تحلیل مقایسه ای سیستم عامل های خانواده ویندوز و مک او اس. تحلیل مقایسه ای سیستم عامل ها

ویژگی های مقایسه ایسیستم های عامل

ویندوز و لینوکس

سازماندهی جدول صفحه یکی از عناصر کلیدینمایش آدرس ها در طرح های صفحه بندی و صفحه بخش بیایید ساختار جدول صفحه را برای مورد صفحه بندی با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

بنابراین آدرس مجازی شامل شماره مجازیصفحات و افست ها شماره ورودی در جدول صفحه با شماره مطابقت دارد صفحه مجازی. اندازه رکورد از سیستمی به سیستم دیگر متفاوت است، اما معمولاً 32 بیت است. از این ورودی در جدول صفحه، شماره فریم این صفحه مجازی پیدا می شود، سپس افست اضافه می شود و آدرس فیزیکی تشکیل می شود. علاوه بر این، ورودی جدول صفحه حاوی اطلاعاتی در مورد ویژگی های صفحه است. اینها بیت های حضور و حفاظت هستند (به عنوان مثال، 0 - خواندن/نوشتن، 1 - فقط خواندن...). موارد زیر را نیز می توان مشخص کرد: بیت اصلاح، که در صورت تغییر محتوای صفحه تنظیم می شود و کنترل می کند که آیا صفحه نیاز به بازنویسی روی دیسک دارد یا خیر. یک بیت پیوند که به برجسته کردن صفحات کم استفاده کمک می کند. بیت enable caching و سایر بیت های کنترلی. توجه داشته باشید که آدرس های صفحه روی دیسک بخشی از جدول صفحه نیستند.

مشکل اصلی برای پیاده سازی کارآمد جدول صفحه، اندازه بزرگ فضاهای آدرس مجازی است. کامپیوترهای مدرن، که معمولاً با عمق بیت معماری پردازنده تعیین می شوند. امروزه رایج ترین پردازنده های 32 بیتی هستند که به شما امکان می دهند فضای آدرس مجازی با اندازه 4 گیگابایت ایجاد کنید (برای رایانه های 64 بیتی، این مقدار 264 بایت است). علاوه بر این، مشکل سرعت نمایش وجود دارد که با استفاده از به اصطلاح حل می شود حافظه انجمنی.

بیایید اندازه تقریبی جدول صفحه را محاسبه کنیم. در یک فضای آدرس 32 بیتی با اندازه صفحه 4 کیلوبایت (اینتل) 232/212=220 یعنی تقریباً یک میلیون صفحه و حتی بیشتر در یک صفحه 64 بیتی بدست می آوریم. بنابراین، جدول باید تقریباً یک میلیون ردیف (ورودی) داشته باشد و ورودی در ردیف از چندین بایت تشکیل شده است. توجه داشته باشید که هر فرآیند به جدول صفحه مخصوص به خود نیاز دارد (و در مورد طرح صفحه بخش، داشتن یک جدول صفحه برای هر بخش مطلوب است).

واضح است که مقدار حافظه اختصاص داده شده به جداول صفحه نمی تواند آنقدر زیاد باشد. به منظور جلوگیری از قرار دادن یک جدول بزرگ در حافظه، آن را به تعدادی از قطعات تقسیم می شود. که در حافظه دسترسی تصادفیفقط برخی از قطعات جدول صفحه لازم برای یک لحظه خاص از اجرا را ذخیره کنید. به دلیل خاصیت محل، تعداد این گونه قطعات نسبتاً کم است. پارتیشن بندی جدول صفحه را می توان به روش های مختلفی انجام داد. رایج ترین روش پارتیشن بندی، سازماندهی به اصطلاح جدول صفحات چند سطحی است. به عنوان مثال، یک جدول دو سطحی با اندازه صفحه 4 کیلوبایتی را در نظر بگیرید که در معماری 32 بیتی اینتل پیاده سازی شده است.

