Устройство и виды операционных систем. Виды операционных систем
Операционная система - комплекс программ, обеспечивающий целый ряд таких функций, как, например, распределение ресурсов компьютера между его компонентами или же ввод/вывод данных, управление этими данными, взаимодействие с пользователем и, наконец, выполнение других программ, расширяющих возможности операционной системы в частности и компьютера в целом. В состав любой операционной системы входят основной управляющий модуль (графическая оболочка в случае с Windows) и набор программ (утилит), необходимых для нормальной работы компьютера.
Как уже говорилось ранее, операционная система страдает рядом весьма характерных сбоев - это в основном сбои в файловой системе и системном реестре.
Первая категория как причина переустановки отпадает практически сразу же, потому что большая часть проблем с файловой системой решаются такими программами, как ScanDisk, Norton Disk Doctor, без всякой переустановки. Хотя из каждого правила существуют исключения - иногда постоянно появляющиеся ошибки можно устранить только путем полного форматирования, но такие ситуации не так уж часто встречаются, по крайней мере, с новыми винчестерами.
Наличие ссылок на несуществующие файлы. В принципе, данная разновидность сбоев не столько опасна для стабильности работы ПК, как неприятна. В основном такие ссылки возникают по следующим причинам:
Неполное удаление программ (в том числе игровых), когда файлы уже удалены, а ссылки на них по-прежнему остаются;
Неполная установка программ (в том числе игровых), когда ссылки на файлы уже внесены в системный реестр, а сами файлы еще не созданы;
Неполная установка или удаление драйверов устройств;
Ошибки в файловой системе жесткого диска, когда ссылки указывают на файл, расположенный в совершенно другом каталоге. Подобная ситуация может появиться также в результате ручного перемещения файлов;
Остатки жизнедеятельности программ установки или удаления, которые, как правило, создают временные ссылки, а затем забывают их удалять;
Отсутствие необходимых ссылок на важные системные файлы, которые имеются на жестком диске, но из-за этого не могут быть использованы. Подобная ситуация может появиться также в результате ручной очистки системного реестра или в результате некорректной работы разнообразных очистителей реестра;
Разнообразные ссылки, оставляемые trial-версиями программ, которые позволяют им при запуске определять, сколько времени осталось до конца испытательного срока. Очень часто такие ссылки в дальнейшем не позволяют установить даже те версии программ, которые официально зарегистрированы (куплены).
Конечно, существует ряд программ, якобы очищающих реестр от всех неправильных ссылок либо исправляющих их на верные (например, Norton WinDoctor), но все они позволяют избавиться только от части проблемы, т. к. могут исправлять в основном те ошибки, которые связаны с изменением размещения файла или его отсутствием. Здесь же возможен вариант, когда программа путает нужный файл с похожим на него файлом, обладающим похожими атрибутами, делая системный реестр полностью неработоспособным.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод. Установка операционной системы может потребоваться в случаях, когда:
На компьютере вообще не установлена операционная система;
На компьютере установлена операционная система, но вы хотите обновить ее версию или вернуться к предыдущей версии;
Операционная система перестала загружаться, например, из-за повреждения системных файлов;
Работа операционной системы больше стала напоминать езду на велосипеде со спущенным колесом;
Не работает какая-либо программа, как вы считаете, из-за некорректной ссылки в системном реестре, которую вы не можете найти и удалить.
Разновидности операционных систем
Как уже говорилось, операционная система является обычной программой, которая запускается при каждом старте компьютера. Заставка, которую вы видите, и рабочий стол, появляющийся по окончании загрузки, - все это часть установленной на ваш компьютер операционной системы.
Очень много споров ведется вокруг того, какую операционную систему установить, а какую вообще не стоит принимать во внимание. Попробуем разобраться, какие же из общепринятых мнений близки к истине.
В настоящее время наиболее распространено целое семейство операционных систем Windows, которое является продуктом компании Microsoft. В свою очередь Windows-подобные системы подразделяются на два подсемейства: Windows 9x и Windows NT.
К первому из них относятся Windows 95, Windows 98, Windows 98SE и Windows ME, второе же имеет меньшее количество версий - Windows NT 4.0 (более младшие версии сейчас уже не используются), Windows 2000 и наиболее современная версия - Windows XP. Не так уж давно в свет вышла еще одна версия - Windows 2003 Server, но мы рассматривать ее пока не будем, ведь кто знает, сколько новых проблем несет она в себе? Подождем, пока ее тщательно протестируют, выпустят парочку поправок, так называемых заплаток, а уже после этого будем пробовать устанавливать ее на домашний компьютер.
Немного истории
Если рассматривать всю историю операционных систем с графической оболочкой, то семейство Windows берет свое начало от графической оболочки Windows 3.1 или ее сетевого варианта Windows 3.11 for Workgroup. Эта оболочка загружалась в память компьютера подобно файловом} менеджеру Norton Commander.
Появление графической операционной системы, а не оболочки (Windows 95) было настоящим прорывом. Отныне морально устаревшая система MS-DOS является частью основной операционной системы, а не наоборот. Это главное отличие, которое было подмечено пользователями. Наиболее значимым последствием этого события стала необходимость использования программ, специально написанных для операционной системы Windows. Конечно, большую часть старых программ по-прежнему можно запускать в окне эмуляции MS-DOS, но некоторые из них. в частности те, которые предназначены для работы с жестким диском (NDD и т. п.). оказались несовместимы с особенностями файловой системы Windows.
Следует отметить, что существует две основных версии - Windows 95 и Windows 95 OSR2, в которой наиболее яркой особенностью является поддержка FAT32, которая в свою очередь, в отличие от FAT16, способна поддерживать жесткие диски с объемом более 2 Гбайт. Если вы используете эту версию Windows, обязательно обновите ее до OSR2, в противном случае любой жесткий диск вы сможете отформатировать только на 2 Гбайт, а остальное пространство будет недоступно для использования.
Следующим шагом в развитии операционных систем стало появление Windows 98, а за ней и Windows 98 SE (Second Edition). Стоит отметить, что вторая версия прилично отличается от оригинальной Windows 98, в первую очередь тем, что в ней исправлено немалое количество ошибок, особенно связанных с работой с локальной сетью. Да и драйверы для устройств в сумме с системой Plug and Play реализованы намного лучше, поэтому если вы вдруг захотите установить именно Windows 98, то вам следует выбирать второй выпуск, а не первый, т. е. Windows 98 SE.
Самой последней версией из семейства Windows 9x является Windows ME, которую многие пользователи называют еще и Windows 2000, что совершенно не верно, хотя внешний вид обеих версий очень похож. На этой версии компания Microsoft все-таки решила поставить точку в жизни операционных систем семейства Windows 9x.
