ทำความเข้าใจระบบปฏิบัติการ:ซอฟต์แวร์หลักที่ขับเคลื่อนคอมพิวเตอร์ของคุณ

โดย

• แมรี่ อี. แชคเล็ตต์ ข้อมูลทรานส์เวิลด์
• Stephen J. Bigelow บรรณาธิการอาวุโสด้านเทคโนโลยี

เผยแพร่:31 ต.ค. 2024

ระบบปฏิบัติการ (OS) คือโปรแกรมที่หลังจากโหลดลงในคอมพิวเตอร์ครั้งแรกโดยโปรแกรมบูตแล้ว จะจัดการแอปพลิเคชันโปรแกรมอื่นๆ ทั้งหมดในคอมพิวเตอร์ แอปพลิเคชันโปรแกรมใช้ระบบปฏิบัติการโดยการร้องขอบริการผ่าน Application Program Interface (API) ที่กำหนดไว้ นอกจากนี้ ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับระบบปฏิบัติการได้โดยตรงผ่านทางอินเทอร์เฟซผู้ใช้ (UI) เช่น อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง (CLI) หรืออินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI)

ระบบปฏิบัติการนำคุณประโยชน์อันทรงพลังมาสู่ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์และการพัฒนาซอฟต์แวร์ หากไม่มีระบบปฏิบัติการ ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ระบบที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะ ทุกแอปพลิเคชันจะต้องมี UI ของตัวเอง เช่นเดียวกับโค้ดที่ครอบคลุมซึ่งจำเป็นในการจัดการการทำงานระดับต่ำทั้งหมดของซอฟต์แวร์ระบบของคอมพิวเตอร์ต้นแบบ เช่น พื้นที่เก็บข้อมูลดิสก์และอินเทอร์เฟซเครือข่าย เมื่อพิจารณาถึงฮาร์ดแวร์พื้นฐานที่มีอยู่มากมาย และจำนวนรูทีนของซอฟต์แวร์ที่ต้องรันในระดับซอฟต์แวร์ระบบเพื่อรองรับฟังก์ชันของคอมพิวเตอร์ สิ่งนี้จะทำให้ขนาดของทุกแอปพลิเคชันขยายใหญ่ขึ้น และทำให้การพัฒนาซอฟต์แวร์ทำไม่ได้ในทางปฏิบัติ

ระบบปฏิบัติการจะจัดการกับงานซอฟต์แวร์ระดับระบบหลายอย่างแทน รวมถึงการส่งแพ็กเก็ตเครือข่ายหรือการแสดงข้อความบนอุปกรณ์เอาท์พุตมาตรฐาน เช่น จอแสดงผล ซอฟต์แวร์ระบบทำหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างแอปพลิเคชันกับฟังก์ชันคอมพิวเตอร์และฮาร์ดแวร์พื้นฐาน ระบบปฏิบัติการมอบวิธีที่สม่ำเสมอและทำซ้ำได้สำหรับแอปพลิเคชันในการโต้ตอบกับฮาร์ดแวร์และฟังก์ชันระดับระบบอื่นๆ โดยที่แอปพลิเคชันไม่จำเป็นต้องทราบรายละเอียดใดๆ เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เหล่านั้น

หากแต่ละแอปพลิเคชันเข้าถึงทรัพยากรและบริการเดียวกันในลักษณะเดียวกัน ระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ระบบพื้นฐานที่ใช้งานอยู่ จะสามารถให้บริการแอปพลิเคชันได้เกือบทุกจำนวน สิ่งนี้ช่วยลดระยะเวลาและการเขียนโค้ดที่จำเป็นในการพัฒนาและแก้ไขข้อบกพร่องแอปพลิเคชันได้อย่างมาก ขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจได้ว่าผู้ใช้จะสามารถควบคุม กำหนดค่า และจัดการซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ระบบผ่านอินเทอร์เฟซระบบปฏิบัติการทั่วไปและเป็นที่เข้าใจกันดี

ระบบปฏิบัติการทำงานอย่างไร

เมื่อติดตั้งแล้ว ระบบปฏิบัติการจะต้องอาศัยไลบรารีไดรเวอร์อุปกรณ์ขนาดใหญ่เพื่อปรับแต่งบริการให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมของฮาร์ดแวร์เฉพาะ ตัวอย่างเช่น ทุกแอปพลิเคชันสามารถทำการเรียกทั่วไปไปยังอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลได้ ระบบปฏิบัติการรับสายนั้นและใช้ไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้องเพื่อแปลงการเรียกเป็นการดำเนินการหรือคำสั่งที่จำเป็นสำหรับฮาร์ดแวร์ที่ซ่อนอยู่ในคอมพิวเตอร์เครื่องนั้น ระบบปฏิบัติการมีแพลตฟอร์มที่ครอบคลุมซึ่งระบุ กำหนดค่า และจัดการสิ่งต่อไปนี้:

• ฮาร์ดแวร์หลากหลายประเภท รวมถึงโปรเซสเซอร์
• อุปกรณ์หน่วยความจำและการจัดการหน่วยความจำคอมพิวเตอร์
• ชิปเซ็ต
• ที่เก็บข้อมูล
• ระบบเครือข่าย
• อินเทอร์เฟซการสื่อสารพอร์ต เช่น Video Graphics Array, High-Definition Multimedia Interface และ Universal Serial Bus (USB)
• อินเทอร์เฟซระบบย่อย เช่น Peripheral Component Interconnect Express

ฟังก์ชันของระบบปฏิบัติการมีอะไรบ้าง?

แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์หลักๆ ทั้งหมด ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ โดยทั่วไปจะต้องมีและรวมระบบปฏิบัติการที่ต้องได้รับการพัฒนาด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของปัจจัยรูปแบบอุปกรณ์ต่างๆ

จากมุมมองของผู้ใช้ ระบบปฏิบัติการมีความสามารถที่จำเป็นสามประการต่อไปนี้:

1. นำเสนอ UI ผ่าน CLI หรือ GUI
2. เปิดแอปพลิเคชันและจัดการการทำงานของแอปพลิเคชัน
3. ระบุและกำหนดการจัดสรรทรัพยากรฮาร์ดแวร์ของระบบ เช่น เครื่องพิมพ์และดิสก์ไดรฟ์สำรองให้กับแอปพลิเคชันเหล่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปจะผ่านทาง API มาตรฐาน

ส่วนติดต่อผู้ใช้

ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์เพื่อทำงานผ่าน GUI ซึ่งเป็นหน้าจอแบบชี้แล้วคลิกซึ่งมีไอคอนที่เรียกใช้ฟังก์ชันของระบบและเรียกใช้แอปพลิเคชัน CLI ซึ่งประกอบด้วยบรรทัดคำสั่งเดียวสำหรับการป้อนข้อมูล หรือทั้งสองอย่าง

การจัดการแอปพลิเคชัน

ระบบปฏิบัติการจะจัดการการเปิดตัวและการจัดการทุกแอปพลิเคชัน ซึ่งรองรับฟังก์ชันต่อไปนี้:

• การแบ่งเวลาหลายกระบวนการหรือเธรด เพื่อให้งานต่างๆ สามารถแบ่งปันทรัพยากรของโปรเซสเซอร์ที่มีอยู่ได้
• จัดการการหยุดชะงักที่แอปพลิเคชันสร้างขึ้นเพื่อให้ได้รับความสนใจจากโปรเซสเซอร์ในทันที ทำให้มั่นใจได้ว่ามีหน่วยความจำเพียงพอที่จะเรียกใช้แอปพลิเคชันและข้อมูลที่เกี่ยวข้องโดยไม่รบกวนกระบวนการอื่น
• ดำเนินการจัดการข้อผิดพลาดที่สามารถลบกระบวนการของแอปพลิเคชันได้
• ดำเนินการจัดการหน่วยความจำโดยไม่รบกวนแอปพลิเคชันอื่นหรือระบบปฏิบัติการ

การจัดเตรียมและการดำเนินการฮาร์ดแวร์

ระบบปฏิบัติการยังสามารถรองรับ API ที่ทำให้แอปพลิเคชันสามารถใช้ระบบปฏิบัติการและฟังก์ชันฮาร์ดแวร์ได้โดยไม่จำเป็นต้องรู้อะไรเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการหรือสถานะฮาร์ดแวร์ระดับต่ำ ตัวอย่างเช่น Windows API สามารถเปิดใช้งานโปรแกรมเพื่อรับอินพุตจากแป้นพิมพ์หรือเมาส์ สร้างองค์ประกอบ GUI เช่นหน้าต่างโต้ตอบและปุ่ม และอ่านและเขียนไฟล์ไปยังอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล แอปพลิเคชันได้รับการปรับแต่งให้ใช้ระบบปฏิบัติการที่แอปพลิเคชันตั้งใจจะทำงานเกือบทุกครั้ง