جدولی متشکل از 220 ردیف به 210 جدول سطح دوم هر کدام 210 ردیف تقسیم می شود. این جداول سطح دوم در ادغام می شوند ساختار کلیبا استفاده از یک جدول از سطح اول، متشکل از 210 ردیف. آدرس 32 بیتی به یک فیلد p1 10 بیتی، یک فیلد p2 10 بیتی و یک افست d 12 بیتی تقسیم می شود. فیلد p1 به ردیف مورد نظر در جدول سطح اول اشاره می کند، فیلد p2 به سطح دوم اشاره می کند و فیلد d بایت مورد نظر را در کادر صفحه مشخص شده قرار می دهد (شکل 8).

شکل 8 - نمونه ای از جدول صفحه دو سطحی

تنها با یک جدول سطح دوم، می توانید 4 مگابایت (4 کیلوبایت در 1024) رم را پوشش دهید. بنابراین، برای تطبیق یک فرآیند با حجم زیادی از حافظه اشغال شده، کافی است یک جدول سطح اول و چندین جدول سطح دوم در RAM داشته باشید. بدیهی است که تعداد کل ردیف های این جداول بسیار کمتر از 220 است. این رویکرد به طور طبیعی به سه سطح یا بیشتر از جدول تعمیم می یابد.

داشتن چندین سطح به طور طبیعی عملکرد مدیر حافظه را کاهش می دهد. حتی اگر اندازه جداول در هر سطح طوری انتخاب شود که جدول کاملاً در یک صفحه قرار گیرد، دسترسی به هر سطح یک دسترسی جداگانه به حافظه است. بنابراین، ترجمه آدرس ممکن است به چندین دسترسی حافظه نیاز داشته باشد.

تعداد سطوح در جدول صفحه به معماری خاص بستگی دارد. می توان مثال هایی از اجرای صفحه بندی تک سطحی (DEC PDP-11)، دو سطحی (Intel، DEC VAX)، سه سطحی (Sun SPARC، DEC Alpha) و همچنین صفحه بندی با تعداد سطوح معین ارائه داد. (موتورولا). عملکرد پردازنده MIPS R2000 RISC اصلاً بدون جدول صفحه انجام می شود. اینجا جستجو کنید صفحه مورد نظر، اگر این صفحه در حافظه انجمنی نباشد، سیستم عامل باید آن را در اختیار بگیرد (اصطلاحاً صفحه بندی سطح صفر).

رایانه شخصی اقداماتی را مطابق با دستورالعمل های برنامه ایجاد شده در یکی از زبان های برنامه نویسی انجام می دهد. هنگامی که کاربر بر روی رایانه کار می کند، اغلب لازم است که عملیات را با برنامه کاربردی به طور کلی انجام دهد، عملکرد دستگاه های خارجی را سازماندهی کند، عملکرد بلوک های مختلف را بررسی کند، اطلاعات کپی و غیره را بررسی کند.

این عملیات برای کار با هر برنامه ای استفاده می شود، بنابراین توصیه می شود که عملیات معمولی را از کل انواع عملیات انجام شده توسط رایانه شخصی جدا کنید و آنها را با استفاده از برنامه های تخصصی که باید به عنوان ابزارهای استاندارد ارائه شده با سخت افزار در نظر گرفته شوند، پیاده سازی کنید.

برنامه هایی که عملکرد دستگاه ها را سازماندهی می کنند و به ویژگی های مشکل حل شده مربوط نمی شوند، بخشی از یک بسته نرم افزاری به نام سیستم عامل.

سیستم عامل(OS) - مجموعه ای از نرم افزارها که کنترل سخت افزار کامپیوتر و برنامه های کاربردی و همچنین تعامل آنها با یکدیگر و کاربر را فراهم می کند.

عملکردهای سیستم عامل متنوع است، به طور مداوم با معرفی برنامه های اضافی و اصلاح برنامه های قدیمی گسترش می یابد.

سیستم عامل یک محیط مستقل را تشکیل می دهد که با هیچ یک از زبان های برنامه نویسی مرتبط نیست. هر برنامه کاربردی با سیستم عامل مرتبط است و فقط می تواند روی آن دسته از رایانه هایی کار کند که محیط سیستم مشابهی وجود دارد.

برای کار با سیستم عامل، لازم است زبان این محیط را بدانید - مجموعه ای از دستورات، که ساختار آن توسط نحو زبان تعیین می شود.