Параллельно с разработкой все более новых версий Windows 9x велись исследования в направлении повышения надежности работы компьютера, которые, в конце концов, привели к появлению совершенно нового класса операционных систем - семейства Windows NT (New Technology). Первые версии Windows NT (наиболее популярными были версии 3.51 и 4.0, все остальные быстро канули в лету) отличались более или менее высокой стабильностью работы за счет отсутствия как системы Plug and Play, так и поддержки мультимедийных технологий, таких как драйверы DirectX. Все это весьма ограничивало их использование в качестве домашних систем, хотя в качестве рабочих станций они показали себя на высоте.
Первая попытка перевести домашние системы на семейство Windows NT проявилась в выпуске операционной системы Windows 2000, которая изначально должна была стать Windows NT v5.0, но в конце концов, была переименована. Больно уж пугала всех аббревиатура NT. В Windows 2000 разработчики не только постарались учесть опыт создания NT-систем предыдущего поколения, сохранив все их традиционные достоинства, но и включили в нее много полезных наработок из привычной в своей доступности и простоте Windows 9x, как бы сблизив эти две совершенно разные системы. Впервые платформа NT обрела совместимость со многими программами, которые по традиции предназначались только для Windows 9x, правда, далеко не со всеми, но все-таки это был большой прогресс.
Ни для кого не секрет, что, несмотря на все попытки одомашнить Windows 2000, с нею было немало проблем - игры отказывались устанавливаться, в старых играх не было звука и многое другое. Поэтому компания Microsoft продолжила исследования, которые вылились в новой версии операционной системы Windows XP. На сегодня это наиболее совершенная система, когда-либо произведенная компанией Microsoft. Естественно, что и с ней также связано немало нюансов в работе старых программ, но такова плата за прогресс.
Особенности семейства Windows 9x
Никто не станет отрицать, что операционные системы семейства Windows 9x самые популярные. В основном это связано с тем, что они позволяют использовать как самые новейшие программы, так и наиболее старые, которые были предназначены для работы еще в среде MS-DOS. Для пользователя в основном важны те программы, которые относятся к разряду игровых программ. Как говорится, обычно покупают компьютер совсем не для того, чтобы на нем работать, как говорят пользователи, а для того, чтобы играть на нем.
Наиболее ярким отличием семейства Windows 9x от конкурирующей платформы NT является крайне нестабильная работа. В основном это связано с особенностями тех модулей, которые занимаются распределением ресурсов между всеми работающими программами, т. е. обеспечением работы системы в режиме многозадачности. Здесь каждая запущенная программа самостоятельно решает, когда освободить ресурсы компьютера, чтобы какая-нибудь другая программа смогла их захватить. Отсюда появляются частые зависания, что, в общем-то, можно считать нормальным явлением. Представьте ситуацию: дается команда на чтение с компакт-диска, при этом приводу CD-ROM отсылается запрос на готовность диска к чтению. Если диск сильно поцарапан, то привод очень долго и безуспешно будет пытаться считать с диска служебную информацию, а в это время все остальные операции на компьютере будут блокированы, что фактически уже можно назвать зависанием. Нестабильность работы также в немалой степени связана с возможностью запуска программ, предназначенных для работы в среде MS-DOS.
Windows 95
Операционная система Windows 95 отличается от всех остальных версий Windows:
Тем, что имеет самый маленький по объему дистрибутив, позволяющий устанавливать ее на диски небольшого объема, например, на старенький ноутбук;
Самой маленькой базой драйверов, встроенных в дистрибутив, что практически сводит к нулю все преимущества системы Plug and Play, которая реализована в Windows 95 крайне плохо. Да это и понятно - первый блин комом;
Отсутствием поддержки популярной на сегодня шины USB. Хотя и существуют специальные обновления, включающие эту поддержку, но они. как показывает практика, далеко не всегда работают как положено;
Плохо проработанным, хотя и быстро работающим интерфейсом;
Практически полным прекращением поддержки со стороны компании Microsoft, что выражается в прекращении выпуска обновлений, вносящих поддержку новых устройств и стандартов.
Установка Windows 95 рекомендуется только на компьютерах конфигурации ниже, чем: Pentium 200 МГц, 32 Мбайт оперативной памяти, 1 Гбайт жесткий диск. На всех остальных (более мощных) конфигурациях, вплоть до самых современных, установка этой версии Windows является фактически добровольным отказом от преимуществ, даваемых более старшими и более функциональными версиями.
Windows 98
Операционная система Windows 98 отличается от всех остальных версий Windows:
Наиболее оптимальным соотношением возможности - качество. В основном это выражается в неплохой поддержке как наиболее новых, так и наиболее старых программ, устройств, стандартов (дальше дополните сами). Именно поэтому эта версия Windows как применялась со времен первых Pentium, так и применяется до сих пор на компьютерах, собранных на базе Pentium 4 или Athlon XP;
Наличием огромного количества программ тонкой настройки, которые позволяют настроить компьютер практически под любого пользователя;
Неплохо проработанным интерфейсом, который, правда, очень часто дает сбои.
Установка Windows 98 (имеется в виду версия 98 SE) рекомендуется на компьютерах с конфигурацией: Pentium 200 МГц, оперативная память 32 Мбайт, жесткий диск 1 Гбайт и выше, вплоть до самых современных компьютеров. Хотя самые современные устройства позволяют полноценно использовать некоторые свои функции только в более новых версиях Windows.
Windows ME
Windows ME является продолжением линейки Windows 95, 98, 98SE, никаких коренных изменений в ней, кроме интерфейса, нет. В Windows ME убрана поддержка реального режима MS-DOS, т. е. компьютер вы теперь уже не можете загрузить в режиме поддержки командной строки, хотя загрузочный диск, который создается средствами операционной системы, по-прежнему предлагает эту функцию. Впервые применена технология отката настроек, когда пользователь может без переустановки операционной системы вернуть старые настройки программ:
Наиболее полная база драйверов, встроенных в дистрибутив, из всей линейки Windows 9x;
Отсутствует необходимость копирования дистрибутива на жесткий диск с целью организации быстрого доступа к нему, теперь операционная система при своей установке самостоятельно копирует его в строго определенный каталог;
Самый большой объем каталога Windows после установки, в основном из-за того, что в нем содержится весь дистрибутив. Это необходимо для нормальной работы системы отката, которой, возможно, потребуется восстановить ряд системных файлов.
Стоит отметить, что финальной версией Windows ME является 4.90.3000.
