Все разнообразие ПО (программного обеспечения) по большому счету делят на системные и прикладные программы . Первая группа обеспечивает работу второй на имеющемся «железе» (процессоре, дисках, оперативной памяти, устройствах ввода вывода). Операционные системы (ОС) относятся к системному ПО . Одной из задач ОС является реализация алгоритмов работы с аппаратным обеспечением. Может возникнуть вопрос: зачем это нужно? Ведь если подумать, каждая прикладная программа может включать код, обеспечивающий обращение к «железу». Однако, это только бы усложнило жизнь программистам и раздуло бы ПО до больших размеров. И что самое грустное - в прикладных программах было бы много одинакового кода, отвечающего за реализацию низкоуровневых команд (обращений к железу). Кроме того, как решить проблему совместной работы разных программ на одном компьютере - еще один вопрос. Поэтому операционные системы и другое системное ПО вполне обоснованно занимают отведенную им роль посредника между прикладным ПО и аппаратным обеспечение компьютера.
Даже в своем историческом развитии операционные системы зародились именно как набор программ и библиотек для управления операциями ввода и вывода. Этими достаточно универсальными программами далее пользовались остальные программисты, которым уже не нужно было ломать голову как запрограммировать считывание данных с дискеты или вывод текста на принтер. Они просто вызывали функцию из подключенной библиотеки, а она делала всю работу (в ней уже был заложен код работы с физическими устройствами).
С течением времени операционная система все более усложнялась, на нее возлагали новые функции . Компьютеры становились мощнее, потребовалась одновременно запускать определенное множество программ на выполнение процессору. ОС стала решать задачи эффективного распределения ресурсов «железа» между работающими программами. С одной вычислительной машиной стали одновременно работать несколько пользователей. ОС стала следить за правами каждого и защищать данные. В результате современные ОС включают в себя множество различных функций.
По своему строению операционная система представляет комплекс программ и модулей. Выделяют понятие ядра операционной системы. Программное обеспечение ядра защищено от вмешательства пользователей и программистов. К ядру прикладные программы обращаются с помощью запросов на выполнение того или иного действия с аппаратным обеспечением. Эти запросы называются системными вызовами и представляют собой специальные команды.
Назначение операционной системы
Итак, операционная система выполняет две основные задачи:
- облегчает (или даже предоставляет возможность) пользователям и программистам использование аппаратного обеспечения . Например, операционная система дает возможность абстрагироваться от того как на самом деле происходит обработка данных на жестком диске, а работать с понятием файла.
- обеспечивает эффективное использование аппаратного обеспечения . Поскольку на современных вычислительных машинах одновременно запускаются далеко не одна программа, то ОС отвечает за распределение памяти, регистров процессора и др. между запущенными программами в каждый момент времени. ОС определяет оптимальное распределение этих ресурсов во времени (использование процессора программами по очереди) и пространстве (загрузка в разные части оперативной памяти разных программ).
ОС семейства Windows
На сегодняшний день наиболее популярными являются операционные системы семейства Windows, которые являются проприетарным (коммерческим) продуктом корпорации Microsoft.
Свою «родословную» Windows начинают от операционной системы DOS и первоначально представляли собой надстраиваемые над ней оболочки (Windows запускался из под DOS), увеличивающие возможности DOS и облегчающие неподготовленному пользователю работу с компьютером. Уже более поздние версии (начиная с Windows NT) представляли собой полноценные операционные системы.
Преимуществом Windows считается дружественный для пользователя интерфейс. Из недостатков отмечают ненадежность системы.
Unix-подобные ОС
Операционная система UNIX оказала большое влияние на развитие мира операционных систем, заложив основы работы современных ОС. Изначально UNIX был системой для разработки ПО. В основном в UNIX работали программисты (да и вообще в 70-е годы мало кто другой работал с вычислительными машинами).
UNIX развивался на нескольких фундаментальных идеях. Например, одна небольшая задача должна решаться одной небольшой программой, а сложные задачи должны быть решаемы комбинацией простых программ.