سیستم عامل موارد زیر را انجام می دهد کارکرد:

مدیریت عملکرد هر واحد رایانه شخصی و تعامل آنها؛

مدیریت اجرای برنامه؛

سازماندهی ذخیره سازی اطلاعات رسانه خارجی;

تعامل کاربر با رایانه شخصی (پشتیبانی از رابط کاربری).

به طور معمول، سیستم عامل بر روی یک هارد دیسک ذخیره می شود و اگر در دسترس نباشد، یک فلاپی دیسک اختصاص داده می شود که به نام درایو سیستم. هنگامی که رایانه را روشن می کنید، سیستم عامل به طور خودکار از دیسک به رم بارگیری می شود و مکان خاصی را در آن اشغال می کند.

سیستم عامل قوانین کلی را برای اجرای برنامه ها، مدیریت داده ها و دسترسی به منابع کامپیوتری تعریف می کند.

سیستم عامل برای کامپیوتر به دو دسته تقسیم می شود:

یکی- و چند وظیفه ای(بسته به تعداد فرآیندهای برنامه در حال اجرا موازی)؛

یکی- و چند نفره(بسته به تعداد کاربرانی که به طور همزمان با سیستم عامل کار می کنند)؛

غير قابل تحملو قابل حملبه انواع دیگر رایانه ها؛

غیر شبکه ایو شبکه، ارائه کار در یک شبکه محلی.

2.2. توسعه سیستم عامل کامپیوترهای شخصی

در طول بیش از 30 سال سابقه استفاده از رایانه شخصی، چندین نسل از سیستم عامل تغییر کرده است.

گسترده ترین و جهانی ترین سیستم عامل برای اکثر انواع کامپیوترها در دهه 1970-1980. یک سیستم عامل چند وظیفه ای و چند کاربره بود یونیکستوسط این شرکت توسعه یافته است آزمایشگاه های بل(یکی از بخش های شرکت AT&T). در حال حاضر یونیکسعمدتاً در سیستم های با کارایی بالا - سرورها و ایستگاه های کاری قدرتمند استفاده می شود.

اولین سیستم عامل رایج برای رایانه های شخصی 8 بیتی مبتنی بر ریزپردازنده اینتل 8080، در دهه 70 این سیستم شد CP/M-80شرکت ها تحقیقات دیجیتال.

سیستم عامل اصلی IBM PC و کامپیوترهای سازگار که در اصل بر اساس یک ریزپردازنده است اینتل 8088و بعدها - در مدل‌های بعدی ریزپردازنده‌های اینتل، (از سال 1981) به یک تک کاره 16 بیتی تبدیل شد. MS-DOS(مایکروسافتدیسک عملیاتی سیستم). راستی، MS-DOSتوسعه اصلی مایکروسافت نبود - فقط سیستم عامل نامیده شده را نهایی کرد QDOSتوسط شرکت ایجاد شده است سیاتل کامپیوتر محصولات. بعدها کلون های سازگار با MS-DOS ظاهر شدند، مانند PC-DOSشرکت ها IBM,DR-DOSشرکت ها تحقیقات دیجیتال(متعاقباً محصول این شرکت شد رمانمارک دار Novell DOS).

تلاش برای دور شدن از استاندارد MS-DOS به طور مشترک توسعه داده شد مایکروسافتو IBMسیستم عامل OS/2(1987). از سال 1990 شرکت مایکروسافتاز توسعه OS/2 فاصله گرفت و کاملاً روی خط متمرکز شد سیستم های عاملپنجره ها. رابط چند پنجره ای پنجره هابه سرعت در سراسر جهان محبوبیت یافت و در واقع به استاندارد صنعتی تبدیل شد و نسخه های مختلف این سیستم عامل در حال حاضر بر روی اکثریت قریب به اتفاق رایانه های شخصی نصب شده است.