Windows NT
Основным отличием операционных систем Windows NT от систем предыдущей платформы является повышенная стабильность работы, что в основном связано с особенностями функционирования модулей, отвечающих за многозадачность. В платформе NT все запущенные программы получают строго фиксированное количество ресурсов, что не позволяет одной из них получить максимальный приоритет и заблокировать все остальные. Благодаря этому появляется возможность в любой момент при необходимости принудительно завершить процесс, который на ваш взгляд работает некорректно.
Устойчивость платформы NT объясняется также еще и тем, что она полностью 32-разрядная, т. е. в ней нет никакой MS-DOS, а все программы, предназначенные для работы в этой операционной среде, запускаются только лишь в окне эмуляции, не способном полностью предоставить возможности чистой MS-DOS. Любой прямой доступ к оборудованию, например к порту LPT, будет полностью заблокирован. В Windows NT также не запустятся программы, которые обращаются напрямую к железу, и те, которые используют VxD-драйверы, применяемые только в Windows 9x.
В качестве платы за прогресс версии Windows NT плохо совместимы со всеми программами и устройствами, которые используют старые алгоритмы работы, такие как прямое обращение к портам ввода/вывода и т. п.
Операционные системы Windows NT намного лучше работают с оперативной памятью, чем любая из операционных систем Windows 9x. Наиболее существенно заметно увеличение производительности новых операционных систем на мощных компьютерах, особенно критичными параметрами являются тактовая частота центрального процессора и объем оперативной памяти.
Единственный, но и самый неприятный для пользователя, недостаток Windows NT - это относительно медленные загрузка и завершение работы. Но хорошая стабильность работы вполне позволяет обойтись без перезагрузки в течение рабочего дня, поэтому на этот недостаток можно и не обращать внимания.
Как ни странно сознавать, но компания Microsoft в своей операционной системе Windows NT с самого начала ее существования не реализовала системы Plug and Play, что сильно ограничивало ее применение, зато придавало изумительную стабильность работы. Поэтому применение операционных систем Windows NT v4.0 и ниже обычно не рекомендуют для домашнего компьютера, т. к. это может привести к сложностям при установке драйверов устройств.
Windows 2000
Основные особенности:
Появилась поддержка системы Plug and Play, что в сумме с достаточно большой базой драйверов немало облегчило жизнь пользователя. Хотя здесь не обошлось, как всегда, без небольших нюансов - система автоматической настройки далеко не всегда правильно работает, что уменьшает стабильность работы компьютера в целом и операционной системы в частности;
Появилась поддержка мультимедийных драйверов DirectX v7.0, что позволило без особых препятствий использовать игровые программы, для работы которых они необходимы;
Поддержка очень надежной файловой системы NTFS (v4.0 и 5.0), а также более распространенных файловых систем FAT 16 и FAT32;
Появилось разделение на несколько групп - Windows 2000 Professional, Server, Advanced Server и DataCenter. Финальная версия Windows 2000 имеет номер 2195.
Устанавливать операционную систему Windows 2000 можно рекомендовать только в тех случаях, когда компьютер используется в качестве рабочей станции, например, сервера. Для домашнего компьютера эта версия Windows не подходит, хотя можно ее установить даже на игровой компьютер, правда, при этом придется помучиться при установке игр.
Windows XP
Windows XP - это первая операционная система, максимально направленная на то, чтобы все пользователи перешли на использование систем семейства Windows NT. Ее основные особенности:
Появилась возможность возвращения к прежним настройкам как программ, так и драйверов устройств, что позволяет пользователю во многих случаях обойтись без переустановки операционной системы, например, из-за плохой работы новой версии драйвера видеоплаты;
Появилась возможность запуска программ в режиме совместимости практически с любой из предыдущих версий операционных систем, что увеличивает число тех программ, которые можно беспрепятственно использовать. Естественно, что для операционной системы MS-DOS здесь места уже не нашлось и все программы, которые требуют чистого DOSa по-прежнему имеют проблемы с запуском;
Появилась необходимость активизации, т. е. отныне недостаточно ввести серийный номер при установке операционной системы. При активизации Windows привязывается к определенной конфигурации компьютера, даже, например, при добавлении модуля памяти требуется повторная активизация (старый номер уже не подойдет). Хотя на каждое правило имеется свое исключение, т. к. в природе существуют так называемые корпоративные версии Windows XP, которые изначально не требуют никакой активизации. Остальные же версии, как уже стало традиционным, просто-напросто ломаются. Стоит отметить, что русскоязычных корпоративных версий в природе не существует со всеми вытекающими последствиями;
По традиции идет разделение на группы - Home Edition и Professional, а также и Windows.NET. Последняя версия имеет три варианта: NET Server, NET Advanced Server, NET DataCenter Server. Естественно, что специализированные сетевые версии не предназначены для работы на домашних системах, поэтому мы их не будем рассматривать вообще. Финальная версия Windows XP имеет номер 2600.
Выполнила:студентка 105 группы
Куриленко В.А.
Преподаватель:Шишин И.О.
Санкт – Петербург
Введение
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Операционная система, (сокращенно ОС) - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений.
В составе ОС различают 3 группы компонентов:
· системные библиотеки
· оболочка с утилитами
В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).
Функции операционных систем (основные):
2. Стандартизированный доступ к периферийным устройствам;
3. Управление оперативной памятью;
4. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях;
5. Пользовательский интерфейс;
6. Сетевые операции
7. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность)
8. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация
9. Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (авторизация, аутентификация)
Основные классификации операционных систем
Операционные системы могут различаться особенностями реализаций внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, устройствами, памятью), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.
Существует несколько классификаций операционных систем, в которых выделяют определенные критерии, отражающие разные существенные характеристики систем, рассмотрим наиболее часто встречающиеся:
По назначению
1. Системы общего назначения.
Подразумевает ОС, предназначенные для решения широкого круга задач, включая запуск различных приложений, разработку и отладку программ, работу с сетью и мультимедиа.
2. Системы реального времени.
Предназначены для работы в контуре управления объектами.
3. Прочие специализированные системы.
Это различные ОС, ориентированные, прежде всего на эффективное решение определенного класса, с большим или меньшим ущербом для прочих задач
По характеру взаимодействия с пользователем
1. Пакетные ОС, обрабатывающие заранее подготовленные задания
2. Диалоговые ОС, выполняющие задания пользователя в интерактивном режиме
3. ОС с графическим интерфейсом
4. Встроенные ОС, не взаимодействующие с пользователем
По числу одновременного выполнения задач
1. Однозадачные ОС.
В таких систем ах в каждый момент времени может существовать не более чем один пользовательский процесс. Однако, одновременно с этим, могут работать системные процессы
2. Многозадачные ОС.
