Κατηγορίες ΛΣ

Κατηγορίες Λειτουργικών Συστημάτων. Με τη βοήθεια ενός σεφ
Τα πρώτα ΛΣ που εμφανίστηκαν τη δεκαετία του ‘50 ονομάστηκαν Ομαδικής Επεξεργασίας. Το ΛΣ ομαδοποιούσε παρόμοιες διεργασίες και τις επεξεργαζόταν με τη σειρά. Έπρεπε πρώτα να τελειώσει η εκτέλεση ενός προγράμματος, να ελευθερωθούν οι μονάδες που απασχολούσε και μετά να προχωρήσει στην εκτέλεση του επόμενου προγράμματος της ίδιας ομάδας.
Τι θα έκανε ένα τέτοιο ΛΣ αν ήταν ένας σεφ; Προετοιμάζει και εκτελεί μαζικά διάφορες εργασίες, παρόμοια με τον τρόπο που ο σεφ παρασκευάζει και μαγειρεύει μερικά πιάτα ταυτόχρονα.
Όπως ο σεφ προετοιμάζει τα υλικά και ξεκινά να μαγειρεύει μερικά πιάτα μαζί, το λειτουργικό σύστημα ομαδοποιεί τις διάφορες εργασίες προς εκτέλεση και τις εκτελεί μαζικά κατά παρτίδες.
Οι καθυστερήσεις που παρουσιάζονταν αντιμετωπίστηκαν με τα ΛΣ Πολυπρογραμματισμού την επόμενη δεκαετία. Σε αυτά, πολλά προγράμματα μπορούσαν να εκτελούνται ταυτόχρονα. Δηλαδή, μοιραζόταν τα προγράμματα τους πόρους ενός υπολογιστή αποδοτικότερα, π.χ. όταν το ένα χρησιμοποιούσε την ΚΜΕ για κάποιο χρονικό διάστημα, το άλλο χρησιμοποιούσε μία συσκευή εξόδου.
Σκεφτείτε το λειτουργικό σύστημα ως έναν σεφ που ετοιμάζει διάφορα πιάτα ταυτόχρονα (πολλαπλές διεργασίες), ενώ υπάρχουν πολλοί πελάτες (εφαρμογές) που περιμένουν το φαγητό τους. Ο σεφ έχει μια λίστα με πολλά πιάτα που πρέπει να ετοιμάσει. Αντί να ετοιμάζει ένα πιάτο από την αρχή μέχρι το τέλος (μια μόνο διεργασία), παίρνει μικρές ποσότητες από κάθε πιάτο και ετοιμάζει κάποια βήματα από κάθε πιάτο με τη σειρά. Όταν ένα πιάτο είναι έτοιμο, το σερβίρει στον πελάτη (επιστρέφει την εκτέλεση στην εφαρμογή). Ο σεφ ελέγχει και παρακολουθεί τον κατάλογο των πιάτων (τις διεργασίες) που ετοιμάζονται. Αν μια διεργασία χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί, μπορεί να την αφήσει να συνεχίσει να ετοιμάζεται για λίγο και να προχωρήσει σε άλλα πιάτα. Αυτό κάνει το φαγητό να παρασκευάζεται πιο αποδοτικά.
Τα επόμενα ΛΣ, τη δεκαετία του '70 και μετά, δίνουν την αίσθηση στον χρήστη ότι εκτελούν ταυτόχρονα όσα προγράμματα ο ίδιος χρειαστεί κάθε φορά, όμως αυτό που συμβαίνει είναι ότι υπάρχει ένα χρονόμετρο που μοιράζει χρόνο σε όσα προγράμματα ζητάνε να εκτελεστούν, το ένα μετά το άλλο. Κάθε πρόγραμμα έχει στη διάθεσή του ένα χρονικό διάστημα για να κάνει κάποιες εργασίες, έπειτα δίνει τη σειρά του στο επόμενο και ούτω καθεξής. Όταν περάσουν όλα τα προγράμματα, ξεκινάει επόμενος κύκλος μέχρι να ολοκληρωθούν. Έτσι, δεν χρειάζεται μία διεργασία να περιμένει πολύ χρόνο μία άλλη για να τελειώσει. Αυτά τα ΛΣ ονομάζονται Καταμερισμού χρόνου.