В UNIX большое внимание уделено распределению ресурсов компьютера между пользователями. Эта система является мультитерминальной (каждый пользователь работает с компьютером с помощью своего терминала).
Не смотря на то, что Unix-подобные системы уступают по популярности Windows, они работают на больших типах компьютеров.
Linux
Linux представляет собой множество Unix-подобных операционных систем (дистрибутивов), которые чаще всего являются свободно распространяемыми.
Одной из уникальных особенностей систем GNU/Linux является отсутствие единого географического центра разработки. Linux и программы для нее пишутся миллионами программистов, рассредоточенных по всему миру.
MAC OS
Это операционная система также создавалась на основе ядра UNIX.
Является продукт компании Apple для ее же компьютеров Macintosh.
Считается надежной и удобной. Но в отличие от Windows не так популярна.
ОС Windows 95 была первой из семейства. Разработана на базе ОС MS DOS и операционной оболочки Windows 3.х. фирмой Microsoft. В дальнейшем развитие ОС этого семейства продолжалось по двум направлениям – локальные и сетевые. ОС первого направления – Windows 95, Windows 98, Windows МЕ (Millenium Edition). Все они построены на одних и тех же принципах и, несмотря на то, что добавляются новые функции, пользователь остается в той же знакомой и комфортной среде. Все версии локальных ОС семейства Windows являются многозадачными, однопользовательскими ОС, предоставляющими удобный графический интерфейс , но достаточно слабо обеспечивают защиту от несанкционированного доступа .
Другая группа из этого семейства с самого начала разрабатывалась как ОС для серверов и рабочих станций . Первой была Windows NT (New Technology), далее – Windows 2000, Windows XP (eXPerience – опыт, знание). Эта группа ОС более стабильная, чем Windows 95/98/Me, имеет улучшенную защиту адресного пространства процессов, продвинутую файловую систему .
Windows Vista и ее доработанная и оптимизированная версия Windows 7 – последние версии Microsoft Windows, линейки графических операционных систем, используемых на персональных компьютерах.
В новой версии Windows обеспечивается повышенная по сравнению с предыдущими версиями безопасность и надёжность данных, более лёгкая работа с информацией и совместимость с большей частью современных средств коммуникации, обновлённый интерфейс, быстродействие и др., однако, по мнению специалистов, производительность Windows XP во многих ситуациях выше, чем у последних версий.
Примерная структура ОС Windows
В состав базовой системы Windows входят следующие основные компоненты:
подсистема диспетчера виртуальной машины;
подсистема управления файлами и драйверами;
подсистема управления окнами.
Объекты ОС Windows
Логические объекты :
1) документы – объекты, содержащие какую-либо информацию (текстовую, графическую, звуковую, анимационную, видео или мультимедийную);
2) программы – объекты-инструменты, порождающие и обрабатывающие документы;
3) папки – более крупные объекты, содержащие документы, программы и другие папки;
4) рабочий стол – объект, на котором можно располагать наиболее часто употребляемые документы, папки, программы;
5) корзина – объект для выброса ненужных объектов;
6) панель задач – обобщенный объект, содержащий имена открытых приложений, кнопку "Пуск", пиктограммы: время, переключатель алфавита и др.;
7) ярлык – вспомогательный объект-указатель пути к документу, папке или программе.
Физический объект
Мой компьютер – объект для описания конфигурации компьютера (диски, принтеры, сеть и др.) и встроенный логический объект - панель управления для настройки различных внешних устройств.
Стандартные приложения ОС Windows
В состав ОС входит группа приложений «Стандартные», таких как Блокнот, Текстовый редактор, Графический редактор, Калькулятор, Мультмедиа (звукозапись, универсальный проигрыватель и др.), некоторые служебные программы. Эти приложения позволяют прикладному пользователю работать в рамках ОС Windows до момента приобретения лицензионных более мощных программ.
Основные Принципы работы ОС Windows
Окна (приложений, документов, сообщений, диалоговые).