توسعه پوسته گرافیکی پنجره هابرای سیستم عامل ام‌اس- DOSدر سال 1981 شروع شد. در سال 1985 منتشر شد پنجره ها1.0 ، و بعداً در سال 1987 - ویندوز 2.0، که به دلیل کمبود اپلیکیشن های کاربری، کاربرد زیادی ندارند. در اواخر دهه 80، چنین برنامه هایی (پردازنده های کلمه، پردازنده های صفحه گسترده، سیستم های مدیریت پایگاه داده و غیره) در بازار ظاهر شدند و بلافاصله مایکروسافت یک سیستم را منتشر کرد. پنجره ها3.0 (1990). در سال 1992 نسخه ای منتشر شد ویندوز 3.1، که شبیه و تقریباً مشابه آن است ویندوز 3.11(1993)، فقط در حالت استاندارد و 386 حالت توسعه یافته کار کرد. در سال 1993، مایکروسافت یک سیستم شبکه همتا به همتا را منتشر کرد Windows for Workgroups 3.11.

در آگوست 1995، مایکروسافت یک سیستم عامل کامل 32 بیتی چند وظیفه ای را به بازار معرفی کرد. ویندوز 95، که در مقایسه با MS-DOS دارای مزایای غیرقابل شک است. این سیستم عامل به عنوان یک زیرسیستم گنجانده شده است MS-DOS 7.0، که برای سازگاری با نسخه های قبلی MS-DOS است. که در ویندوز 95برای اولین بار یک مجموعه نرم افزار-درایور یکپارچه شد DirectX، که برنامه های ویندوز را با دسترسی مستقیم به دستگاه های سخت افزاری رایانه شخصی فراهم می کند - کارت صدا، کارت گرافیک و غیره سیستم دیگری به نام ActiveMovie از پخش فایل های چند رسانه ای مختلف پشتیبانی می کرد. ویندوز 95می توانست به طور خودکار تعداد زیادی از اجزا را تشخیص دهد و مکانیزم توسعه یافته ای برای راه اندازی و پیکربندی داشت.

در تابستان 1996، نسخه نور را دید ویندوز 95OSR2 (OES سرویس رهایی)، فقط برای حمل و نقل با رایانه های از پیش ساخته شده در نظر گرفته شده است و بسیاری از اشکالات نسخه قبلی را برطرف می کند. با این حال، پیشرفت اصلی انتقال به یک سیستم فایل پیشرفته تر - FAT32 بود که باعث صرفه جویی در فضای دیسک می شود.

این سیستم در سال 1998 توسط ویندوز 98، که تفاوت اصلی آنها با ویندوز 95شامل یکپارچگی نزدیک با اینترنت بود: در سیستم عامل جدید، تفاوت بین وب ایرلندی در نهایت پاک شد ( www–وب جهانی) - Explorer به ابزار اصلی کار با اشیاء اطلاعاتی تبدیل می شود ( کاوشگر). گزینه های مدیریت رابط گسترده

آخرین سیستم عامل با استفاده از هسته DOS در خط سیستم ها ویندوز 9xسیستمی برای کاربران کامپیوتر خانگی بود - Windows Millennium Edition (Windows Me)یک نوآوری این بود: یک مرورگر بهبودیافته اینترنت کاوشگر 5.5 ، بسته درایور توسعه یافته DirectX 7.1 ، دستگاه پخش رسانه ای مایکروسافت رسانه ها بازیکن، پشتیبانی از دستگاه های ورودی دیجیتال (دوربین های عکس و فیلم، اسکنر). سیستم امنیتی خود سیستم عامل دستخوش تغییرات اساسی شده است - ویندوز منشامل تعدادی ابزار جدید برای اطمینان از ایمنی پیکربندی و فایل های سیستم است.

سیستم عامل 32 بیتی مبتنی بر هسته چند وظیفه ای NT(تکنولوژی جدید) ، افزایش قابلیت اطمینان را فراهم می کند، در سال 1993 ظاهر شد: ایستگاه کاری ویندوز NTو سرور ویندوز NT. این سیستم‌عامل‌ها برای کاربران شرکتی هدف قرار می‌گرفتند، در حالت پیشرفته کار می‌کردند و می‌توانستند چندین ریزپردازنده (MPs) که به صورت موازی کار می‌کنند، پشتیبانی کنند.

