Az operációs rendszerek osztályozása

Az operációs rendszereket sokféle szempont szerint osztályozhatjuk. Hagyományosan az alábbi fel­osztásokat szoktuk használni:

I/1.       - általános célú operációs rendszerek:

egy felhasználós (monouser),

-egy feladatos (pl. a DOS)

-több feladatos (multitasking)

több felhasználós

-egy feladatos (batch processing)

-több feladatos(multiprogramming)

I/2.       speciális op. rendszerek:

hálózati

real time (valós idejű)

időosztásos

II/1.      nem interaktív rendszerek

interaktív rendszerek

III/1-3. mikrogépes, kisgépes, nagygépes rendszerek

Az egy felhasználós és egy feladatos rendszerek az első operációs rendszerek voltak. Ez a forma 121j91b ma a mikrogépek ope­rációs rendszereként újra nagy népszerűségnek örvend.

A multitasking operációs rendszer egy felhasználó több feladatának konkurens végrehajtását végez­heti. Pl. ilyen a WINDOWS.

A batch, vagy kötegelt feldolgozás esetén az ope­rációs rendszer egymástól független munkák végrehajtására vonatkozó igényeket fogad és ezekből olyan kötegeket (batch) hoz létre, amelyeket bizonyos feltételeknek megfelelően egymást követően, egyenként hajt végre. A kötegelt rendszerek fontos tartozéka a munkavezérlő nyelv vagy JOB CONTROL, ami a kö­tegekbe foglalt munkákat futtatásra, végre­haj­tásra előkészíti. A batch processing elsősorban a korábbi nagy architektúrák egy gyakori, több felhasználós működési módja volt, de primitív egy felhasználós változatai a mai mikro­gépeken is elő­for­dulnak.

A multiprogramozás alapelve az, hogy a központi egységet valamilyen ütemezési stratégia szerint ciklikusan rendelik hozzá a tárban elhelyezett programokhoz, kihasználva e programok kényszerű vá­ra­kozási időit. A multiprogramozott környezet abban különbözik a multitasking-tól, hogy a több felhasználó miatt a védelmi feladatok természetesen megnövekednek. Ennek a környezetnek lehet interaktív, vagy nem interaktív változata is. Az interaktív változatban nemcsak a kényszerű várakozási idők miatt kell cserélni a processzort a folyamatok között, ez a felhasz­nálóval való folyamatos kapcsolat biztosítása céljából is szükséges lehet. A mai multiprogramozható rendszerek szinte kizá­rólag egyben hálózatos rendszerek is.

Az általános célú operációs rendszerek feladatai annyira sokrétűek, hogy a korábbi hardver lehetőségek nemigen engedték meg a hálózatkezelési funkciók beépítését a kisebb gépeken. Szüksé­ges­sé vált tehát a feladatok megosztása a hálózat gépei között, hogy elviselhető válaszidejű, inter­aktív, több felhaszná­lós és többfeladatos környezetet kapjunk. Ennek a környezetnek egy kompo­nenseként jelentek meg a­zok az operációs rendszerek, amelyek feladata a teljes rendszeren belül csak a hálózatos funkciók kiszolgálására, kezelésére terjedt ki. Erre egy tipikus példa a NOVELL. A hardver fejlődésével ez a megosztás ma már a mikrogépek világában sem szükségszerű. Az elvet azonban, hogy az operációs rendszerek funkcióit az egymással összekapcsolt hardver elemek között szét lehessen osztani, továbbra is általánosan alkalmazzák.

A valós idejű vagy real time rendszereket folyamatvezérlési feladatokra fejlesztették ki (ilyen lehet például a közlekedési lámpák vezérlése). Az adatok a gépbe érzékelőkről érkeznek. Az operációs rend­szer feladata ezeknek az adatoknak az elemzése, illetve az elemzés eredményétől függő vezérlő mecha­nizmusok aktivizálása. A valós idejű operációs rendszerek közös jellemzője, hogy a feladatok elvégzését szigorú időkorlát köti. További jellemző az esemény-vezérelt jelleg. A valós idejű rendsze­rek paraméte­reit csúcsterhelésre kell beállítani, ezért gyakori a hardver megduplázása.

Mikroszámítógépes op. rendszerek:

Az első széleskörűen elterjedt ilyen rendszer a CP/M volt, a 8 bites mikrogépek operációs rendszere. Egy felhasználós, monoprogramozott volt. A BIOS és a BDOS rendszermagok segítségével az I/O műve­letek felhasználótól független tevékenységekké váltak, a perifériák kezelése teljesen az operá­ciós rend­szer hatáskörébe került.

A PC/DOS -MS/DOS szintén a 8 bites gépeken jelent meg először, a PC/DOS az IBM, az MS/DOS a Microsoft változatok neveit takarja. Létrehozásakor felhasználták a CP/M-mel és a minigépek UNIX rendszerével szerzett tapasztalatokat. Adatkezelése részben a CP/M-ből (a meghajtók és állományne­vek megadásának konvenciói), részben a UNIX-ból (a file katalógusok hierarchikus felépítése) szár­mazik.

Az XT-k, majd később az AT-k megjelenésével fokozatosan módosították, de egy felhasználós, monoprogramozott jellegét máig megtartotta. A 3. 0 verzióban lehetővé tették a lokális hálózati rend­sze­rekkel való kommunikációt, ettől kezdve nyílt meg a lehetőség a DOS számára, hogy elosztott rendsze­rekben felhasználhassuk.