Основная идея ОС Windows заключается в работе с окнами. Каждое окно имеет заголовок и его можно перемещать по экрану. Окна приложений и документов имеют три кнопки в правом верхнем углу окна - приостановки задачи, увеличения (уменьшения) размеров окна и закрытия приложения или документа.
Виртуальные машины и многозадачность.
Виртуальная машина - это логический компьютер с собственным адресным пространством, который Windows создает в памяти ЭВМ. Каждая задача выполняется на своей виртуальной машине. При этом может выполняться одновременно несколько задач. Windows предоставляет каждой программе доступ к процессору на очень маленький промежуток времени, поэтому создается эффект одновременной работы всех задач.
ОС MS DOS выполняется в отдельном окне как отдельная прикладная задача, происходит так называемая эмуляция ОС MS DOS (слово эмуляция означает дословно "сделай подобное и даже лучше", что по-английски звучит так: try to do as well as and better then).
Метафора рабочего стола , кнопка "Пуск", программа Проводник.
ОС семейства Windows реализует метафору (иносказательно, в переносном смысле) рабочего стола, на котором расположены все необходимые объекты и корзина для ненужных объектов.
Кнопка "Пуск" содержит меню, с основными возможностями для начала и завершения работы. К числу основных можно отнести следующие:
возможность доступа к прикладным и сервисным программам, с которыми можно работать в Windows;
возможность настройки среды ОС;
возможность поиска файлов и папок на дисках;
корректное завершение работы на компьютере или перезагрузка операционной системы.
Для работы с объектами, расположенными вне рабочего стола – в папках на внешних носителях, используется программа "Проводник", служебная программа для организации навигации по файловой системе.
В левой части своего окна Проводник показывает конфигурацию компьютера и древовидную структуру каждого диска , в правой - оглавление диска или каталога (папки).
Курсорный интерфейс (Указатели мыши).
Набор указателей мыши является своеобразным языком общения пользователя с компьютером. Каждый вид указателя мыши означает какое-то действие, например, ожидание или набор текста и т.д.
Технология "drag and drop ".
Эта технология ("перенеси и брось") используется не только в операциях над файлами и папками, но и в приложениях при работе с объектами или элементами документов, например, фрагментами текстов, рисунками, диаграммами и т.д.
Технология - OLE (Object Linking and Embedding ).
Технология связывания и внедрения объектов позволяет вставлять в документы, например, графические объекты двумя способами:
связывание объекта сохраняет в документе информацию о файле и приложении, породившем его. Если графический файл изменяется отдельно, то и в документе происходит его обновление автоматически;
внедрение объекта сохраняет в документе информацию только о приложении и разрывает связь с файлом;
технология " Буфера обмена ".
Эта технология используется не только в операциях над файлами и папками, но и для обмена данными между приложениями. Суть ее в том, необходимый объект (файл, папка или фрагмент какого-то документа) помещается в некую память, из которой его потом можно извлечь для вставки в другой объект (папку, текстовый документ и т.д.).
Меню текстовые и пиктографические.
Работа в любом приложении ОС Windows организована с помощью меню, причем практически в любом приложении можно получить информацию о том, что означает, какой-либо пункт меню или пиктограмма с помощью подсказки.
Сетевые операционные системы
Сетевые ОС – это ОС, основной функцией которой является управление потоками данных и ресурсами сети, защита от несанкционированного доступа и обеспечение работы со всеми рабочими станциями, имеющими различные ОС.
Создание сетевых ОС связано с появлением локальных и глобальных сетей. Эти ОС предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Наиболее распространенными являются следующие ОС:
Solaris фирмы Sun.
NetWare фирмы Novell;
MS Windows NT(2000, ХР);
Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС локальных, но 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.
Сетевая ОС координирует работу локальных рабочих станций и регулирует процесс совместного использования сетевых ресурсов. Кроме этого, сетевая ОС предоставляет различные средства администрирования сети, которые обеспечивают защиту данных и их целостность, контролируя права доступа к ним.