ادامه منطقی ویندوز NTتبدیل شد ویندوز 2000- یک سیستم عامل چندوظیفه ای با قابلیت پشتیبانی از حداکثر 32 مگاپیکسل که به صورت موازی کار می کنند و عمدتاً بر روی کار با برنامه های تجاری متمرکز است. انتشار رسمی نسخه "جعبه" در فوریه 2000 انجام شد. سیستم عامل در نسخه های زیر منتشر شد - جهانی(ویندوز 2000 حرفه ای) و سرور(ویندوز 2000 سرور,سرور پیشرفتهو سرور مرکز داده). به ارث بردن امنیت، قابلیت های شبکه و خدمات عالی NT، ویندوز 2000راحت تر و کاربر پسندتر شد.

در فوریه 2001، ویندوز XP– سیستم عامل معروف به ویسلردر طول توسعه (نمادها XPمختصر انگلیسی هستند. تجربه-تجربه) که باعث افزایش امنیت، چندوظیفگی پیشگیرانه، یکپارچگی با اینترنت و غیره شده است. زیر اسم ویندوز XPیک خط کامل از سیستم عامل ها به جهان نشان داده شد: شرکتی ویندوز XPو سرورویندوز XPحرفه ایو "خانه" ویندوز XPصفحه اصلی. ساختار داخلی نسخه جدید ویندوز از ویندوز 2000 تغییر قابل توجهی نکرده است، با این حال، تعدادی از نوآوری ها ظاهر شده است - یک سیستم تشخیص داخلی دستورات صوتی، انتقال به برنامه های کاربردی 64 بیتی، بسیار قابل تنظیم است رابط کاربری، پشتیبانی از ضبط CD-R / RW در سطح خود سیستم عامل و غیره.

در اواخر سال 2002، بیل گیتس اعلام کرد که تمام تلاش مایکروسافت نه برای صیقل دادن زواید، بلکه برای اطمینان از ثبات و امنیت محصولاتشان است. و اولین محصولی که مطابق با این اصل ایجاد شد سیستم عامل بود ویندوز سرور 2003- سرور، سیستم عامل 64 بیتی، چند وظیفه ای، قادر به مدیریت متمرکز یا توزیع شده مجموعه های مختلف نقش ها، که در اوایل سال 2004 در بازار ظاهر شد. رایانه شخصی مجهز به چنین سیستم عاملی می تواند به عنوان یک سرور فایل و سرور چاپ عمل کند. وب سرور و سرور برنامه وب؛ سرور پست الکترونیکی؛ سرور ترمینال؛ سرور دسترسی از راه دور / سرور شبکه خصوصی مجازی ( VPN) سرورهای خدمات دایرکتوری، سیستم های نام دامنه ( DNS، سرور پروتکل پیکربندی میزبان پویا ( DHCP) و خدمات سرویس نامگذاری اینترنت ویندوز(برنده می شود) سرور رسانه جریان.

خانواده پنجره هاسرور 2003 شامل گزینه های زیر است: استانداردنسخه(سیستم عامل شبکه برای مشاغل کوچک و بخش های فردی سازمان)، شرکت، پروژهنسخه(سیستم‌عاملی که نیازهای عمومی فناوری اطلاعات کسب‌وکارها در هر اندازه را برآورده می‌کند و هر برنامه کاربردی، وب سرویس یا زیرساختی را اجرا می‌کند) مرکز اطلاعاتنسخه(سیستم عامل برای برنامه های کاربردی تجاری و برنامه های کاربردی حیاتی که به مقیاس پذیری و در دسترس بودن نیاز دارند سطح بالا) و وبنسخه(سیستم عامل برای استفاده به عنوان وب سرور طراحی شده است).

نسخه های 64 بیتی پنجره هاسرور 2003 شرکت، پروژهنسخهو پنجره هاسرور 2003 مرکز اطلاعاتنسخهفقط در سیستم های مبتنی بر MP های IntelItanium 64 بیتی قابل استفاده است. آنها را نمی توان روی رایانه هایی با پردازنده های 32 بیتی نصب کرد.