Они обеспечивают параллельное выполнение некоторых пользовательских процессов. Реализация многозадачности требует значительного усложнения алгоритмов и структур данных, используемых в системе.
По числу одновременных пользователей
1. Однопользовательские ОС.
Для них характерен полный пользовательский доступ к ресурсам. Подобные системы приемлемы в основном на изолированных компьютерах.
2. Многопользовательские ОС.
Их важной компонентой являются средства защиты данных и процессов каждого пользователя, основанные на понятии владельца ресурса и на точном указании прав доступа, предоставленных каждому пользователю системы.
По аппаратурной основе
1. Однопроцессорные ОС.
2. Многопроцессорные ОС.
В задачи такой системы входит эффективное распределение выполняемых заданий по процессорам и организация согласованной работы всех процессоров.
3. Сетевые ОС.
Они включают возможность доступа к другим компьютерам локальной сети, работы с файловыми и другими серверами.
4. Распределенные ОС.
Распределенная система, используя ресурсы локальной сети, представляет их пользователю как единую систему, не разделенную на отдельные машины.
По способу построения
1. Микроядерные
2. Монолитные
Классификация операционных систем по семействам
Операционные системы семейства OS/2
OS/2 – семейство многозадачных операционных систем с графическим интерфейсом, есть версии для многопроцессорных машин. OS/2 создавалась для собственных нужд и задач фирмы IMB. OS/2 использовалась IMB в качестве основы некоторого числа программных решений, таких как комментаторские системы олимпийских игр, программное обеспечение для банков. Под нее практически не существует программного обеспечения.
Поддержка OS/2 до последнего времени осуществлялась выпуском версий OS/2 безо всяких кардинальных изменений и улучшений.
Исторически сложилось такая ситуация, что в данный момент эта ОС на рынке программного обеспечения мало распространена. Существует несколько версий ОС OS/2 WarpServer, являющихся операционными системами для серверов.
В рамках проекта Core/2 существуют два действующих направления по развитию OS/2:
· OS/4 - создание современного ядра методом реверс-инижиринга и полного переписывания кода на основе существующих ядер.
· osFree – создание всей операционной системы «с нуля» на основе современных микроядерных технологий и активного использования OpenSource наработок.
Операционные системы семейства UNIX
Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Все ОС, относящиеся к этому семейству, являются многозадачными, многопользовательскими, с графическим интерфейсом, обеспечивают достаточную надежность и защиту данных. Эти ОС ставятся на различные аппаратные платформы (как на ПК, так и на большие машины такие как мэйнфреймы и суперЭВМ).
Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:
· использование простых текстовых файлов для настройки и управление системой;
· широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;
· взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства – терминалом;
· использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу;
· предоставление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессорного взаимодействия как файлов.
Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС.
Совокупная доля различных UNIX-систем занимает значительную долю на рынке серверных программ. Ввиду большой надежности системы UNIX она широко используется для организации работы глобальной сети Internet.
Операционные системы семейства Linux
Linux является одной из распространенных систем версий UNIX. Она может организовать работу как рабочих станций, так и сервера. Поддерживает технологию Plug & Play (стандарт аппаратной и программной архитектуры, который делает возможным распознавание устройств).
Linux – это многозадачная и многопользовательская операционная система для бизнеса, образования и индивидуального программирования. Как и все UNIX-системы, она ориентирована на работу в сети.
Одним из достоинств Linux можно считать высокую скорость работы. Эта ОС может работать на машинах не очень большой мощности. Второе достоинство заключается в том, что она может применяться как для различных типов серверов, так и для настольных компьютеров.
В отличие от большинства других операционных систем, Linux не имеет единой «официальной» комплектации. Вместо этого Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых ядро Linux соединяется с утилитами GNU и другими прикладными программами (например, X.org), делающими её полноценной многофункциональной операционной средой.
Операционные системы семейства Windows
операционный система интерфейс
Платформы операционных систем WindowsNT и Windows 2000 представляют собой операционные системы для использования на самых разнообразных компьютерах. Все ОС семейства Windows являются многозадачными системами с графическим интерфейсом. Они работают на платформах x86, x86-64, IA-64, ARM. Существовали также версии для DEC Alpha, MIPS, PowerPC и SPARC.
Одним из достоинств ОС семейства Windows является поддержка технологии Plug & Play. Эта технология упрощает для пользователя подключение разных внешних устройств.
Назначение и функции операционной системы.
Назначение ОС - организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса (Интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.
Функции ОС:
1) Планирование заданий. Использование процессора.
2) Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.
3) Управление памятью.
4) Управление файловой системой.
5) Управление вводом выводом.
6) Обеспечение безопасности.
Виды интерфейсов пользователя операционных систем
По типу пользовательского интерфейса различают текстовые (линейные), графические и речевые операционные системы.
Пользовательским интерфейсом называется набор приемов взаимодействия пользователя с приложением. Пользовательский интерфейс включает общение пользователя с приложением и язык общения.
Текстовые ОС
Линейные операционные системы реализуют интерфейс командной строки . Основным устройством управления в них является клавиатура. Команда набирается на клавиатуре и отображается на экране дисплея. Окончанием ввода команды служит нажатие клавиши Enter. Для работы с операционными системами, имеющими текстовый интерфейс, необходимо овладеть командным языком данной среды, т.е. совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка.
Первые настоящие операционные системы имели текстовый интерфейс. В настоящее время он также используется на серверах и компьютерах пользователей.
Графические ОС
Такие операционные системы реализуют интерфейс, основанный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных элементов управления. Устройствами управления в данном случае являются клавиатура и мышь. Активным элементом управления является указатель мыши - графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. Пассивные элементы управления - это графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).
Примером исключительно графических ОС являются операционные системы семейства Windows. Стартовый экран подобных ОС представляет собой системный объект, называемый рабочим столом. Рабочий стол - это графическая среда, на которой отображаются объекты (файлы и каталоги) и элементы управления.
В графических операционных системах большинство операций можно выполнять многими различными способами, например через строку меню, через панель инструментов, через систему окон и др. Поскольку операции выполняются над объектом, предварительно он должен быть выбран (выделен).
Основу графического интерфейса пользователя составляет организованная система окон и других графических объектов, при создании которой разработчики стремятся к максимальной стандартизации всех элементов и приемов работы.
Окно - это обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отображаются приложения, документ, сообщение. Окно является активным, если с ним в данный момент работает пользователь. Все операции, выполняемые в графических ОС, происходят либо на Рабочем столе, либо в каком-либо окне.