Сетевая ОС находится на файловом сервере и контролирует работу на рабочих станциях, на которых, как правило, загружена одна из базовых ОС, например, ОС семейства WINDOWS. Запросы, поступающие из прикладной программы пользователя анализируются специальным модулем сетевой ОС и, если он относится к локальной ОС, передает этот запрос ей на обработку. При запросе некоторой сетевой услуги, управление передается сетевой ОС.
Основные функции операционных систем
По современным представлениям ОС должна уметь делать следующее.
· Обеспечивать загрузку пользовательских программ в оперативную память и их исполнение (этот пункт не относится к ОС, предназначенным для прошивки в ПЗУ).
· Обеспечивать управление памятью. В простейшем случае это указание единственной загруженной программе адреса, на котором кончается память, доступная для использования, и начинается память, занятая системой. В многопроцессных системах это сложная задача управления системными ресурсами.
· Обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти, такими как магнитные диски, ленты, оптические диски, флэш-память и т. д. Как правило, ОС управляет свободным пространством на этих носителях и структурирует пользовательские данные в виде файловых систем.
· Предоставлять более или менее стандартизованный доступ к различным периферийным устройствам, таким как терминалы, модемы, печатающие устройства или двигатели, поворачивающие рулевые плоскости истребителя.
· Предоставлять некоторый пользовательский интерфейс. Слово некоторый здесь сказано не случайно - часть систем ограничивается командной строкой, в то время как другие на 90% состоят из интерфейсной подсистемы. Встраиваемые системы часто не имеют никакого пользовательского интерфейса.
Существуют ОС, функции которых этим и исчерпываются. Одна из хорошо известных систем такого типа - дисковая операционная система
MS DOS.
Более развитые ОС предоставляют также следующие возможности:
· параллельное (или псевдопараллельное, если машина имеет только один процессор) исполнение нескольких задач;
· организацию взаимодействия задач друг с другом;
· организацию межмашинного взаимодействия и разделения ресурсов;
· защиту системных ресурсов, данных и программ пользователя, исполняющихся процессов и самой себя от ошибочных и зловредных действий пользователей и их программ;
· аутентификацию (проверку того, что пользователь является тем, за кого он себя выдает), авторизацию (проверка, что тот, за кого себя выдает пользователь, имеет право выполнять ту или иную операцию) и другие средства обеспечения безопасности.
ДОС (Дисковые Операционные Системы)
Это системы, берущие на себя выполнение только первых четырех функций. Как правило, они представляют собой некий резидентный набор подпрограмм, не более того. ДОС загружает пользовательскую программу в память
и передает ей управление, после чего программа делает с системой все, что ей заблагорассудится. При завершении программы считается хорошим тоном оставлять машину в таком состоянии, чтобы ДОС могла продолжить работу. Если же программа приводит машину в какое-то другое состояние, что ж, ДОС ничем ей в этом не может помешать.
Характерный пример - различные загрузочные мониторы для машин класса Spectrum. Как правило, такие системы работают одновременно только с одной программой.
Дисковая операционная система MS DOS для IBM PC-совместимых машин является прямым наследником одного из таких резидентных мониторов.
Существование систем этого класса обусловлено их простотой и тем, что они потребляют мало ресурсов. Для машин класса Spectrum это более чем критичные параметры. Еще одна причина, по которой такие системы могут использоваться даже на довольно мошных машинах - требование программной совместимости с ранними моделями того же семейства компьютеров.
ОС общего назначения
К этому классу относятся системы, берущие на себя выполнение всех вышеперечисленных функций. Разделение на ОС и ДОС идет, по-видимому, от систем IBM DOS/360 и OS/360 для больших компьютеров этой фирмы, клоны которых известны у нас в стране под названием ЕС ЭВМ серии 10ХХ. (Кстати, у IBM была еще TOS/360, Tape Operating System - Ленточная Операционная Система).