در پایان سال 2002، مایکروسافت کار بر روی یک سیستم عامل جدید را آغاز کرد پنجره هاشاخ بلند، که در نسخه های بتا در نیمه دوم سال 2004 ظاهر شد. در سال 2005، شرکت اعلام کرد که یک نسخه تجاری در سال 2006 با نام تجاری ظاهر می شود. پنجره هاویستا. یک نوآوری انقلابی پشتیبانی از یک نوآوری جدید است سیستم فایلWinFS، که بیشتر شبیه یک پایگاه داده کلاسیک است. و این بدان معنی است که ساختار پوشه درخت مانند سنتی در حال تبدیل شدن به تاریخ است - هنگام کار با ویستامهم نیست که فایل در کجای دیسک قرار دارد. می توان آن را با استفاده از یک موتور جستجوی پیشرفته بر اساس پرس و جوهای پایگاه داده استاندارد پیدا کرد. پوشه هایی با مجموعه ای ثابت از فایل ها با پوشه های "مجازی" جایگزین می شوند که فایل ها را بر اساس معیارهای انتخاب شده توسط کاربر ترکیب می کنند. با این رویکرد، جستجوی فایل ها و باز کردن یک پوشه در واقع همان عملیات را خواهد داشت. اینترنت و موتورهای جستجوی آن تقریباً به همین شکل سازماندهی شده اند: کاربر نسبت به چه چیزی کاملاً بی تفاوت است مدارک مورد نیازممکن است در سراسر جهان پراکنده شود. نکته اصلی این است که در صورت لزوم، همیشه می توان آنها را با کمک موتورهای جستجو فراخوانی کرد.

یک نوآوری کلیدی دیگر ویستایک سیستم حفاظتی بهبود یافته به نام پالادیوم است که عملکردهای فایروال، سیستم رمزگذاری اطلاعات، فیلتر ایمیل و آنتی ویروس را بر عهده دارد.

سیستم عامل جدید واقعا بین المللی است: نوبت ویستااز انگلیسی به اوکراینی (یا به هر زبان دیگری) با استفاده از یک بسته زبان خاص امکان پذیر است.

و در نهایت رابط کاربری تغییر کرده است. به لطف استفاده از فناوری های سه بعدی واقعاً سه بعدی شده است.

ویژگی های مقایسه ای سیستم عامل های مدرن کامپیوترهای شخصیدر جدول آورده شده است. 1.

مروری بر سیستم عامل های جایگزین برای رایانه های شخصی در پیوست 1 آورده شده است.

میز 1. مقایسه سیستم عامل های کامپیوتر شخصی مدرن

برنامه- دنباله ای واضح، دقیق و منظم از دستورات (دستورالعمل) رایانه برای حل یک مشکل. فرآیند ایجاد آن به عنوان دنباله ای از مراحل تنظیم مسئله، الگوریتم سازی و برنامه نویسی آن ارائه شده است.

ویژگی های اصلی برنامه هاعبارتند از: پیچیدگی الگوریتمی، ترکیب و عمق تشریح توابع پردازش اجرا شده، کامل بودن و سازگاری توابع پردازش، حجم. فایلهای برنامه، سیستم عامل مورد نیاز و وسایل فنیپردازش توسط نرم افزار، حجم ذخیره سازی دیسک، اندازه رم برای اجرای برنامه ها، نوع پردازنده، نسخه سیستم عامل، هزینه و ...

برای پشتیبانی از فناوری اطلاعات، سه دسته از محصولات نرم افزاری متمایز می شوند: سیستم نرم افزار(مجموعه ای از برنامه ها و سیستم های نرم افزاری برای اطمینان از عملکرد یک کامپیوتر و شبکه های کامپیوتری)، بسته ها برنامه های کاربردی (مجموعه ای از برنامه های مرتبط برای حل مسائل یک کلاس خاص از یک طبقه خاص موضوع) و جعبه ابزار فناوری برنامه نویسی(مجموعه ای از برنامه ها و سیستم های نرم افزاری که فناوری را برای توسعه، اشکال زدایی و پیاده سازی محصولات نرم افزاری ایجاد شده ارائه می کنند).

سیستم عامل- مجموعه ای از ابزارهای نرم افزاری که کنترل سخت افزار کامپیوتر و برنامه های کاربردی و همچنین تعامل آنها با یکدیگر و کاربر را فراهم می کند.

