Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System) - Coggle Diagram
ระบบคอมพิวเตอร์
(Computer System)
ระบบปฏิบัติการแบบกลุ่มอย่างง่าย
(Simple Batch Systems)
หน้าที่ของระบบปฏิบัติการแบบกลุ่ม จะทำการอ่านข้อมูลโดยผ่านเครื่องอ่านการ์ด ซึ่งแต่ละการ์ดควบคุม (control card) จะทำการควบคุมการประมวลผลงานไปจนกระทั่งงานสำเร็จ และพิมพ์งาน (print) ออกมา ดังนั้นจะเห็นว่า ระบบปฏิบัติการแบบกลุ่มจะไม่มีการปฏิสัมพันธ์ (interaction) ระหว่างผู้ใช้และงาน (job) ในขณะที่โปรแกรมทำการโปรเซสโดยหน่วยประมวลผลหลัก โดยความล่าช้า (delay) ระหว่างช่วงที่มีการเปลี่ยนงานจนถึงงานเสร็จ จะเรียกว่า turnaround time
คอมพิวเตอร์ยุคแรกๆมีขนาดใหญ่ ทำการรับจากคอนโซล (Console) อุปกรณ์นำเข้าหรืออินพุต (Input) เป็นพวกการ์ดรีดเดอร์ (Card Reader)และเทปไดร์ฟ (Tape Drive)อุปกรณแสดงผลหรือเอาท์พุต (Output)เป็นพวกไลน์ปริ้นเตอร์ (Line Printer)เทปไดร์ฟ และบัตรเจาะรู (Punched Card)
link to coggle.it
ระบบปฏิบัติการแบบกลุ่มหลายโปรแกรม
(Multi-programmed Batched Systems)
ซีพียูถือว่าเป็นหน่วยที่แพงที่สุด สำคัญที่สุด และต้องการใช้งานซีพียูให้เกิดความคุ้มค่ามากที่สุด ดังนั้นจึงได้มีการคิดค้นวิธีการต่าง ๆ เพื่อสามารถใช้งานซีพียูคุ้มค่ายิ่งขึ้น ระบบโปรแกรมเดี่ยว ( Single Program ) ซีพียูแทบจะใช้งานน้อยมากกล่าวคือ เมื่อมีการติดต่อกับอุปกรณ์อินฟุต/เอาต์ฟุต
ระบบปฏิบัติการแบบหลายโปรแกรม
(multiprogramming)
จากว่าการทำงานแบบสพูลลิ่นี้สามารถทำการเหลื่อมการประมวลผลของงานหนึ่งกับการรับหรือแสดงผลข้อมูลของอีกงานหนึ่งได้ โดยซีพียูจะอ่านข้อมูลจากจานแม่เหล็ก และเมื่อต้องการพิมพ์ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล แทนที่จะสั่งพิมพ์เพื่อเก็บไว้ในดิสก์
ระบบปฏิบัติการจะเก็บงานซึ่งประกอบด้วย 4 งานคือ job1, job2, job3 และjob4 ไว้ในหน่วยความจำ
ระบบปฏิบัติการแบบคู่ขนาน (Parallel
Systems)
CPU มากกว่า 1 ตัว ในการติดต่อสื่อสาร และเป็น Tightly coupled system คือ processor มีการ share memory และ clock การติดต่อสื่อสารจะผ่านทาง share memory
ข้อดีของ Parallel System คือ
เพิ่ม throughput แต่ไม่ใช่ว่าเราเพิ่มจำนวน processor ไป n ตัว แล้วจะทำให้อัตรเร็วที่เพิ่มขึ้นเป็น n เท่าไปด้วย ตัวอย่างเช่น ถ้าเราโปรแกรมเมอร์ n คน ไม่จำเป็นว่าจะได้ผลลัพธ์เป็น n เท่าของงานที่จะเสร็จ
ประหยัด เพราะสามารถ share ทรัพยากรกันได้
เพิ่มความน่าเชื่อถือ เช่น ถ้าเรามี 10 processor แล้วเสียไป 1 ที่เหลือก็ยังคงทำงานได้ แต่อาจช้าลงหน่อย สิ่งนี้เป็นการช่วยระดับของความอยูรอดของฮาร์ดแวร์ซึ่งถูกเรียกว่า graceful degradating (การแตกตัวอย่างสวยงาม) ระบบที่ออกแบบมาสำหรับ graceful degradation เรียกว่า fault-tolerant (ความทนทานต่อความผิดพลาด)
ระบบปฏิบัติการแบบกระจายอำนาจ
(Distributed Systems)
ปริมาณงาน (throughput) ระบบสามารถเพิ่มปริมาณงานจากการประมวลผลงานโดยหน่วยประมวลผลกลางที่มีจำนวนเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มจำนวนหน่วยประมวลผล n ตัวไม่ได้หมายถึงว่าจะทำให้อัตราเร็วของการประเมินผลเพิ่มขึ้นเป็นกเท่าไปด้วย