Здесь под ОС мы будем подразумевать системы "общего назначения", т. е. рассчитанные на интерактивную работу одного или нескольких пользователей в режиме разделения времени, при не очень жестких требованиях ко времени реакции системы на внешние события. Как правило, в таких системах уделяется большое внимание защите самой системы, программного обеспечения и пользовательских данных от ошибочных и злонамеренных программ и пользователей. Обычно подобные системы используют встроенные в архитектуру процессора средства защиты и виртуализации памяти. К этому классу относятся такие широко распространенные системы, как Windows 2000, системы семейства Unix.
Системы виртуальных машин
Такие системы стоят несколько особняком. Система виртуальных машин -это ОС, допускающая одновременную работу нескольких программ, но создающая при этом для каждой программы иллюзию того, что машина находится в полном ее распоряжении, как при работе под управлением ДОС. Зачастую, "программой" оказывается полноценная операционная система - примерами таких систем являются VMWare для машин с архитектурой х86 или VM для System/370 и ее потомков.
Виртуальные машины являются ценным средством при разработке и тестировании кросс-платформенных приложений. Реже они используются для отладки модулей ядра или самой операционной системы.
Такие системы отличаются высокими накладными расходами и сравнительно низкой надежностью, поэтому относительно редко находят промышленное применение.
Часто СВМ являются подсистемой ОС общего назначения: MS DOS и MS Windows-эмуляторы для UNIX и OS/2, подсистема WoW в Windows NT/2000/XP, сессия DOS в Windows З.х/95/98/МЕ, эмулятор RT-11 в VAX/ VMS.
В системах виртуальных машин, как правило, приходится уделять много внимания эмуляции работы аппаратуры. Например, несколько программ могут начать программировать системный таймер. СВМ должна отследить такие попытки и создать для каждой из программ иллюзию, что она запрограммировала таймер именно так, как хотела. Разработка таких систем является сложным и часто неблагодарным делом. Архитектура таких систем сильно зависит от свойств виртуализуемой аппаратуры, поэтому мы почти не будем обсуждать этот класс ОС.
Системы реального времени
Это системы, предназначенные для облегчения разработки так называемых приложений реального времени
- программ, управляющих некомпьютерным оборудованием, часто с очень жесткими ограничениями по времени. Примером такого приложения может быть программа бортового компьютера fly-by-wire (дословно - "летящий по проволоке", т. е. использующий систему управления, в которой органы управления не имеют механической и гидравлической связи с рулевыми плоскостями) самолета, системы управления ускорителем элементарных частиц или промышленным оборудованием. Подобные системы обязаны поддерживать многопоточность, гарантированное время реакции на внешнее событие, простой доступ к таймеру и внешним устройствам.
Способность гарантировать время реакции является отличительным признаком систем РВ. Важно учитывать различие между гарантированностью и просто высокой производительностью и низкими накладными расходами. Далеко не все алгоритмы и технические решения, даже и обеспечивающие отличное среднее время реакции, годятся для приложений и операционных систем РВ.
По другим признакам эти системы могут относиться как к классу ДОС (RT-11), так и к ОС (OS-9, QNX).
Любопытно, что новомодное течение в компьютерной технике - multimedia - при качественной реализации предъявляет к системе те же требования, что и промышленные задачи реального времени. В multimedia основной проблемой является синхронизация изображения на экране со звуком. Именно в таком порядке. Звук обычно генерируется внешним аппаратным устройством с собственным таймером, и изображение синхронизируется с ним. Человек способен заметить довольно малые временные неоднородности в звуковом потоке, а пропуск кадров в визуальном потоке не так заметен. Расхождение же звука и изображения фиксируется человеком уже при задержках около 30 мс. Поэтому системы высококачественного multimedia должны обеспечивать синхронизацию с такой же или более высокой точностью, что мало отличается от реального времени.