سیستم عامل های کامپیوتری به دو دسته تک و چند وظیفه ای، تک کاربره و چند کاربره، غیرقابل حمل و قابل حمل برای دیگران تقسیم می شوند. انواع کامپیوتر، غیر شبکه و شبکه، ارائه کار در شبکه محلی.

بسیاری از محصولات نرم افزاری لیست شده در صفحه زمانبندی سیستم عامل به دو دسته تقسیم می شوند: اختصاصی و رایگان. اولین نام از انگلیسی اختصاصی - "proprietary"، یعنی. به نرم افزاری اطلاق می شود که صاحب دارد. چنین نرم افزاردر "استفاده عمومی" نیست، بلکه در استفاده انحصاری است.

این بخش از مونوگراف روش های توسعه دو نماینده سیستم عامل را تجزیه و تحلیل می کند: خانواده یونیکس / لینوکس و محصولات مایکروسافت. اولین مورد دارای نسخه های اختصاصی و آزادانه است. دومی ها مخالف نرم افزار آزاد هستند.

خانواده سیستم عامل های یونیکس به چند دلیل منحصر به فرد است [ , ]:

• این یک کبد طولانی است و با دستخوش تغییرات متعدد ، تجهیزات مختلفی را "برنده" کرد.
• در طول انتقال یونیکس به دیگر پلتفرم های سخت افزاری، مشکلات جالبی به وجود آمد که راه حل آن چیزهای جدید زیادی را برای فناوری رایانه به ارمغان آورد.
• در یکی از نسخه های یونیکس، پروتکل های تبادل داده در آن پیاده سازی شد شبکه های کامپیوتربا یک پلت فرم سخت افزاری متفاوت، که به ما امکان می دهد یونیکس را منادی اینترنت امروزی و همچنین مبنایی برای توسعه گسترده شبکه های محلی در نظر بگیریم.
• نویسندگان اولین نسخه های آن یک زبان برنامه نویسی سطح بالا C را ایجاد کردند که می توان آن را (با در نظر گرفتن بهبود بعدی آن) رایج ترین زبان در بین توسعه دهندگان نامید.
• استفاده از این زبان این امکان را برای هزاران متخصص فراهم کرد تا در توسعه سیستم عامل شرکت کنند.
• سیستم عامل های رایگان که در خانواده یونیکس ظاهر شدند، ایده های جدید زیادی در مورد چگونگی توسعه و توزیع برنامه ها برای رایانه ها به ارمغان آوردند.

تأثیر بسیار بزرگی از همه طرف فناوری اطلاعاتارائه شده و همچنان ارائه می شود سیستم عامللینوکس، در اصل فقط یک نوع از یونیکس است. محبوبیت گسترده ای به دست آورده است و اکنون مانند نسخه قبلی خود به پلتفرم های سخت افزاری مختلف منتقل می شود. در ادامه از عبارت "سیستم عامل های خانواده یونیکس/لینوکس" استفاده خواهیم کرد. توجه داشته باشید که اغلب لینوکس از یونیکس جدا می شود و دستاوردهای این سیستم عامل با سایر نسخه های خاص این خانواده مقایسه می شود.

توجه به تاریخچه و شجره نامه یونیکس / لینوکس به خودی خود جالب است، اما دانش آن برای متخصصان این حوزه ضروری است. فناوری رایانه. به عنوان مثال، نویسنده کتاب که شامل دو برنامه آموزشی برای مدیران سیستم سیستم عامل سولاریس است، در این باره می نویسد: «چگونه مدیر سیستم شما باید تاریخچه سیستم عامل یونیکس را درک کنید - از کجا آمده است، چگونه ایجاد شده است و امروز چه دستاوردهایی داشته است. نرم افزار.

کار بر روی بسته نرم افزاری MULTICS طولانی شد و کارمندان آزمایشگاه بل پروژه را ترک کردند. اما بر خلاف دیگران، تامسون به کار بر روی نوشتن سیستم عامل در شرکت خود ادامه داد. بعداً ابتدا ریچی و سپس سایر کارمندان بخش به او پیوستند. می توان گفت که یونیکس با گروهی از برنامه نویسان شروع شد، اما کن تامپسون در میان توسعه دهندگان نسخه های اول نقش عمده ای داشت. با این حال، در ابتدا، نام دیگری برای سیستم در محیط نزدیک کن متولد شد - UNICS (Uniplexed Information and Computing System). این یادآور مشارکت در پروژه MULTICS بود، اما روی یک سیستم چند کاربره تمرکز نداشت (MULTICS MULTiplexed است، اما UNICS Uniplexed است). به زودی UNICS تبدیل به یونیکس شد.