การกำหนดเวลากระบวนการและการจัดลำดับความสำคัญ

ในระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้ง ซึ่งสามารถทำงานได้หลายโปรแกรมในเวลาเดียวกัน ระบบปฏิบัติการจะกำหนดลำดับแอปพลิเคชันที่ควรรัน และระยะเวลาที่ควรอนุญาตให้แต่ละแอปพลิเคชันก่อนที่จะเปิดแอปพลิเคชันอื่น ตัวอย่างเช่น ระบบปฏิบัติการสามารถระบุได้ว่าสามารถกำหนดเวลาให้ทำงานแบบแบตช์ เช่น งานพิมพ์ขนาดใหญ่ ในภายหลังได้หรือไม่เมื่อทรัพยากรว่าง

การประมวลผลแบบขนาน

บนคอมพิวเตอร์ที่สามารถประมวลผลแบบขนานได้ ระบบปฏิบัติการจะจัดการวิธีแบ่งโปรแกรมเพื่อให้ทำงานบนโปรเซสเซอร์มากกว่าหนึ่งตัวในแต่ละครั้ง

การจัดการไฟล์

ตามคำขอของผู้ใช้ ชุดกฎด้านไอที หรือการตั้งค่าเริ่มต้น ระบบปฏิบัติการจะจัดการการสร้าง การเข้าถึง การแก้ไข และการลบไฟล์และไดเร็กทอรี

ระบบเครือข่าย

ระบบปฏิบัติการจะเชื่อมต่อเวิร์กสเตชันกับทรัพยากรทั่วทั้งเครือข่ายโดยอัตโนมัติด้วยความโปร่งใสสำหรับผู้ใช้ โดยถอดรหัสโปรโตคอลเครือข่ายและเชื่อมต่อกับเครือข่าย ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้รายเดียวสามารถเข้าถึงเครื่องพิมพ์เครือข่ายและเซิร์ฟเวอร์ที่โฮสต์บนเครือข่ายได้

ความปลอดภัย

ระบบปฏิบัติการบังคับใช้การควบคุมการเข้าถึงและการเข้ารหัสความปลอดภัยสำหรับผู้ใช้ แอปพลิเคชัน และข้อมูลโดยใช้นโยบายที่กำหนดและอนุญาตโดยฝ่ายไอที

การตรวจสอบประสิทธิภาพและการตรวจจับข้อผิดพลาด

ระบบปฏิบัติการจะตรวจสอบประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์อย่างต่อเนื่องและสร้างบันทึกระบบที่ช่วยในการปรับแต่งเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการใช้ทรัพยากร การชะลอตัวของประสิทธิภาพและปัญหาคอขวด และการแก้ไขข้อผิดพลาด

การสำรองข้อมูลและการกู้คืน

สามารถสำรองข้อมูลได้เป็นระยะๆ ตลอดทั้งวัน ทุกคืน รายสัปดาห์ หรือความถี่ใดก็ได้ตามที่กำหนด ระบบปฏิบัติการสามารถทำการสำรองข้อมูลเหล่านี้ได้โดยอัตโนมัติ โดยไม่ต้องอาศัยความช่วยเหลือจากผู้ใช้หรือไอที หากข้อมูลขัดข้องหรือระบบล้มเหลว จะสามารถกู้คืนข้อมูลได้อย่างง่ายดายจากการสำรองข้อมูลล่าสุด

การจำลองเสมือน

OS ส่วนใหญ่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนดระบบปฏิบัติการหลายระบบที่ทำงานแยกจากกันโดยใช้พาร์ติชั่นที่สร้างโดยซอฟต์แวร์ที่แยกแต่ละ OS ออกจากระบบอื่นบนเวิร์กสเตชันจริงเครื่องเดียว ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถเรียกใช้แอปพลิเคชันหลายตัว โดยแต่ละแอปพลิเคชันมีระบบปฏิบัติการเฉพาะของตัวเองพร้อมกันบนเวิร์กสเตชันเครื่องเดียวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

การจัดการอุปกรณ์

ระบบปฏิบัติการระบุ กำหนดค่า และจัดเตรียมแอปพลิเคชันที่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตพื้นฐาน เช่น เครื่องพิมพ์ คีย์บอร์ด และอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์อื่นๆ เนื่องจากระบบปฏิบัติการจดจำและระบุฮาร์ดแวร์ ระบบปฏิบัติการจะติดตั้งไดรเวอร์อุปกรณ์และอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้องซึ่งช่วยให้ระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันที่ทำงานบนระบบปฏิบัติการสามารถใช้อุปกรณ์ได้