Речевые ОС
В случае SILK-интерфейса (от англ. speech – речь, image – образ, language – язык, knowledge – знание) – на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим.
Предполагается, что при использовании общественного интерфейса не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно укажут дальнейший путь перемещения от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям.
Планирование заданий.
Планировщик заданий - оснастка консоли управления (MMC), которая включает в себя дополнительные разделы справки для опытных пользователей.
Планировщик задач - программа или сервис операционной системы, которая запускает другие программы в зависимости от различных критериев, как, например:
наступление определённого времени
операционная система переходит в определённое состояние (бездействие, спящий режим и т. д.)
поступил административный запрос через пользовательский интерфейс или через инструменты удалённого администрирования.
Microsoft Windows
В версиях Windows до XP включительно данный сервис предоставлялся, в основном, для нужд конечного пользователя. Начиная с Windows Vista, данный сервис активно используется самой операционной системой для обслуживания (дефрагментация разделов жёсткого диска, тестирование компонентов, индексирование файлов и т. д.).
Cron - демон-планировщик задач в UNIX-подобных операционных системах.
Организация ввода-вывода.
Когда процессору при выполнении программы встречается команда, связанная с вводом-выводом, он выполняет ее, передавая соответствующие команды контроллеру ввода-вывода. При программируемом вводе-выводе это устройство выполняет требуемое действие, а затем устанавливает соответствующие биты в регистрах состояния ввода-вывода. Контроллер ввода-вывода больше не посылает процессору никаких сигналов, в том числе и сигналов прерываний. Таким образом, ответственность за периодическую поверку состояния модуля ввода-вывода несет процессор; он должен производить проверку до тех пор, пока операция ввода-вывода не завершится.
Backoff Processor
Очень редкая опция и не совсем однозначно трактуемая. BOFF# (Back Off) - сигнал безусловного отключения процессора от шины. По этому сигналу процессор отдает управление шиной в следующем же такте с прерыванием текущего цикла. По окончании действия сигнала "BOFF#" процессор рестартует прерванный шинный цикл. Возможные значения опции:
"Disabled" (или "No"),
"Enabled" (или "Yes").
Исходя из всего изложенного, можно предположить, что в опции речь идет о безусловной передаче управления шиной другому устройству, т.е. без установок различных интервалов ожидания, определенных условий передачи управления и т.п. Об этом будет подробно изложено далее (тема "арбитража"). Понятно, что для использования указанного сигнала опцию необходимо включить.
Опция может называться "Backoff CPU".
Base I/O Address
Опция установки базового адреса устройства. I/O-адреса - это адреса ввода/вывода, называемые также портами системных и периферийных устройств. По сути, это "почтовые ящики", через которые программы и устройства обмениваются сообщениями, данными. Каждому адресу отведен один байт системной памяти. Начиная с 386-х систем таких адресов имеется в наличии 65536, хотя большинство из них никогда не используется.
Базовый I/O-адрес - это первый адрес из того адресного пространства, что предоставлен данному устройству. Например, большинство сетевых адаптеров использует адресный диапазон в 20h, а для COM 1 резервируется диапазон с адресами от 3F8h по 3FFh, которые используются для различных задач, например, установки скорости, четности, т.п. Весь адресный диапазон ввода/вывода - 0000-FFFFh.
Для данной опции не приводятся конкретные значения. Да и по содержанию опция в большей степени "подходит" материалам, посвященным распределению ресурсов различных устройств. Но опция помещена в данном месте умышленно, чтобы подчеркнуть принадлежность адресов ввода/вывода не только памяти, а и центральному процессору. Ведь от него то и начинаются управляющие процедуры, и производятся они через порты ввода/вывода.
Если просмотреть главу "Порты", то можно обратить внимание на то, что имеющиеся адреса уже "закреплены" за системными или периферийными устройствами. Но при программировании устройства ввода/вывода, а это может быть карта расширения, вполне допустимо задействование "традиционных" адресов либо неиспользуемых. В некоторых случаях использование незадействованных адресов, что связано, например, с отсутствием устройства, не обязательно ведет к конфликтам.
Рассмотренная выше опция "Extended I/O Decode" показала нам некоторые нюансы и даже сложности декодирования адресов ввода/вывода. Опция "PCI I/O Start Address", предназначенная в общем-то для PCI-устройств, тем не менее позволяет для ISA-устройств создать дополнительную область адресов и тем самым избежать "неприятных накладок".
Branch Target Buffer
Просто редчайшая функция, скорее в смысле уникальности, а не частоты появления в различных версиях BIOS. О чем идет речь? BTB (Branch Target Buffer - буфер адресов перехода) - блок центрального процессора, отвечающий за динамическое предсказание переходов. При этом принимается во внимание, какие адреса переходов были выбраны ранее. Это важнейший узел современного процессора (см. специальную литературу).
Получается, что с помощью данной опции можно отказаться ("Disabled") от использования механизма предсказания переходов, ветвлений команд процессора или включить его ("Enabled"). Остается добавить, что включение опции повышает производительность системы.
CPU ADS# Delay 1T or Not
Опция установки задержки для сигнала ADS#. Несколько предваряющих слов. ADS# (Address Status) - строб адреса, вводимый инициатором обмена как индикатор действительности адреса. Сигнал действует на системной шине и может быть выходным как стороны процессора, так и со стороны чипсета. Передача адреса и адресного строба происходит одновременно, поскольку для адресного строба системная шина имеет свою выделенную линию. Понятно, что ADS# - это стандартный сигнал процессоров.
Представленная опция указывает и на возможность отсутствия задержки, что повышает скоростные характеристики обмена данными в системе. Фактически данная опция позволяет устанавливать время, в течение которого процессор (или чипсет, контроллер памяти) будет ждать от чипсета (процессора) сигнал статуса адреса данных, который определяет скорость отложенной записи на системной шине. Понятно, что речь также идет о передаче данных в PCI-интерфейс. Значение, устанавливаемое по умолчанию, менять нет необходимости. Однако при установке более скоростного процессора скорость можно и увеличить, т.е. снять задержку.
Вынесенная в заголовок опция имеет два значения: "1T", "No Delay".
А вот опция "Cyrix M2 ADS# delay" предложила стандартные "Enabled" и "Disabled". Опция "Latency from ADS# status" предложила числовые значения в тактах системной шины: "2T" (по умолчанию), "3T".
Необходимо понимать, что устанавливая "время задержки", мы тем самым определяем временные характеристики циклов записи. И с учетом того, что использование буфера отложенной записи ведет, как правило, к формированию небольших пакетов (двойными словами или в два DW). Поэтому установив значение "3T", мы получаем 5 системных тактов для каждого двойного слова. Арифметика тут простая. 3 такта задержки, один адресный такт и один такт на считывание данных.