Το λειτουργικό σύστημα καταμερισμού χρόνου είναι ένας σεφ που μαγειρεύει πολλά πιάτα για διάφορους πελάτες ταυτόχρονα. Σκοπός του είναι να διασφαλίσει ότι κάθε πελάτης (διεργασία) παίρνει το μερίδιο του χρόνου επεξεργασίας και δεν περιμένει πολύ πολύ ώρα. Έχουμε την κουζίνα (τον επεξεργαστή) και τις διάφορες κατσαρόλες που περιέχουν τα φαγητά που πρέπει να μαγειρέψουμε. Οι κατσαρόλες αυτές έχουν διαφορετικό χρόνο μαγειρέματος και ο σεφ πρέπει να καθορίσει τον κατάλληλο χρόνο μαγειρέματος για κάθε μία από αυτές, ώστε να εξασφαλιστεί η ισορροπία στην εξυπηρέτηση των πελατών.
Ο σεφ θα μπορούσε να ακολουθήσει μια παρόμοια διαδικασία: 1. Δέχεται παραγγελίες από πολλούς πελάτες και κρατά μια λίστα με τον χρόνο που έφτασαν οι παραγγελίες. 2. Ξεκινάει να μαγειρεύει την παραγγελία που βρίσκεται στην κορυφή της λίστας (την παλαιότερη παραγγελία). 3. Αφού ξεκινήσει το μαγείρεμα, ο σεφ θα ρυθμίσει ένα χρονόμετρο για τον χρόνο μαγειρέματος της συγκεκριμένης κατσαρόλας.
4. Αν ο χρόνος μαγειρέματος δεν έχει ολοκληρωθεί, ο σεφ θα διακόψει προσωρινά το μαγείρεμα και θα προχωρίσει την παραγγελία του επόμενου πελάτη στην λίστα. 5. Επανέρχεται στην παραγγελία του προηγούμενου πελάτη και συνεχίζει το μαγείρεμα μέχρι να ολοκληρωθεί. 6. Επαναλαμβάνει τα βήματα 4 και 5 για όλες τις παραγγελίες που υπάρχουν στην λίστα. Με αυτόν τον τρόπο, ο σεφ (λειτουργικό σύστημα) καταμερίζει τον χρόνο επεξεργασίας (μαγείρεμα) μεταξύ των παραγγελιών (διεργασιών), ώστε να παρέχει την καλύτερη δυνατή εξυπηρέτηση σε όλους τους πελάτες.
Ένα λογισμικό πολυεπεξεργαστικών συστημάτων είναι αυτό που διαχειρίζεται τους πόρους και τις λειτουργίες πολλαπλών επεξεργαστών σε έναν υπολογιστή ή μια ενσωματωμένη συσκευή. Οι πολυεπεξεργαστές, όπως οι διπύρηνοι, τετραπύρηνοι ή περισσότεροι επεξεργαστές, επιτρέπουν στον υπολογιστή να εκτελεί πολλαπλές εργασίες ταυτόχρονα, κάθε μία από αυτές μπορεί να εκτελείται από έναν ξεχωριστό επεξεργαστή πυρήνα.
