать горячие клавиши для быстрого доступа к основным функциям и программам. Все это делает работу с Windows удобной и эффективной.

В целом, многозадачность является основным преимуществом системы Windows, которое делает ее уникальной и популярной среди пользователей различных профессий и интересов. Благодаря многозадачности, пользователи могут эффективно выполнять множество задач одновременно и получать наилучший результат.

Многозадачность системы Windows: что делает ее уникальной

Одной из главных причин, почему многозадачность в системе Windows делает ее уникальной, является то, что она обеспечивает возможность одновременного выполнения различных типов задач. Система Windows позволяет работать с различными приложениями, такими как текстовые редакторы, браузеры, мультимедийные плееры и другие программы, одновременно и без проблем переключаться между ними.

Кроме того, Windows предоставляет возможность запускать задачи в фоновом режиме. Это означает, что вы можете запустить выполнение задачи и продолжать работать с другими программами или приложениями, не останавливая первоначальную задачу. Например, вы можете загрузить файлы из Интернета, просматривать видео на YouTube или обрабатывать фотографии в редакторе изображений, пока фоновая задача продолжает свое выполнение.

Еще одной уникальной особенностью многозадачности в системе Windows является возможность работы с разными окнами и вкладками в рамках одного приложения. Например, вы можете открыть несколько окон браузера или текстового редактора и свободно перемещаться между ними. Это удобно для параллельной работы над несколькими проектами, одновременного просмотра нескольких веб-страниц или сравнения данных на разных вкладках в Excel или другой таблицы.

И наконец, система Windows предлагает возможность создания виртуальных рабочих столов. Это позволяет создавать отдельные рабочие пространства для разных задач и приложений. Например, вы можете иметь одно рабочее пространство для работы с проектом, другое для воспроизведения мультимедиа, и третье для выполнения повседневных задач. Это помогает организовать рабочий процесс и улучшить продуктивность.

В целом, многозадачность в системе Windows является одной из ее основных особенностей и делает ее уникальной. Она предоставляет гибкий и эффективный способ работы с различными приложениями и задачами, повышает производительность и улучшает опыт использования операционной системы.

История развития многозадачности в Windows

Первая версия операционной системы Windows, выпущенная в 1985 году, предлагала простую многозадачность. Она позволяла пользователям запускать несколько программ одновременно, однако каждая программа работала в отдельном окне и не была полноценно интегрирована в общую систему.

С появлением Windows 95 в 1995 году был представлен новый подход к многозадачности. Операционная система активно использовала принципы предварительной загрузки программ и использовала виртуальную память, что позволяло выполнять несколько задач параллельно.

Windows XP, выпущенная в 2001 году, предложила еще более превосходную многозадачность. Она включала улучшенные механизмы планирования задач, которые позволяли динамически распределять ресурсы между запущенными программами, увеличивая производительность системы.

Windows 7, выпущенная в 2009 году, получила еще более усовершенствованный механизм многозадачности. Она позволяла запускать все программы в отдельных процессах и автоматически распределять ресурсы в зависимости от их приоритета и активности.

С выпуском Windows 10 в 2015 году была представлена концепция «Универсальных приложений», которая позволяет пользователям использовать одинаковые приложения на разных устройствах под управлением Windows. Это дало новые возможности для многозадачности, так как пользователи могут начать работу с одним устройством и продолжить ее с другого, не потеряв прогресс.

Сегодня многозадачность в Windows продолжает развиваться, наращивая производительность, улучшая пользовательский опыт и предлагая все больше гибких и удобных функций.

Основные принципы работы многозадачности

1. Планирование задач: операционная система Windows распределяет доступные ресурсы компьютера между запущенными приложениями и задачами. В зависимости от их приоритетов и требований к ресурсам система определяет, какие задачи будут выполняться в данный момент и насколько длительный период времени они будут активными.
2. Поддержка нескольких потоков выполнения: многозадачность в Windows позволяет запускать и одновременно выполнять несколько потоков внутри одной задачи. Это позволяет разделить выполнение кода на более мелкие фрагменты, улучшая отзывчивость и производительность системы.
3. Управление памятью: операционная система Windows динамически выделяет и освобождает оперативную память для задач в зависимости от их потребностей. Это позволяет эффективно использовать ресурсы компьютера и предотвращает перегрузку системы.
4. Обработка событий: многозадачность в Windows основывается на обработке событий. Операционная система получает сигналы и события от различных источников, таких как пользовательский ввод, сетевые сообщения или таймеры, и распределяет ресурсы для их обработки. Это позволяет системе эффективно реагировать на изменяющуюся ситуацию и обеспечивать плавную работу приложений.