ทรัพยากร (Resource Sharing) ระบบมีการใช้งานหน่วยความจำร่วมกันดังนั้นจึงทำให้เกิดการประหยัดในส่วนของทรัพยากร
เพิ่มความน่าเชื่อถือ (Reliability) ระบบมีจำนวนหน่วยประมวลผลกลางจำนวนมากกว่า ๑ ตัวดังนั้นเมื่อตัวใดตัวหนึ่งเกิดได้รับความเสียหายหน่วยประมวลผลกลางตัวที่เหลือก็ยังคงทำงานได้เรียกว่าระบบที่ทนต่อความผิดพลาด (fault-tolerant)
ระบบเวลาจริง (Real-time Systems)
หมายถึงตอบสนองทันที เช่นระบบ Sensor ที่ส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ เครื่องมือทดลองทางวิทยาศาสตร์ ระบบภาพทางการแพทย์ ระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม
ระบบหัวฉีดในรถยนต์ ระบบควบคุมการยิง ระบบแขนกล และเครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมด ร
ระบบ (Real-Time Systems) จะทำงานได้ดีกับงานที่มี
1 Hard real-Time Systems
เป็นระบบที่ถูกรับรองว่าจะได้รับการตอบสนองตรงเวลา และหยุดรอไม่ได้ (ทำงานเสร็จตรงตามเวลา) ระบบนี้ไม่มีฮาร์ดิสก์หรือมีขนาดเล็ก การเก็บข้อมูลจะเก็บในShort-Term memory หรือรอม(Rom)
มีข้อเสียคือ มีปัญหากับระบบแบ่งส่วนเวลา และไม่มีการซัฟ
พอร์ต (Support)
2 Soft real-Time Systems
เป็นระบบ less restrictive type ที่สามารถรอให้งานอื่นทำให้เสร็จก่อนได้ (ขาด Deadline) มีการจำกัด Utility และ เสียงในการใช้ในอุตสาหกรรมควบคุมหรือ
หุ่นยนต์
ระบบมัลติโปรเซสเซอร์ (Multiprocessor
System)
ระบบส่วนมากจะใช้โปรเซสเซอร์เพียงตัวเดียว หรือใช้ซีพียูหลักเพียงหนึ่งตัวนั่นเอง แต่ก็มีระบบที่ใช้โปรเซสเซอร์มากกว่าหนึ่งตัวที่เรียกว่า “ระบบมัลติโปรเซสเซอร์” ระบบในลักษณะนี้จะใช้การติดต่อสื่อสารในระยะใกล้, มีการใช้บัส (bus), สัญญาณนาฬิกา (clock) ,หน่วยความจำ และดีไวซ์ร่วมกัน มีเหตุผลหลายประการที่ใช้มัลติโปรเซสเซอร์
เพิ่มประสิทธิภาพของเอาต์พุต การที่ใช้ระบบมัลติโปรเซสเซอร์จะทำให้ได้เอาต์พุตเร็วขึ้น ใช้เวลาน้อยลง แต่ไม่ได้หมายความว่าถ้าใช้ N โปรเซสเซอร์ แล้วงานจะเสร็จเร็วขึ้น N เท่า แต่น้อยกว่า N แน่นอน
ประหยัดค่าใช้จ่ายเมื่อเปรียบเทียบกับระบบโปรเซสเซอร์เดี่ยวหลายระบบ ทั้งนี้เนื่องจากในระบบมัลติโปรเซสเซอร์สามารถแบ่งปันดีไวซ์ต่าง ๆ ได้ ถ้าโปรแกรมต่าง ๆ ต้องการข้อมูลชุดเดียวกันจะเป็นการประหยัดเมื่อเก็บไว้บนดิสก์เดียวกันแล้วแชร์ให้ใช้งานร่วมกันดีกว่าการใช้ดิสก์ระบบละหนึ่งตัวโดยมีข้อมูลชุดเดียวกัน
วามน่าเชื่อถือของระบบ เนื่องจากถ้ามีโปรเซสเซอร์ใดทำงานผิดพลาด หรือทำงานไม่ได้ โปรเซสเซอร์ตัวอื่นก็สามารถทำงานทดแทนได้ทันที โดยรับส่วนแบ่งมาช่วยกัน ยกตัวอย่างเช่น ถ้าระบบใช้โปรเซสเซอร์ 10 ตัว แล้วมีตัวหนึ่งที่ไม่ทำงาน โปรเซสเซอร์อีก 9 ตัวจะแบ่งงานของตัวนั้นไปทำต่อ ซึ่งถึงแม้ว่าระบบจะช้าลงไป 10 เปอร์เซ็นต์ แต่ก็ดีกว่าทำงานไม่ได้ทั้งระบบ การกระทำลักษณะนี้เรียกว่า “Graceful Degradation” ส่วนระบบที่ออกแบบมาสำหรับ Graceful Degradation นี้เรียกว่า “Fault-Tolerant”