Так называемое "мягкое реальное время" (soft real lime)
, предоставляемое современными Win32 платформами, не является реальным временем вообще, это что-то вроде "осетрины второй свежести". Система "мягкого РВ" обеспечивает не гарантированное, а всего лишь среднее время реакции. Для мультимедийных приложений и игр различие между "средним" и "гарантированным" не очень критично - ну дернется картинка, или поплывет звук. Но для промышленных приложений, где необходимо настоящее реальное время, это обычно неприемлемо.
Средства кросс-разработки
Это системы, предназначенные для разработки программ в двухмашинной конфигурации, когда редактирование, компиляция, а зачастую и отладка кода производятся на инструментальной машине (в англоязычной литературе ее часто называют host - дословно, "хозяин"), а потом скомпилированный код загружается в целевую систему. Чаще всего они используются для написания и отладки программ, позднее прошиваемых в ПЗУ. Примерами таких ОС являются системы программирования микроконтроллеров Intel, Atmel, PIC и др., системы Windows СЕ, Palm OS и т. д. Такие системы, как правило, включают в себя:
- набор компиляторов и ассемблеров, работающих на инструментальной машине с "нормальной" ОС;
- библиотеки, выполняющие большую часть функций ОС при работе программы (но не загрузку этой программы!);
- средства отладки.
Иногда встречаются кросс-системы, в которых компилятор работает не на инструментальной машине, а в целевой системе - так, например, устроена среда разработки для семейства микропроцессоров Transputer компании Inmos.
Семейства операционных систем
Часто можно проследить преемственность между различными ОС, необязательно разработанными одной компанией. Отчасти такая преемственность обусловлена требованиями совместимости или хотя бы переносимости прикладного программного обеспечения, отчасти - заимствованием отдельных удачных концепций.
На основании такой преемственности можно выстроить "генеалогические деревья" операционных систем и - с той или иной обоснованностью - объединять их в семейства. Впрочем, в отличие от древа происхождения биологических видов, граф родства ОС не является деревом и нередко содержит циклы, поэтому бесспорной многоуровневой классификации, охватывающей всю техносферу, похожей на линнеевскую классификацию видов, выстроить не удается.
Тем не менее, мы с достаточно большой уверенностью можем выделить минимум три семейства ныне эксплуатирующихся ОС и еще несколько - вымерших или близких к тому. Три ныне процветающих семейства суть.
- Системы для больших компьютеров фирмы IBM - OS/390, z/OS и IBM VM.
- Обширное, бурно развивающееся и имеющее трудно определимые границы семейство Unix. В этой книге под системами данного семейства мы будем подразумевать прежде всего ОС трех основных родов:
- Unix System V Release 4.x: Sunsoft Solans, SCO UnixWare;
- Berkeley Software Distribution Unix: BSDI, FreeBSD;
- Linux.
- Семейство прямых и косвенных потомков Control Program/Monitor (СР/М) фирмы Digital Research. В этом семействе можно выделить также весьма широко известное подсемейство \sisname{Win 32}-платформ (рис. В.2).
Еще одно практически вымершее к настоящему моменту, но оставившее в наследство ряд важных и интересных концепций семейство - это операционные системы для мини- и микрокомпьютеров фирмы DEC: RT-11, RSX-11 и VAX/VMS.
Ряд систем, в том числе и коммерчески успешных, например OS/400, не могут быть с уверенностью отнесены ни к одному из перечисленных семейств, поэтому, как и к классификации предыдущего раздела, к данной классификации надо относиться с осторожностью.
Похожая информация.
Вначале дадим характеристику Microsoft, содержащуюся на странице Википедии об этой фирме.
Microsoft (Microsoft Corporation, читается "майкрософт", NASDAQ: MSFT) – крупнейшая ( прибыль за 2008 год – 17,7 млрд долл. при обороте в 60,4 млрд долл.) транснациональная компания по производству программного обеспечения для различного рода вычислительной техники – персональных компьютеров, игровых приставок, КПК, мобильных телефонов и прочего, разработчик наиболее широко распространенной на данный момент в мире программной платформы – семейства операционных систем Windows . Подразделение компании также производит некоторые аксессуары для персональных компьютеров (клавиатуры, мыши и т. д.). Продукты Microsoft продаются более чем в 80-ти странах мира, программы переведены более чем на 45 языков.