Σκεφτείτε την κουζίνα ως τον χώρο εργασίας του σεφ, όπου μπορεί να ετοιμάζει πολλά φαγητά ταυτόχρονα. Ο επικεφαλής κουζίνας είναι ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος, ο οποίος διαχειρίζεται όλες τις διεργασίες που εκτελούνται στο σύστημα. Ο σεφ μπορεί να έχει πολλά πιάτα φαγητού (διεργασίες) στην κουζίνα ταυτόχρονα. Διαθέτει μια επιφάνεια, όπου τοποθετεί τα πιάτα φαγητού που επεξεργάζεται αυτή τη στιγμή. Κάθε πιάτο έχει μια προτεραιότητα και ο σεφ επεξεργάζεται τα πιάτα με βάση αυτές τις προτεραιότητες. Μπορεί να βλέπει την κατάσταση όλων των πιάτων φαγητού που εκτελούνται και τους πόρους που καταναλώνουν. Χρησιμοποιεί διάφορα υλικά και εξοπλισμό για να ετοιμάσει τα πιάτα φαγητού, τους πόρους
Ο σεφ (λειτουργικό σύστημα) παρακολουθεί και διαχειρίζεται τις διάφορες διαδικασίες (πιάτα φαγητού) που εκτελούνται στην κουζίνα (πολυπύρηνο σύστημα). Ο σεφ διαχειρίζεται τους πόρους και εξασφαλίζει την ομαλή λειτουργία του συστήματος ώστε να παράγονται τα νόστιμα πιάτα φαγητού (επεξεργασία δεδομένων) με τον ταχύτερο και αποδοτικότερο τρόπο.
Ένα ΛΣ Δικτύων είναι μια ειδική μορφή λειτουργικού συστήματος που διαχειρίζεται τη λειτουργία, την οργάνωση και την ασφάλεια ενός δικτύου υπολογιστών. Σε αντίθεση με τα κανονικά λειτουργικά συστήματα που εκτελούνται σε έναν ατομικό υπολογιστή, διαχειρίζεται πολλούς υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι μέσω δικτύου.
Σκοπός του σεφ είναι να διαχειριστεί διάφορες παραγγελίες για φαγητό (δεδομένα) και να σερβίρει τα πιάτα στους πελάτες (τους χρήστες). Οργανώνει τα υλικά του. Έχει ένα ράφι με διαφορετικά ντουλάπια για να αποθηκεύει τα συστατικά (αρχεία). Κάθε παραγγελία που έρχεται στην κουζίνα αντιστοιχεί σε ένα πιάτο που πρέπει να ετοιμαστεί. Ο σεφ μπορεί να συγκριθεί με έναν διαχειριστή δικτύου που παρακολουθεί και ελέγχει την κυκλοφορία των παραγγελιών. Εξασφαλίζει ότι τα πιάτα προωθούνται σωστά στους πελάτες και ότι δεν υπάρχουν καθυστερήσεις ή προβλήματα με τις παραγγελίες.
Οι κανόνες που ακολουθούνται από τον σεφ κατά την παρασκευή και εξυπηρέτηση των πιάτων του αντιστοιχούν στα διάφορα πρωτόκολλα δικτύου που επιτρέπουν την αποτελεσματική μετάδοση δεδομένων στο δίκτυο. Αποφασίζει ποια παραγγελία θα εξυπηρετήσει πρώτη βάσει της προτεραιότητας των παραγγελιών και των διαθέσιμων υλικών. Πρέπει να βεβαιωθεί ότι δεν υπάρχουν ανεπιθύμητες οντότητες (π.χ. κακόβουλο λογισμικό) που θα προσπαθήσουν να εισχωρήσουν τον χώρο της κουζίνας (δίκτυο) και να προκαλέσουν ζημιά.
Τα ΛΣ Πραγματικού χρόνου είναι σχεδιασμένα για να διαχειρίζονται εργασίες με αυστηρές απαιτήσεις χρόνου, όπως συστήματα ελέγχου, ιατρικές συσκευές, ρομποτικά συστήματα κ.λπ. Εξασφαλίζουν ότι οι διεργασίες εκτελούνται με προκαθορισμένες προθεσμίες.