Благодаря этим принципам многозадачности операционная система Windows обеспечивает уникальную возможность выполнять множество задач одновременно, что делает ее незаменимой для современных компьютерных систем.

Гибкость и масштабируемость многозадачности

Благодаря масштабируемости, система Windows может эффективно управлять ресурсами и адаптироваться под различные требования пользователя. Независимо от количества запущенных приложений и процессов, Windows предоставляет гибкую и производительную среду для работы с ними. Это особенно важно в современном информационном мире, где требуется выполнение сложных задач и операций одновременно.

Гибкость и масштабируемость многозадачности Windows демонстрируются в использовании различных функций и возможностей. Один из примеров — функция «Активные окна», которая позволяет пользователям легко переключаться между открытыми приложениями и задачами. Кроме того, операционная система предоставляет многочисленные средства для управления приоритетами процессов и ресурсами, что позволяет пользователю оптимизировать использование системы под свои нужды.

Гибкость и масштабируемость многозадачности важны для эффективной работы с системой Windows. Благодаря этим характеристикам, пользователи могут работать с различными приложениями и процессами одновременно, не ограничиваясь одним заданием. Это обеспечивает эффективность и удобство использования ОС Windows в повседневной жизни и профессиональных целях.

Управление ресурсами в многозадачной среде Windows

Операционная система Windows использует несколько методов для управления ресурсами в многозадачной среде:

• Планировщик задач — эта функция операционной системы определяет, какие задачи будут выполняться и в каком порядке. Планировщик обеспечивает то, чтобы каждая задача получала достаточное количество времени процессора для выполнения и не блокировала работу других задач.
• Управление памятью — Windows умеет эффективно использовать оперативную память, позволяя задачам иметь доступ к необходимым данным в памяти. С помощью виртуальной памяти операционная система может использовать дополнительное пространство на жестком диске для расширения доступной памяти.
• Управление файлами и дисками — Windows предоставляет механизмы для организации файловой системы и управления доступом к файлам и дискам. Это позволяет задачам эффективно работать с данными на дисках и обеспечивает безопасность данных.
• Управление сетью — операционная система Windows обеспечивает поддержку различных протоколов сети и способствует эффективной передаче данных между задачами и удаленными узлами в сети.

Благодаря эффективному управлению ресурсами, операционная система Windows позволяет пользователям выполнять несколько задач одновременно без ощутимого снижения производительности системы. Это делает Windows идеальным выбором для пользователей, которым требуется многозадачность и высокая производительность.

Классификация операционных систем

Перейдем к рассмотрению классификации операционных систем

Операционные системы могут различаться:

1. особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами);
2. типами аппаратных платформ;
3. областями использования;
4. особенностями использованных методов проектирования ОС и т.д.

1. Особенности реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера  

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей операционной системы в целом. Поэтому, характеризуя операционную систему, часто приводят важнейшие особенности реализации функций операционной системы по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами компьютера.

Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на следующие типы:

• многозадачные и однозадачные;
• многопользовательские и однопользовательские;
• системы, поддерживающие многоуровневую обработку и не поддерживающие ее;
• многопроцессорные и однопроцессорные системы

Классификация операционных систем . Поддержка многозадачности

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

1. однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и
2. многозадачные (OC EC,OS/2,UNIX, Windows 95/XP/7).

Однозадачные операционные системы в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные операционные системы, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Классификация операционных систем. Поддержка многопользовательского режима.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

1. однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
2. многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной. 

Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность

Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

1. не вытесняющая многозадачность (NetWare, Windows3.x);
2. вытесняющая многозадачность (Windows NT, Unix).

Основным различием вытесняющего и не вытесняющего вариантов многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В случае не вытесняющей многозадачности механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а в случае вытесняющей многозадачности он распределен между системой и прикладными программами.

При не вытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.

При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Поддержка многонитевости

Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи.

Многонитевая ОС разделяет время процессора не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

Многопроцессорная обработка

Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки — мультипроцессирование. Мультипроцессирование неизбежно приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных.