Фирма Microsoft была основана двумя студентами: Биллом Гейтсом и Полом Алленом в 1975 году. Они прочитали статью о персональном компьютере Altair 8800 и разработали для него интерпретатор языка Basic . Его приобрел производитель аппаратуры. С этого началась компания, а ее учредители вместо учебы занялись бизнесом и значительно преуспели в этом.
История операционных систем для персональных компьютеров IBM PC начинается в 1981 году, когда на этом оборудовании была установлена MS DOS 1.0. Правда, эта операционная система не вполне может считаться разработанной в Microsoft. Ее прототип был разработан вне фирмы Microsoft в Seattle Computer Production и дополнен интерпретатором для Бейсика Била Гейтса .
Первая операционная система Microsoft была построена после покупки лицензии у AT&T на UNIX . Так появилась операционная система Xenix, которую фирма разрабатывала несколько лет, но далее решила избавиться от нее, отдав предпочтение MS DOS .
Фирма Microsoft разработала и выпустила несколько десятков операционных систем для разной аппаратуры, но в основном для персональных компьютеров IBM PC . Их можно разделить на такие группы:
1. MS DOS . Серия операционных систем, поддерживающих только командную строку как интерфейс пользователя. Выпущены версии от 1.0 (1981 год) до 6.22 (1994 год). Многие компании (в числе которых IBM , DEC и даже МФТИ) создавали свои версии этой системы.
2 . Windows 1, 2, 3 и 3.11 . Надстройки над операционными системами MS DOS , обеспечивающими режим графического интерфейса пользователя. Они не были полноценными операционными системами, а являлись оболочками, обеспечивающими стандартизацию использования аппаратного обеспечения и единообразие интерфейсов для пользовательских программ. Первая их версия появились в 1985 году, а последняя – в 1995 году.
Следует заметить, что имелся предшественник Windows – графическая оболочка компании Visi Corp под названием Visi On . Приведем пример интерфейса этой оболочки 1983 года (рис. 2.10).
Рис.
2.10.
А вот как выглядел для пользователей экран среды Windows 1.0, выпущенной два года спустя в 1985 году (рис. 2.11).
Рис. 2.11.
3. Windows 9X . Эта серия операционных систем представлена такими версиями: Windows 95, Windows 98 и Windows Me. Они были предназначены для работы пользователей на персональных компьютерах IBM PC . Графический интерфейс этих систем оказал большое влияние на стандарты работы пользователей с персональным компьютером. Вид экрана пользователя приводится на рис. 2.12 .
4. Windows NT . Сокращение в NT ее названии образовано от New Technology . Первая ее версия, созданная к 1993 году, должна была вытеснить MS DOS , чего не произошло. Следующие версии должны были потеснить на рынке Windows 95, что случилось только в начале 2000 годов. Создавались варианты этой системы как для работы пользователя на локальном компьютере, так и для управления локальной сетью. Версии этого направления до определенного времени назывались NT, а с 2000 года получала разные имена: NT 5.0 – Windows 2000, NT 5.2 – Windows 2003, NT 6.0 – Windows Vista и Windows 2008, NT 6.1 – Windows 7.
5. Windows СЕ . Эти операционные системы начали разрабатываться в 1996 году. В настоящий момент они созданы для разнообразных мобильных устройств. Последняя версия в этой линейке – Windows mobile 6.
Можно отметить, что фирма Microsoft является монополистом на производство программного обеспечения для персональных компьютеров. Под ее эгидой создается самое разнообразное ПО – операционные системы, офисные приложения , средства разработки , системы управления фирмами и предприятиями (корпоративные системы). Попытки завоевать другие аппаратные платформы не увенчались успехом (кроме мобильных и переносных аппаратов). Есть определенные достижения у фирмы и на рынке суперкомпьютеров.
Рис. 2.12.