Ο σεφ προγραμματιστής αναλαμβάνει να διαχειριστεί τον χρόνο του επεξεργαστή και να εκτελέσει τις παραγγελίες με βάση τις προτεραιότητές τους. Κάθε παραγγελία έχει μια προτεραιότητα που καθορίζει πόσο σημαντική είναι και πόσο χρόνο θα αφιερωθεί για την ολοκλήρωσή της. Ο σεφ έχει έναν χρονοδιακόπτη που τον βοηθά να μετρά τον χρόνο εκτέλεσης κάθε παραγγελίας. Μόλις λήξει ο χρόνος της παραγγελίας, πρέπει να πάει στην επόμενη.
Τα ΛΣ Κατανεμημένων Συστημάτων είναι λειτουργικά συστήματα που σχεδιάστηκαν ειδικά για τη διαχείριση πόρων και λειτουργιών σε ένα δίκτυο υπολογιστών. Ένα κατανεμημένο σύστημα αποτελείται από πολλούς ανεξάρτητους υπολογιστές που συνεργάζονται για την επίτευξη κοινών στόχων, διαμοιράζοντας τις εργασίες, τους πόρους και τις πληροφορίες μεταξύ τους. Τα κατανεμημένα συστήματα συχνά χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου η επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων ή η ανάγκη για υψηλή διαθεσιμότητα είναι σημαντικές, όπως στον χώρο του cloud computing και των διαδικτυακών εφαρμογών με μεγάλο αριθμό χρηστών.
Ο σεφ διαχειρίζεται ένα εστιατόριο με πολλές κουζίνες που συνεργάζονται για να ετοιμάσουν διάφορα πιάτα. Ο σεφ συνεργάζεται με τους βοηθούς του για να ετοιμάσει τα πιάτα, όπως το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται την επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων κόμβων του κατανεμημένου συστήματος. Ο σεφ δίνει εντολές στους βοηθούς του για να ετοιμάσουν συγκεκριμένα πιάτα. Το λειτουργικό σύστημα αναθέτει εργασίες σε διαφορετικούς κόμβους του συστήματος και διαχειρίζεται την εκτέλεσή τους.
Υπάρχουν λειτουργικά συστήματα που είναι σχεδιασμένα ειδικά για κινητές συσκευές όπως smartphones και tablets. Παρέχουν ειδικές λειτουργίες για τη διαχείριση των κλήσεων, των μηνυμάτων, των εφαρμογών κ.λπ. Τα δημοφιλέστερα κινητά λειτουργικά συστήματα είναι το Android (από τη Google) και το iOS (από την Apple).
Ο σεφ χρειάζεται τα κατάλληλα υλικά και τον εξοπλισμό για να μαγειρέψει. Έτσι, το λειτουργικό σύστημα χρειάζεται τους κατάλληλους πόρους (μνήμη, επεξεργαστή, αποθηκευτικό χώρο) για να εκτελέσει τις εφαρμογές και να επιλύσει τα προβλήματα. Σκεφτείτε το μενού της συσκευής ως μια λίστα με διάφορα πιάτα που μπορεί να προσφέρει ο σεφ. Κάθε εφαρμογή αντιστοιχεί σε ένα πιάτο με συγκεκριμένες λειτουργίες και δυνατότητες που μπορεί να παρέχει. Κάθε εφαρμογή είναι μια συνταγή για ένα πιάτο. Κάποιες είναι κλασικές, ενώ άλλες μπορεί να είναι πρωτότυπες ή αναβαθμισμένες εκδόσεις γνωστών συνταγών. Η διεπαφή χρήστη είναι σαν τον τρόπο που ο σεφ επικοινωνεί με τους πελάτες. Έτσι και οι φορητές συσκευές παρέχουν διάφορους τρόπους διεπαφής (αφής, φωνητικές εντολές κλπ.) για να αλληλεπιδρούν με το

Οθόνη Βοήθειας

Οι μαθητές/τριες μαθαίνουν για την ιστορία των Λειτουργικών Συστημάτων, μέσω της παρουσίασης, κάνοντας ιστορική αναδρομή.

Καρτέλα Συντελεστών