Такие функции имеются в ОС:

• Solaris 2.x фирмы Sun,
• Open Server 3.x компании Santa Crus Operations,
• FreeBSD (эти три операционные системы являются различными реализациями ОС Unix),
• OS/2 фирмы IBM,
• Windows NT фирмы Microsoft

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой:

• асимметричные ОС;
• симметричные ОС.

Асимметричная операционная система целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.

Симметричная операционная система полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.

Выше были рассмотрены характеристики операционных систем, связанные с управлением только одним типом ресурсов — процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами — подсистем управления памятью, файлами,устройствами ввода-вывода.

Специфика операционных систем проявляется и в том, каким образом она реализует сетевые функции: распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам, передача сообщений по сети, выполнение удаленных запросов. При реализации сетевых функций возникает комплекс задач, связанных с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение справочной информации обо всех доступных в сети ресурсах и серверах, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, тиражирование данных, согласование копий, поддержка безопасности данных.

2. Классификация операционных систем Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают ОС:

• персональных компьютеров,
• мини-компьютеров,
• мейнфреймов,
• кластеров и сетей ЭВМ

Среди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные.

В любом случае специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем.

Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функциональной, чем ОС персонального компьютера. Так в ОС больших машин функции по планированию потока выполняемых задач реализуются путем использования сложных приоритетных дисциплин и требуют большей вычислительной мощности, чем в ОС персональных компьютеров.

Аналогично обстоит дело и с другими функциями

Сетевая операционная система

Сетевая ОС имеет в своем составе средства передачи сообщений между компьютерами по линиям связи, которые совершенно не нужны в автономной ОС.

На основе этих сообщений сетевая ОС поддерживает разделение ресурсов компьютера между удаленными пользователями, подключенными к сети. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как TCP/IP, IPX, Ethernet и другие.

Многопроцессорные системы требуют от операционной системы особой организации, с помощью которой сама ОС, а также поддерживаемые этой ОС приложения могли бы выполняться параллельно отдельными процессорами системы.

Параллельная работа отдельных частей ОС создает дополнительные проблемы для разработчиков ОС, так как в этом случае гораздо сложнее обеспечить согласованный доступ отдельных процессов к общим системным таблицам, исключить нежелательные последствия асинхронного выполнения работ.

 Операционная система кластеров

Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров.

Кластер — слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой.

Наряду со специальной аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная поддержка со стороны ОС, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической реконфигурации системы.

Одной из первых разработок в области кластерных технологий были решения компании Digital Equipment Corporation на базе компьютеров VAX. Недавно этой компанией заключено соглашение с корпорацией Microsoft о разработке кластерной технологии, использующей Windows NT. Несколько компаний предлагают кластеры на основе Unix-машин. 

Мобильные операционные системы

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС.

Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система Unix.

В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающем перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на языке Си, который и был разработан для программирования операционных систем

3. Классификация операционных систем Особенности областей использования ОС

          Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

• системы пакетной обработки (например, OC EC),
• системы разделения времени (Unix, VMS),
• системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.

          Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования:

• в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам;
• из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач.

Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается «выгодное» задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени.

В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

 Системы разделения времени

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки — изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой.

Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если выбранный квант достаточно небольшой, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая «выгодна» системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу.

Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени 

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами (станок, спутник, научная экспериментальная установка) или технологическими процессами (гальваническая линия, доменный процесс и т.п.). Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, за которое должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме.

Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы — реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть — в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

4. Классификация операционных систем Особенности методов построения ОС

В руководстве по работе с операционной системой часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу.

К таким базовым концепциям относится способ построения ядра системы: монолитное ядро или микроядро.

Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский режим и наоборот.

Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС — серверы, работающие в пользовательском режиме. При такой реализации ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой — ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все достоинства этого метода (хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений) внутри операционной системы, а именно:

• аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов;
• возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования;
• хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне;
• структурированность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, Unix, OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы.

Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера.

Характерными признаками распределенной организации ОС являются:

• наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов;
• наличие единой службы времени;
• использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по компьютерам;
• применение многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети;
• наличие других распределенных служб.

Понравилась статья, рекомендуйте Вашим друзьям!

Давайте дружить!