CPU BIST Enable
В некоторых чипсетах, начиная с 430-й серии, нашли применение специализированные BIST-регистры. Большой нагрузки они не несли. Если система (чипсет + процессор) поддерживает функцию встроенного самотестирования (Built-In Self Test), то BIST-регистр хранит в своих разрядах команды "Start BIST" или "Completion Code". Если "система" не поддерживает BIST-функции, то установка опции в "Enabled" не даст эффекта, а в соответствующих разрядах регистра будут установлены "0".
Встроенный и, что немаловажно, полноценный механизм самотестирования BIST был реализован в процессорах Pentium III. Он обеспечивал постоянный контроль над зависаниями и сбоями в микрокоде, больших программируемых логических матрицах, а также обеспечивал тестирование кэша команд (инструкций) и кэша данных, буферов TLB (Translation Lookaside Buffer - буфера страничной переадресации) и сегментов памяти ROM. В течение 10-30 мсек (время связано с внутренней частотой ядра процессора) внутренним тестированием охватывается около двух третей всех внутренних блоков процессора. Лишь только после завершения теста процессор переходит в рабочий режим, результаты же теста фиксируются в регистре EAX.
CPU Drive Strength
Данная и не совсем ясная опция определяет интенсивность (strength), а точнее длительность действия сигналов при передаче данных от чипсета к процессору. Параметр измеряется в системных тактах. Чем выше значение параметра, тем выше длительность сигналов, а применение этой опции "BIOS Setup" может оказаться полезным для процедур "разгона" процессоров. Но не для всякой системы увеличение значений опции может привести к сохранению стабильности "разогнанного" процессора. Значения опции следующие: 0, 1, 2, 3.
Осталось добавить, что данная опция требует дополнительного уточнения.
CPU Fast String
- (быстрые операции со строками). Разрешение этого параметра ("Enabled") позволяет использовать некоторые специфические особенности архитектуры семейства процессоров Pentium Pro (Pentium II, Deschutes и т.п.), в частности, возможность кэширования операций со строками. Надо только понимать, что и в самой пользовательской программе должны быть выполнены условия для включения этого механизма. Эти условия указаны в документации на любой процессор данного семейства. Параметр рекомендуется оставлять в состоянии "Разрешено".
CPU Line Read Multiple
В данной опции речь идет о чтении процессором т.н. "full cache"-линии. Когда "cache"-линия заполнена данными, то их объем составляет 32 байта (восемь двойных слов). Поскольку линия "полная", система точно знает, как долго данные на линии будут считываться. На это системе потребуется 4 такта, после чего будет выставлен новый адрес. Поэтому системе не требуется сигнал об окончании передачи данных, и система не будет находиться в ожидании такого сигнала, будучи свободной для решения других задач. Когда опция включена ("Enabled"), процессор сможет считывать данные одновременно с нескольких "full cache"-линий. По умолчанию - "Disabled".
Опция может называться "CPU Multiple Reads".
Перечисленные ниже функции не содержат свойств множественности, но их размещение в данном месте более чем оправдано. Вот их наименования: "Allow Full Line Reads", "Full Cache Line Reads", "CPU Line Read". Каждая из них через "Disabled" или "Enabled" запрещает или разрешает использование "полных" линий чтения.
Опция "CPU-to-PCI Read-Line" имеет значения "On" и "Off", но различия на этом не заканчиваются. Опция под таким наименованием была введена и оптимизирована для работы с процессорами Intel OverDrive. Поэтому повышение эффективности использования CPU может быть достигнуто только с указанными процессорами. В противном случае опция должна быть отключена.
CPU Read Multiple Prefetch
Опция включения/отключения режима множественной предвыборки. Смысл процесса предвыборки (prefetch) заключается в том, что процессор, выбирая нужную инструкцию (например, из PCI-шины или памяти), одновременно начинает читать следующую, тем самым инициируя следующий процесс. Этому "способствует" то, что чипсет может иметь четыре линии чтения. Например, первые наборы логики с поддержкой процессоров Pentium Pro (Intel 450KX/GX, оба с кодовым названием Orion) как раз имели 4 такие линии чтения. Множественная же предвыборка позволяет выполнять одновременно несколько операций выборки инструкций, что существенно повышает быстродействие системы. По умолчанию устанавливается "Disabled".
Опция может называться и "CPU Multiple Read Prefetch".
Если же речь не идет о "множественных" операциях, то опция может называться "CPU Line Read Prefetch", "CPU Read Prefetch".
I/O Space Access
Данная опция через "Enabled" разрешает доступ ко всему пространству адресов ввода/вывода. Редкий BIOS обходится без странных опций.
Processor Number Feature
Опция для установки автоматического считывания и вывода информации о встроенном серийном номере процессора Pentium III в BIOS материнских плат, поддерживающих его установку. Для реализации такой возможности, естественно, требуется значение параметра как "Enabled". Во всех остальных случаях устанавливается значение "Disabled". Оно же устанавливается по умолчанию.
Опция может носить название "Processor S/N".
В "Phoenix BIOS" встречена аналогичная опция с названием "CPU Serial Number", а в "AMI BIOS" - "Processor Serial Number".
Зачем нужна информация о серийном номере? Скажем, для внешних программ. Один из примеров - считывание информации о процессоре при работе в Интернет. Естественно, что при этом нарушаются конфиденциальность и права пользователя. В свое время эта проблема достаточно бурно обсуждалась.
Файловая система ОС.
Файловая система – это часть ОС, включающая:
1) Совокупность всех файлов на диске.
2) Наборы структур данных, используемых для управления файлами.
3) Комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами.
Функции ФС:
1) Именование файла.
2) Программный интерфейс для приложений.
3) Отображение логической модели файловой системы на физическую организацию хранения данных.
4) Устойчивость файловой системы к сбоям питания.
Типы файлов:
1) Обычные файлы – это файлы, содержащие информацию произвольного характера, которую заносит в них пользователь, или образующуюся в результате работы системных и пользовательских программ.
2) Каталоги – это особый тип файлов, содержащий системную справочную информацию о наборе файлов, которые сгруппированы пользователями по какому-либо неформальному признаку.
3) Специальные файлы – это файлы, ассоциированные с устройствами ввода вывода системы, которые используются для механизма доступа к отдельным файлам и внешним устройствам.
Современные ФС поддерживают другие типы файлов: символьные связи; именованные конвейеры; отображаемые в память файлы и др.