Az IBM mikrogépek, a PS/2 (mikrocsatornával rendelkező) modellek számára új operációs rend­szert fejlesztettek ki, az OS/2-t, ami már kihasználja az új INTEL processzorok privilegizált üzemmód­jait, egy felhasználós környezetben multitasking lehetőséget biztosít. Ez a konfiguráció azonban nem lett igazán sikeres. Egyrészt a UNIX mikrogépes változatai (a XENIX), másrészt a DOS-sal együtt­működő LAN operációs rendszerek, vagy a multitaskingot szintén támogató grafikus felhasználói felületek (WINDOWS) sokkal jobban elterjedtek, mint az OS/2.

A Microsoft 1985-ben még a DOS-ra építve indította útjára el a WINDOWS -t. Ezt 1995-re önálló grafikus felületű operációs rendszerré fejlesztették és egyszerűbb hálózatkezelési funkciókkal is ellát­ták. A fejlesztés fontosabb állomásait a 95-ös, a 98-as és a 2000-es verziók jelentik. 1988-ban a WINDOWS sorozat fejlesztésével párhuzamosan egy igényesebb, nagyobb operációs rendszer terve­zését is elkezdték, a Windows NT-ét. Ez ma a 4.0-s verziónál tart. Az NT -t kezdetben nem igazán mikrogépes hardverre szánták, de közben a fejlődés oda vezetett, hogy ma már PC -ken is jó hatás­fokkal lehet telepíteni.

Meg kell említeni még az APPLE MACINTOS gépek operációs rendszereit. Ezek a MOTOROLA processzorcsaládra készített mikrogépes rendszerek különösen a felhasználói felület kezelésében hoz­tak új módszereket. Talán nem véletlen, hogy az USA-ban oktatási célokra széleskörűen használják őket. Európában nem terjedtek el számottevő mértékben.

Kisgépes op. rendszerek:

A kisgépes kategóriában született meg az időosztásos operációs rendszerek prototípusa, a UNIX. A Bell Laboratóriumban dolgozták ki, eredetileg a DEC PDP-11-es gépcsaládjára. Mivel ezt az operá­ciós rend­szert nem gépre orientáltan, hanem egy magas szintű nyelven, a C-n írták meg, installálása egy új hard­verre addig tart, míg a arra a C fordítót meg nem írják. Ezért a UNIX "hordozható" operá­ciós rendszer. A UNIX alkalmas helyi és távolsági számítógép-hálózatok kezelésére, hiszen alapfilo­zófiája szerint bár­mely két UNIX-os gép összekapcsolható. Nagyon fontos tulajdonsága, hogy a mo­duláris programozást végrehajtási szinten támogatja. Bár a mikrogépek hardverének fejlődése lehetővé tette, hogy ennek az operációs rendszernek bizonyos változatait ezeken a gépeken is használ­hassuk, igazi alkalmazási területe mégis a elsősorban a kisgépes kategória (pl a VAX típusú gépek), hiszen a UNIX-ban egy elosztott rendszer termináljai csak egészen primitív funkciókat végeznek, minden lényeges feladatot a központi gép hajt végre, ezért elég gyorsnak kell lennie. A UNIX-nak ma már rengeteg változatát használják. Az IBM RISC processzorain alapuló változatát AIX-nek nevezik.

Nagygépes op. rendszerek:

Az első operációs rendszereket nagygépekre készítették el, amelyek egy felhasználós, monoprog­ramozott rendszerek voltak. A nagyobb számítógép architektúrák széleskörű elterjedése a hatvanas évek közepe táján az IBM 360-as gépcsaládjával kezdődött. Erre a gépcsaládra készítették el a DOS-360-as operá­ciós rendszert, ami már univerzális, kötegelt üzemmódú, multiprogramozott rend­szer volt. A mai szem­mel szegényes hardver természetesen megszabta az operációs rendszer lehetőségeit is, de a virtuális tárak bevezetésével a DOS-360 új verziója, a DOS/VS már akár távoli terminálok kezelésére is alkalmas lett. Olyan magas szintű programnyelvek fordítói készültek el a DOS-360-ra, mint a FORTRAN, COBOL, PL/I.

A DOS-t az OS váltotta fel az IBM 360/370-es gépeken. Ez az operációs rendszer már jóval dinami­ku­sabb üzemeltetést tett lehetővé. Három változata készült el:

- a PCP (Primary Control Program) a kisebb kapacitású gépekre,
- az MFT (Multiprogramming with Fixed number of Tasks) és
- az MVT (Multiprogramming with Variable number of Tasks).

Az MFT és az MVT az újabb hardver lehetőségek hatására jelentősen átalakult, a PCP-t ma már nem használják.

Az MFT utóda az OS/VS, az MVT-é pedig az SVS és az MVS. (SVT: Single Virtual Storage, MVS: Multiple Virtual Storage).

Az IBM 370-es gépekre fejlesztették ki a VM-es operációs rendszert. Ez a DOS/VS és az OS/VS programok egyidejű használatát tette lehetővé úgy, hogy az operációs rendszerek számára a hardvert virtuálisan több gépre osztotta fel. A kernel ebben az esetben nem bonyolult, az API interfésze olyan mintha maga volna a hardver, azzal a nem lényegtelen különbséggel, hogy egyidejűleg több folyamat is futhat rajta. Ezzel megszületett a virtuális gép fogalma. Ehhez a kernelhez ugyanis a felhasználói oldalról több, egymással párhuzamosan működő operációs rendszer is illeszthető, aminek előnyét talán nem kell részletezni.

Egy másfajta virtuális gép a SUN JAVA operációs rendszere. Az elv ugyanaz, mint az IBM VM-nél, de ez a felhasználói-oldali felületén, az API-n, egy JAVA névre keresztelt, a C++-hoz hasonló, objektum-orientált nyelven programozható.