В последнее время компания стала ответчицей в исках антимонопольной комиссии ЕС и конкурентов. Приведем два примера (Википедия).
В марте 2004 года Еврокомиссия признала американскую компанию виновной в использовании своего доминирующего положения на европейском рынке программного обеспечения и наложила на компанию штраф в размере 497 млн евро, потребовав от Microsoft предоставить сторонним разработчикам информацию о своих продуктах, чтобы они смогли беспрепятственно выпускать совместимые программы. После того, как Microsoft не подчинилась данному решению, в июле 2006 года она вновь была оштрафована – на этот раз на 280,5 млн евро, после чего исполнила решение Еврокомиссии.
13 декабря 2007 года норвежская компания Opera Software ASA , разработчик веб-браузера Opera, заявила, что подала жалобу на Microsoft в Еврокомиссию. В жалобе Opera Software просит Microsoft дать пользователям " по -настоящему выбирать" браузер , поставляя с Windows браузеры конкурентов или отделив Internet Explorer от основной поставки. Кроме того, компания требует встроить поддержку открытых веб-стандартов в Internet Explorer.
2.4. Отличия семейства UNIX/Linux от операционных систем Windows и MS DOS
В этой книге мы ориентировались, в основном, на читателей, которые до настоящего времени использовали только операционные системы Windows . Хотим отметить, что до появления в 1981 году MS DOS система UNIX уже прошла значительный путь своей истории. Был момент, когда сама Microsoft стояла перед выбором: разрабатывать один из вариантов UNIX для IBM PC или продолжить собственную систему. Даже была куплена соответствующая лицензия и выпущен вариант UNIX – XENIX. Но потом выбор остался все же за MS DOS . В работе UNIX и MS DOS , а теперь UNIX в графическом режиме и современных версий Windows , есть много общего, иногда даже в мелочах. Сделав это вступление, приведем несколько пунктов, где семейство ОС UNIX /Linux существенно отличается от операционных систем фирмы Microsoft. Далее везде, где встречается термин "система", подразумевается семейство UNIX /Linux.
- Исходные тексты компонентов системы доступны для просмотра и модификации. Чаще всего они располагаются в подкаталоге с именем source, который подчинен каталогу /usr.
- Модифицировать систему можно перекомпилировав ядро – основу системы, которая непрерывно развивается и настраивается на конфигурацию вычислительной установки.
- Существует несколько уровней настройки параметров работы системы:
- работа с утилитами, в том числе в режиме графического интерфейса;
- корректировка файлов конфигурации;
- внесение изменений в исходные тексты и их дальнейшая перекомпиляция.
- Первоначально загружается командный режим , а графический интерфейс требует дополнительного вызова. Последний имеет несколько методов реализации.
- В инсталляторы системы Linux включается полный набор программного обеспечения, необходимый для работы как в качестве офисного или домашнего компьютера, так и сервера.
- Интересной особенностью работы системы является возможность одновременной регистрации нескольких пользователей на виртуальных терминалах.
- В системе существует множество оболочек (аналог командного интерпретатора comand.com в MS DOS). В процессе работы можно получить их полный список (команда chsh – listshell) и выбрать любую (команда chsh).
- Помимо работы с основной файловой системой, можно получить доступ к информации, подготовленной в других операционных системах.
- Файловая система Linux на жестком диске может расположиться на нескольких разделах диска, а для области подкачки всегда выделяется отдельный дисковый раздел с типом файловой системы, отличной от основной. Также в отдельных разделах диска можно разместить следующую информацию (приводится список, доступный в ASli Linux ):
- данные о загрузке (/boot);
- области диска, куда заносится постоянно изменяемая системная информация, например, системные файлы, почтовые сообщения, (/var);
- области диска выделяемые для работы обычным пользователям (/home);
- информация предназначенная для всех пользователей (/usr).
- Доступ к данным, получаемым с разнообразного оборудования, осуществляется не в одной из вершин верхнего уровня файловой системы, а в одной из вершин, подчиненных единственному корню иерархической файловой системы (ее имя /).
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.