Microsoft все еще поставляет свою сетевую ОС LAN Manager. Большое количество независимых поставщиков имеют лицензии на эту ОС и поддерживают свои собственные версии LAN Manager как часть своих сетевых продуктов. В число этих компаний входят такие известные фирмы как AT&T и Hewlett-Packard. LAN Manager требует установки на файл-сервере операционной системы OS/2, рабочие станции могут работать под DOS, Windows или OS/2. OS/2 - это операционная система, реализующая истинную многозадачность, работающая в защищенном режиме микропроцессоров x86 и выше. LAN Manager использует 32-х битную версию файловой системы OS/2, называемую HPFS, которая оптимизирована для работы на файл-сервере за счет кэширования каталогов и данных. LAN Manager - это первая сетевая ОС, разработанная для поддержки среды клиент-сервер. Ключевыми компонентами LAN Manager являются редиректор и сервер. Особенно эффективно LAN Manager поддерживает архитектуру клиент-сервер для систем управления базами данных. LAN Manager разрешает рабочим станциям под OS/2 поддерживать сетевой сервис по технологии "равный-с-равным". Это означает, что рабочая станция может выполнять функции сервера баз данных, принт-сервера или коммуникационного сервера. Ограничением является то, что только один пользователь, кроме владельца этой рабочей станции, имеет доступ к такому одноранговому сервису.
Для работы в небольшой сети фирма Microsoft предлагает компактную, не требующую значительных аппаратных или программных затрат операционную систему Windows for Workgroups. Эта операционная система позволяет организовать сеть по схеме "равный-с-равным", при этом нет необходимости приобретать специальный компьютер для работы в качестве сетевого сервера. Эта операционная система особенно подходит для решения сетевых задач в коллективах, члены которого ранее широко использовали Windows 3.1. В Windows for Workgroups достигнута высокая производительность сетевой обработки за счет того, что все сетевые драйверы являются 32-х разрядными виртуальными драйверами.
Компьютеры с изображением семицветного яблочка уже давно перестали быть диковинкой. Их теперь можно встретить практически везде – в издательствах, рекламных агентствах, дизайн - студиях. Высокую популярность компьютеров Apple среди верстальщиков и дизайнеров можно объяснить множеством причин, но высокое качество, удобный интерфейс и надежность работы техники этой марки отмечают все. К новому тысячелетию компания подходит уверенно занимающей достойное место среди крупнейших производителей компьютеров. Новые разработки на базе процессоров PowerPC 750 (G3) уже завоевали заслуженную популярность, и Apple готовит к выпуску еще более мощные модели компьютеров, оснащенные надежной и удобной операционной системой MacOS. Одна из последних моделей – iMac – стала просто хитом сезона, побив все рекорды по продажам. Отличительные особенности этого компьютера – высокая вычислительная мощность, простота установки и настройки, элегантный дизайн при невысокой стоимости.
Исходная философия для разработки Unix состоит в распределении функциональности по нескольким маленьким частям, программам.
Изначально это было требованием, исходящим из аппаратуры, на которой Unix изначально работал. По какой-то странной причине, получившаяся операционная система оказалось весьма полезной на другой аппаратуре. Вы можете относительно просто достичь новой функциональности и новых возможностей, объединяя маленькие части (программы) новым способом. Если появляются новые утилиты (так и происходит), Вы можете встроить его в Ваш старый инструментарий. К сожалению, в наше время программы для Unix становятся все большими, и включают в себя все больше возможностей, но некоторая гибкость и возможность взаимодействия по-прежнему остается. К примеру, когда я писал этот документ, я активно использовал эти программы; fvwm – для управления "окнами", emacs для редактирования текста, LaTeX - для форматирования его, xdvi для просмотра отформатированного текста, dvips - для подготовки его к печати, и, наконец, lpr для печати. Если я завтра найду новую лучшую программу просмотра dvi, я смогу использовать ее вместо старой, не изменяя остальных установок.
Сетевые ОС.
Сетевая ОС – предназначенная для обработки, хранения и передачи данных в информационной сети.
Задачи:
Разделение ресурсов;
Администрирование сети.
Делятся на:
Сетевые ОС для серверов;
Сетевые ОС для пользователей.
Сетевая ОС составляет основу любой вычислительной сети.
Под сетевой ОС:
В широком смысле: понимается совокупность ОС отдельных компьютеров, взаимосвязанных с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам – протоколам. Эти протоколы обеспечивают основные функции сети: адресацию объектов; функционирование служб; обеспечение безопасности данных; управление сетью.
В узком смысле: сетевая ОС – это ОС отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.
Делятся на классы:
Одноранговые (ставится одна и та же ОС);
Двухранговые (которые чаще называют сетями с выделенными серверами).
Тупиковые ситуации.
Тупик (клинч, дедлок) - ситуация, которая никогда не разрешится, т.е. процесс ждет ресурса, но он ему не будет выделен.
ОС в состоянии тупика ("зависание") - когда несколько процессов находятся в состоянии тупика.
Простая тупиковая ситуация в ОС:
Пусть имеются 2 процесса A и B, которым перед началом работы предоставлены ресурсы P1 и P2 соответственно. В какой-то момент времени процессу A понадобился P2, а процессу B - P1, но они их не получат, т.к. они удерживаются предыдущими процессами => наступила простая тупиковая ситуация в ОС.
Правила предотвращения тупиков в ОС:
Прежде чем процесс начнет свою работу, ему должны быть предоставлены все требуемые ресурсы.
В том случае, если во время работы ему понадобился дополнительный ресурс, ему необходимо возвратить все ранее выделенные ресурсы ОС и затем запросить все требуемые ресурсы с этим дополнительным ресурсом.
Бесконечное откладывание процесса.
В системе, где процессам приходится ждать пока она выделит ему требуемый ресурс может возникнуть ситуация, что будут приходить процессы с более высоким приоритетом, требующие тот же самый ресурс - ситуация бесконечного откладывания процесса.
В некоторых ОС данная ситуация предотвращается благодаря увеличению приоритетности ("старению" процесса) для того, чтобы ему был предоставлен требуемый ресурс, после чего приоритет понижается до прежнего уровня.
Управление ресурсами.
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
планирование ресурса - то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;
отслеживание состояния ресурса - то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов - какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
Типы операционных систем. Понятие операционной системы.
Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.
Операционные системы пакетной обработки.
Операционная система пакетной обработки – это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.
Операционные системы разделения времени.
Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.
Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае “пользователями” являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.
Операционные системы реального времени.
Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т. е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой. Операционные системы реального времени используются в информационно– поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.
Диалоговые операционные системы.