ระบบปฏิบัติการระบุเครื่องพิมพ์ที่ถูกต้อง และติดตั้งไดรเวอร์เครื่องพิมพ์ที่เหมาะสมเพื่อให้แอปพลิเคชันจำเป็นต้องทำการเรียกไปยังเครื่องพิมพ์เท่านั้น โดยไม่ต้องใช้รหัสหรือคำสั่งเฉพาะสำหรับเครื่องพิมพ์นั้น กระบวนการนี้คล้ายคลึงกับอุปกรณ์อื่นๆ รวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• พอร์ต USB
• พอร์ตเครือข่าย
• อุปกรณ์กราฟิก เช่น หน่วยประมวลผลกราฟิก
• ชิปเซ็ตมาเธอร์บอร์ด
• อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เช่น อะแดปเตอร์ดิสก์ Serial-Attached SCSI และดิสก์ที่ฟอร์แมตด้วยระบบไฟล์ที่เหมาะสม

ระบบปฏิบัติการจะระบุและกำหนดค่าอุปกรณ์ทางกายภาพและลอจิคัลสำหรับการบริการ และโดยทั่วไปจะบันทึกอุปกรณ์เหล่านั้นในโครงสร้างที่ได้มาตรฐาน เช่น Windows Registry ผู้ผลิตอุปกรณ์จะแพตช์และอัปเดตไดรเวอร์เป็นระยะ และระบบปฏิบัติการควรอัปเดตเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุด เมื่อมีการเปลี่ยนอุปกรณ์ ระบบปฏิบัติการจะติดตั้งและกำหนดค่าไดรเวอร์ใหม่ด้วย

ประเภทระบบปฏิบัติการและตัวอย่าง

แม้ว่าบทบาทพื้นฐานของระบบปฏิบัติการมีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง แต่ก็มีระบบปฏิบัติการจำนวนนับไม่ถ้วนที่ตอบสนองความต้องการของฮาร์ดแวร์และผู้ใช้ที่หลากหลาย รวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

ระบบปฏิบัติการอเนกประสงค์

ระบบปฏิบัติการอเนกประสงค์สามารถรันแอพพลิเคชั่นได้มากมายบนฮาร์ดแวร์ที่มีให้เลือกมากมาย ทำให้ผู้ใช้สามารถรันแอพพลิเคชั่นหรืองานหนึ่งรายการขึ้นไปพร้อมกันได้ ระบบปฏิบัติการอเนกประสงค์สามารถติดตั้งได้บนเดสก์ท็อปและแล็ปท็อปหลายรุ่น และเรียกใช้แอปพลิเคชันตั้งแต่ระบบบัญชีไปจนถึงฐานข้อมูลไปจนถึงเว็บเบราว์เซอร์ไปจนถึงเกม โดยทั่วไประบบปฏิบัติการสำหรับใช้งานทั่วไปจะมุ่งเน้นไปที่กระบวนการหรือเธรดและการจัดการฮาร์ดแวร์เพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันสามารถแบ่งปันฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่หลากหลายที่มีอยู่ได้อย่างน่าเชื่อถือ

ระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปทั่วไปมีดังต่อไปนี้:

• Windows ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการหลักของ Microsoft คือมาตรฐานที่แท้จริงสำหรับคอมพิวเตอร์ที่บ้านและที่ทำงาน ระบบปฏิบัติการที่ใช้ Microsoft Windows GUI เปิดตัวในปี 1985 ในหลายเวอร์ชันตั้งแต่นั้นมา Windows 95 ที่ใช้งานง่ายมีส่วนสำคัญต่อการพัฒนาคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลอย่างรวดเร็ว
• Mac OS คือระบบปฏิบัติการสำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์พีซีและเวิร์กสเตชันของ Apple
• Unix เป็นระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายรายซึ่งออกแบบมาเพื่อความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับเปลี่ยน Unix พัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี 1970 และเป็นหนึ่งใน OS แรกๆ ที่เขียนด้วยภาษา C
• Linux เป็นระบบปฏิบัติการที่มีลักษณะคล้าย Unix จากชุมชนโอเพ่นซอร์สที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ผู้ใช้พีซีมีทางเลือกระบบปฏิบัติการฟรีหรือต้นทุนต่ำ Linux มีชื่อเสียงในด้านระบบปฏิบัติการที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็ว

