Операционные системы. Их классификация. Эволюция ОС. Операционные системы альтернативные Windows и их характеристики.

Лекция: Операционные системы. Их классификация. Эволюция ОС.

 Операционные системы альтернативные Windows и их характеристики.

1.      Состав и задачи ОС

Операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его система BIOS (базовая система ввода-вывода) с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинств служебных приложений.

Операционная система – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия в пользователем.

Операционная система обеспечивает:

1.      Совместное функционирование всех успройств компьютера;

2.      Защиту данных;

3.      Запуск данных и их отлаженную работу;

4.      Запуск программ и отслеживание их состояния;

5.      Управление ПК;

6.      Удобный способ общения между  пользовтелем и ПК;

Каждая программа пользуется услугами ОС. Любые команды, прежде чем попасть к прикладной программе сначала проходят через ОС.

Основные задачи ОС:

1.      Поддержка работы программ; обеспечение их взаимодействия с аппаратной частью и друг с другом;

2.      Распределение ресурсов (процессорного времени, оперативной памяти, дискового пространства и т.п.); организация файловой системы (системы хранения данных на внешних носителях информации); учет использования ресурсов, управление видеосистемой;

3.      Обработка ошибочных ситуаций; защита информации;

4.      Поддержка возможности для пользователя управлять машиной с помощью специальных команд (обработка командного языка в процедурной среде) или воздействием на определённые объекты (кнопки и др. в объектно-ориентированной среде);

5.      Поддержка сети.

2.      Классификация оперционных систем

Операционные системы классифицируются по:

1.      Количеству одновременно работающих пользователей:

• однопользовательские;
• многопользовательские (поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей);

2.      Числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы:

·         однозадачные (режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени);

·         многозадачные (поддержка параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени);

3.      Количеству поддерживаемых процессоров:

·         однопроцессорные;

·         многопроцессорные;

4.      Разрядности кода ОС (разрядность операционной системы не может превышать разрядности процессора.):

·         8-разрядные;

·         16-разрядные;

·         32-разрядные;

·         64-разрядные;

5.      Типу интерфейса:

·         командные (текстовые);

·         объектно-ориентированные (графические);

6.      Типу доступа пользователя к ЭВМ:

·         с пакетной обработкой;

·         с разделением времени;

·         реального времени;

7.      Типу использования ресурсов:

·         сетевые (управление ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов);

·         локальные;

3.                  Эволюция опрационых систем

Задание: Ознакомьтесь с краткой эволюцией ОС и составьте на основе данного текста краткую характеристику каждого периода.

Первый период (1945-1955)

Прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после окончания второй мировой войны. В середине сороковых годов были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В тоже время происходило проектирование и программирование вычислительной машины. Это была научно-исследовательская работа в области решения различного рода практических задач из других прикладных областей. Программирование в то время осуществлялось исключительно на машинном языке. В силу отсутствия на то время операционных систем, все задачи решались вручную программистом со специального пульта управления. Не существовало иного системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных программ.

Второй период (1955-1965)

С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными. Они смогли непрерывно работать достаточно долго, чтобы на них можно было возложить выполнение очень важных задач. Именно в этот период произошло разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационщиков и разработчиков вычислительных машин.

В эти годы появились первые алгоритмические языки и первые системные программы - компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий.

Третий период (1965 - 1980)

Третий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров.

Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.

Программное обеспечение требовало совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными в своей структуре. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие.

Несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы машин третьего поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. Важнейшим достижением операционных систем данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование — это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.

Появилось еще одно нововведение - спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел. Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип операционных систем - системы разделения времени.

Четвертый период (1980 - настоящее время)

Четвертый период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен каждому человеку, и наступила эра персональных компьютеров. С точки зрения архитектуры персональные компьютеры ничем не отличались от класса миникомпьютеров типа PDP-11, но цена у них существенно отличалась. Если миникомпьютер дал возможность иметь собственную вычислительную машину отделу предприятия или университету, то персональный компьютер сделал это возможным для каждого человека.

Компьютеры стали широко использоваться обычными людьми, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения.

На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская операционная система MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская операционная система UNIX доминировала в среде "не-интеловских" компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров.

В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных операционных систем.

В сетевых операционных системах пользователи должны быть осведомлены о наличии других компьютеров и должны делать логический вход в другой компьютер, чтобы воспользоваться его ресурсами, преимущественно файлами. Каждая машина в сети выполняет свою собственную локальную операционную систему, отличающуюся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств, позволяющих компьютеру работать в сети. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС однопроцессорного компьютера. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств (драйвер сетевого адаптера), а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным файлам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы.

4.      Операционные системы альтернативные Windows и их характеристики

Операционная система	Краткая справка	Преимущества	Недостатки
MacOS Macintosh Operating System	·               Apple использует Mac OS с 1984 года, когда появился первый компьютер Apple Macintosh.  ·               Операционня система корпорации Apple;	·         Простое управление интерфейсом; ·         Стабильность работы; ·         Наличие встроенных драйверов; ·         Отсутствие вирусов;	·         Малый выбор компьютеров; ·         Высокая стоимость; ·         Малое количество программ; ·         Почти полное отсутствие игр; ·         Отсутствие совместимости приложений с другими ОС;
Linux	·         Cемейство операционных систем с открытым исходным кодом; ·         Линус Торвальдс — первый разработчик и создатель Linux. ·         Начало разработки 1991 год; ·         Первая версия для пользователей 1994 год;	·         Все программы по обслуживанию ОС бесплатны; ·         Является площадкой для программирования; ·         Совместимость оборудования; ·         Бесплатное распространение;	·         Сложность освоения; ·         Настройка периферийных устройств; ·         Отсутствие игр; ·         Высокая стоимоть начальной версии; ·         Нестандартный интерфейс и визуальная оболочка;
ChromeOS	·         Новая «облачная» операционная система, разрабатываемая Google для использования на сравнительно маломощных ноутбуках и планшетах. ·         Первая версия 2010 г;	·         Хранение данных в «облаке»; ·         Работает даже на слабом железе;	·         Для работы необходим интернет, при этом не самый медленный; ·         Без интернета система почти бесполезна; ·         Никакие популярные приложения установить нельзя, включая игры;