Данные операционные системы получили широкое распространение в персональных ЭВМ. Эти системы обеспечивают удобную форму диалога с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд. Для выполнения часто используемых последовательностей команд, т. е. заданий, диалоговая операционная система предоставляет возможность пакетной обработки. Под управлением диалоговой ОС ЭВМ обычно функционирует в однопрограммном режиме.
Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX, Macintosh OS, Linux. У других современных ОС, например Linux, UNIX, OS/2, имеют свои преимущества и недостатки. Linux предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows, и имеет более продуманный интерфейс; UNIX применяется там, где требуется высокая надежность систем. Большим недостатком OS/2 и UNIX является довольно скудный выбор программных средств, и здесь Windows выигрывает у остальных операционных систем.
Наиболее распространенной является операционная система Windows. Существует несколько версий Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Все они близки между собой по содержанию. По-этому рассмотрим такие ОС как DOS и Windows-95.
MS-DOS - одна из первых операционных систем и одна из самых известных. Пик популярности этой операционной системы приходится на 90-е годы, сейчас эта операционная система используется редко. Наибольшей популярностью в мире на данный момент пользуются операционные системы фирмы Microsoft. Их доля составляет около 90% среди всех операционных систем. Наиболее устойчивые системы этой фирмы основаны на технологии NT.
Операционная система DOS
Операционная система DOS состоит из следующих частей:
1) Базовая система ввода-вывода (ВIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.
2) Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.
3) Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле! COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например Туре, Dir или Сор) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).
Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д.
Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском» т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файл CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.
Window-95 превратились из графической надстройки для DOS в полноценную операционную систему. По крайней мере, так заявляли ее разработчики. На самом же деле все было сложнее: в качестве основы в Windows-95 по-прежнему использовалась добрая старая DOS. Чуть модернизированная, конечно, и не заявленная в качестве отдельного продукта. Впрочем, большинство потребителей такой вариант устраивал. Ведь у них оставалась возможность работать в привычном DOS-режиме, не загружая графическую оболочку Windows, и, следовательно, не расставаться с привычными DOS-программами.
Так же операционная система Window-95 сталf 32-разрядной. Все предыдущие версии DOS и Windows были 16-разрядными и, стало быть, не могли в полной мере использовать возможности даже процессоров семейства 386 и уж тем более новых процессоров Pentium. Конечно, в этом достоинстве крылись и некоторые неудобства. Специально под Windows пользователям пришлось заменять все свои Windows-программы на новые 32-разрядные версии. Однако на практике переход оказался сравнительно легким. Уже в течение года были выпущены новые версии всех популярных программных продуктов. Но и старые 16-разрядные версии могли работать с новой ОС без всяких проблем.
Из прошлой статьи Вы могли узнать (читаем ) что такое программы, что есть такой вид программ как системные и что к ним относится операционная система. Задача операционной системы организовать и контролировать работу («железа») и программного обеспечения таким образом, чтобы всё это работало гибко, но в то же время предсказуемо. Из этой статьи Вы узнаете что за программа называется операционной системой и зачем она нужна.
Зачем нужна операционная система и везде ли она нужна
Не на всех компьютерах установлена операционная система. Компьютер, который управляет микроволновкой у Вас на кухне, к примеру, не нуждается в операционной системе. У него есть определенный четкий набор функций, незамысловатое устройство ввода (кнопки с цифрами и несколько кнопок, запрограммированных на определенное действие) и простое оборудование, которое он контролирует, причем это оборудование никогда не меняется. Ведь максимум, что Вы делаете с микроволновкой, это открываете-закрываете дверцу, нажимаете кнопки, включаете в сеть. Для такого компьютера операционная система будет ненужным багажом, который только усложнит производство и увеличит цену. Вместо операционной системы в микроволновке постоянно работает одна программка.
Для других устройств операционная система дает возможность
:
— использоваться для разных целей
— взаимодействовать с пользователями более сложным образом (чем с той же микроволновкой, к примеру)
— соответствовать потребностям, которые со временем меняются
Во всех настольных компьютерах есть операционная система. Операционная система — это первая вещь, которая устанавливается на компьютер — без операционной системы компьютер бесполезен. Давайте узнаем, какие есть виды операционных систем (рядом будут логотип той или иной ОС, чтобы Вы могли его узнать, если встретится)
Виды операционных систем
Самые распространные это ОС (ОС- операционная система
, сокращение для удобства) семейства Windows
(Виндоуз — «окна» с англ.), разработанные корпорацией Microsoft (Майкрософт). Возможно, Вы слышали про эту корпорацию и её основателя Билла Гейтса. Этой операционной системой пользуется очень много людей. Не исключение и посетители этого сайта, однако статистику я приведу позже.
Компьютеры Macintosh (Макинтош) снабжены операционной системой Mac OS
(OS — Operating System, по-русски ОС — операционная система), которая разрабатывается Apple (от англ. «apple» — яблоко). Работает она только на компьютерах от этой же компании.
Предыдущие две операционные системы стоят денег и причем немалых, однако есть и бесплатные. Самая популярная из них это операционная система Linux
. Её логотип — это такой вот симпатичный пингвин. Эту операционную систему разработал Линус Торвальдс и сделал код (в предыдущей статье рассматривалось, что это такое) открытым, то есть каждый желающий мог что-то изменить, доработать, что и делали программисты-энтузиасты, дорабатывая эту ОС. Код же Windows и Mac OS закрыт, её ведь за деньги продают все-таки, Вы ведь наверное тоже не хотели бы что-то изобрести и дать всем возможность бесплатно пользоваться Вашей работой? А если хотели бы, то честь Вам и хвала. Однако недостатком Linux является её сложность, однако чем дальше, тем дружелюбнее она для пользователя.
Я привел только основные сведения об этих операционных системах, потому как для иного знаний пока недостаточно, если предположить, что Вы начали обучаться по статьям сайта .
Хотелось бы заметить, что есть сотни других операционных систем которые применяются для специальных нужд, например для , для нужд робототехники, для систем контроля реального времени и др.
Относительно не так давно операционные системы стали появляться на маленьких компьютерах. Если Вы ладите с электронными устройствами, то Вам наверное понравится то, что операционные системы могут быть найдены на многих устройствах, которые мы используем каждый день, например на мобильных телефонах. Компьютеры, используемые в этих маленьких устройствах стали настолько мощными, что теперь на них можно запустить операционную систему и программы. Обычный мобильный телефон сейчас гораздо мощнее, чем настольный компьютер 20 лет назад.
Также надо бы познакомиться с некоторыми важными составляющими операционной системы . Это драйвер и графическая оболочка. О них речь пойдет в следующей статье, заключительной.
Из этой статьи Вы узнали:
- Зачем нужна операционная система
- Какие есть виды операционных систем