ระบบปฏิบัติการมือถือ

ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่และอุปกรณ์ที่เน้นการสื่อสารเป็นหลัก เช่น สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต โดยทั่วไปอุปกรณ์เคลื่อนที่จะมีทรัพยากรในการประมวลผลที่จำกัดเมื่อเทียบกับพีซีแบบเดิม และระบบปฏิบัติการจะต้องได้รับการปรับขนาดและความซับซ้อนกลับคืนเพื่อลดการใช้ทรัพยากรของตัวเอง ในขณะเดียวกันก็รับประกันทรัพยากรที่เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันหนึ่งรายการขึ้นไปที่ทำงานบนอุปกรณ์ ระบบปฏิบัติการมือถือมีแนวโน้มที่จะเน้นประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพ การตอบสนองของผู้ใช้ และให้ความสำคัญกับงานการจัดการข้อมูลอย่างใกล้ชิด เช่น การสนับสนุนการสตรีมสื่อ Apple iOS และ Android เป็นตัวอย่างของระบบปฏิบัติการบนมือถือ

ระบบปฏิบัติการแบบฝัง

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์บางชนิดไม่ได้มีวัตถุประสงค์ทั่วไป อุปกรณ์เฉพาะต่างๆ มากมาย เช่น ผู้ช่วยดิจิตอลในบ้าน เครื่องถอนเงินอัตโนมัติ ระบบเครื่องบิน จุดขายของร้านค้าปลีก และอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง ใช้ระบบปฏิบัติการที่ปรับแต่งได้มากขึ้นและ "บางลง" ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบปฏิบัติการแบบฝังและระบบปฏิบัติการทั่วไปคือ อุปกรณ์ที่ระบบปฏิบัติการแบบฝังตัวถูกฝังอยู่ทำสิ่งสำคัญเพียงสิ่งเดียวเท่านั้น ดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงถูกลดทอนลงอย่างมากและทุ่มเทให้กับทั้งประสิทธิภาพและความยืดหยุ่น ระบบปฏิบัติการแบบฝังควรทำงานได้อย่างรวดเร็ว ไม่ขัดข้อง และจัดการกับข้อผิดพลาดทั้งหมดได้อย่างสง่างามเพื่อให้สามารถทำงานต่อไปได้ในทุกสถานการณ์ ในกรณีส่วนใหญ่ ระบบปฏิบัติการจะมาพร้อมกับชิปที่รวมอยู่ในอุปกรณ์จริง อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้ในอุปกรณ์ช่วยชีวิตของผู้ป่วย เช่น ใช้ระบบปฏิบัติการแบบฝังที่ต้องทำงานอย่างน่าเชื่อถือเพื่อรักษาชีวิตผู้ป่วย Embedded Linux เป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบปฏิบัติการแบบฝังตัว

ระบบปฏิบัติการเครือข่าย

ระบบปฏิบัติการเครือข่าย (NOS) เป็นอีกหนึ่งระบบปฏิบัติการพิเศษที่มีจุดประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่ทำงานบนเครือข่ายท้องถิ่น NOS จัดเตรียมสแต็กการสื่อสารที่จำเป็นในการทำความเข้าใจโปรโตคอลเครือข่ายเพื่อสร้าง แลกเปลี่ยน และสลายแพ็กเก็ตเครือข่าย ปัจจุบัน แนวคิดของ NOS เฉพาะทางส่วนใหญ่ล้าสมัยไปแล้ว เนื่องจากระบบปฏิบัติการอื่นๆ จัดการการสื่อสารผ่านเครือข่าย ตัวอย่างเช่น Windows 10 และ Windows Server 2019 มีความสามารถด้านเครือข่ายที่ครอบคลุม แนวคิดของ NOS ยังคงใช้สำหรับอุปกรณ์เครือข่ายบางอย่าง เช่น เราเตอร์ สวิตช์ และไฟร์วอลล์ และผู้ผลิตก็ใช้ NOS ที่เป็นกรรมสิทธิ์ รวมถึงระบบปฏิบัติการ Cisco Internetwork และ NOS RouterOS แบบโอเพ่นซอร์สจาก MikroTik

ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์

เมื่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต้องโต้ตอบกับโลกแห่งความเป็นจริงภายในข้อจำกัดด้านเวลาคงที่และทำซ้ำได้ ผู้ผลิตอุปกรณ์อาจเลือกใช้ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์ (RTOS) ตัวอย่างเช่น ระบบควบคุมอุตสาหกรรมอาจกำหนดทิศทางการดำเนินงานของโรงงานหรือโรงไฟฟ้าที่แผ่กิ่งก้านสาขา สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวสร้างสัญญาณจากเซ็นเซอร์จำนวนมากมายและส่งสัญญาณเพื่อควบคุมวาล์ว แอคทูเอเตอร์ มอเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ อีกนับไม่ถ้วน ในสถานการณ์เหล่านี้ ระบบควบคุมอุตสาหกรรมจะต้องตอบสนองอย่างรวดเร็วและคาดการณ์ได้ต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพโลกแห่งความเป็นจริง มิฉะนั้น อาจส่งผลให้เกิดภัยพิบัติได้ RTOS ต้องทำงานโดยไม่มีการบัฟเฟอร์ เวลาแฝงในการประมวลผล และความล่าช้าอื่นๆ ซึ่งเป็นที่ยอมรับอย่างสมบูรณ์ในระบบปฏิบัติการประเภทอื่นๆ ตัวอย่างของ RTOS ได้แก่ FreeRTOS และ Wind River VxWorks

ความแตกต่างระหว่างประเภทของระบบปฏิบัติการนั้นไม่ได้แน่นอน และระบบปฏิบัติการบางระบบสามารถมีลักษณะเฉพาะของระบบปฏิบัติการอื่นๆ เหมือนกันได้ ตัวอย่างเช่น ระบบปฏิบัติการที่ใช้งานทั่วไปจะรวมความสามารถด้านเครือข่ายที่พบใน NOS แบบเดิมเป็นประจำ ในทำนองเดียวกัน ระบบปฏิบัติการแบบฝังโดยทั่วไปจะมีคุณลักษณะของ RTOS ในขณะที่ระบบปฏิบัติการมือถือสามารถเรียกใช้แอปจำนวนมากได้พร้อมๆ กัน เช่นเดียวกับระบบปฏิบัติการทั่วไปอื่นๆ

ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย

ระบบปฏิบัติการแบบกระจายที่ติดตั้งบนเครือข่ายสามารถให้บริการกับเวิร์กสเตชันจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งคอมพิวเตอร์ไคลเอ็นต์แบบบางที่มีแอปพลิเคชันหรือข้อมูลอาศัยอยู่เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ผู้ใช้หลายรายเข้าถึงและแบ่งปันแอปพลิเคชันและทรัพยากรที่โฮสต์บนเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายแบบกระจายขนาดใหญ่เหล่านี้ และระบบปฏิบัติการบนเซิร์ฟเวอร์เหล่านี้จัดการคำขอการเข้าถึงและการใช้ทรัพยากรจากเวิร์กสเตชันผู้ใช้หลายราย ตัวอย่างของระบบปฏิบัติการแบบกระจาย ได้แก่ Microsoft Windows Server และการแจกจ่าย Linux แบบโอเพ่นซอร์สสำหรับเซิร์ฟเวอร์ต่างๆ

ระบบปฏิบัติการคลัสเตอร์

ระบบปฏิบัติการคลัสเตอร์คือระบบปฏิบัติการที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานคลัสเตอร์ของคอมพิวเตอร์ที่ทำงานร่วมกันบนระบบเดียว การประมวลผลปัญญาประดิษฐ์เป็นตัวอย่างสำคัญของการประมวลผลแบบคลัสเตอร์ เนื่องจากต้องใช้การประมวลผลข้อมูลแบบขนานที่รวดเร็ว พร้อมกัน ระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่ต้องประมวลผลธุรกรรมหลายพันรายการพร้อมกันและแบบเรียลไทม์ เช่น ระบบนายหน้า ถือเป็นอีกกรณีการใช้งานสำหรับการประมวลผลแบบคลัสเตอร์ Rocks Cluster Distribution และ Open Source Open MPI เป็นสองตัวอย่างของ OS การประมวลผลคลัสเตอร์

อ่านต่อ เกี่ยวกับระบบปฏิบัติการ (OS) คืออะไร?

• คำแนะนำสำหรับศูนย์ข้อมูลที่ต้องการเปลี่ยนแปลงระบบปฏิบัติการ

• ในที่สุด Windows 11 ก็พร้อมสำหรับการใช้งานแล้วหรือยัง?

• ทักษะเมนเฟรมกระทืบ; มุมมองคนนอกกับคนใน

• วิธีวางแผนโครงการอัปเกรด Windows 11

• Windows 10 จะสิ้นสุดอายุการใช้งานเมื่อใด วิธีขยายการสนับสนุน