بیایید به بررسی مستقیم تاریخچه ایجاد سیستم عامل یونیکس برگردیم. اولین نسخه های آن به زبان برنامه نویسی اسمبلر برای کامپیوترهای PDP نوشته شد [ , ]. این شامل زیرسیستم های مدیریت فرآیند و فایل و همچنین مجموعه کوچکی از ابزارها بود.

در این سال ها، تامپسون روی مترجمی برای FORTRAN کار کرد. اما او یک جدید گرفت زبان برنامه نویسیب- دومی مترجم بود و در نتیجه کارایی چندانی نداشت. پس از طراحی مجدد آن، دنیس ریچی زبان C را ایجاد کرد که کد منبع را به کد ماشین ترجمه می کند، که کارایی برنامه های توسعه یافته را افزایش می دهد. این زبان برنامه نویسییک موقعیت متوسط ​​بین زبانی نزدیک به دستورالعمل های ماشین و اجازه توسعه برنامه های "سریع" و یک زبان برنامه نویسی سطح بالا (استفاده راحت تر) را اشغال می کند.

در اینجا اطلاعاتی از کتاب آمده است که چگونگی ظهور آن را توضیح می دهد زبان برنامه نویسی S. "این واقعاً به چه معناست، چه چیزی در پشت این کلمات کمی کلیشه ای پنهان شده است: زبان C توسط دانشمند آمریکایی دنیس ریچی توسعه یافته است؟ در واقع، این بدان معنی است که در سال 1970 Denn Ritchie اختراع و اجرا شد. زبان جدیدس. او برای آینده ای بزرگ مقدر شده بود. چگونه اتفاق افتاد؟ زبان C از بسیاری از مفاهیم و ساختارهای مهم دو زبان قبلی خود یعنی BCPL و B استفاده می کند و انواع داده ها و ویژگی های دیگر را اضافه می کند.

زبان BCPL در سال 1967 توسط مارتین ریچارد به عنوان زبانی برای نوشتن کامپایلرهای نرم افزار سیستم عامل توسعه یافت. نویسنده زبان B، کن تامپسون، یک برنامه نویس برجسته بود. او ویژگی های زیادی را در زبان B پیش بینی کرد و در سال 1970 از آن برای ایجاد یکی از آنها استفاده کرد نسخه های اولیهسیستم عامل یونیکس در آزمایشگاه های بل بر روی کامپیوتر DEC PDP-7. هر دو زبان ذکر شده - BCPL و B - زبان های برنامه نویسی "غیر معمول" بودند. بنابراین، به عنوان مثال، هنگام پردازش یک عنصر داده از نوع صحیح یا واقعی، بسیاری از کار همچنان بر دوش برنامه نویس افتاد. زبان C به طور گسترده ای به عنوان زبان توسعه سیستم عامل یونیکس شناخته شده است. تقریباً تمام سیستم عامل های جدید امروزه به زبان C یا C++ نوشته می شوند.

جوی توزیع یونیکس خود را به نام BSD (توزیع نرم افزار برکلی) تشکیل داد. نام او با ظاهر مرتبط است ویرایشگر متن vi، مترجم فرمان c (به عنوان یک پوسته سیستم عامل عمل می کرد، نه یک کامپایلر زبان برنامه نویسی)، با استفاده از حافظه مجازی(به شما امکان دانلود برنامه ها را می دهد اندازه بزرگتراز رایگان حافظه فیزیکی ). او بعدها یکی از بنیانگذاران شد

علوم کامپیوتر - سیستم عامل (سیستم عامل) - وظایف اصلی سیستم عامل - رابط کاربری - ویژگی ها، پوسته

یک سیستم عامل (OS) یک مجموعه است ابزارهای نرم افزاری، ارائه مدیریت منابع سخت افزاری کامپیوتر، پشتیبانی از اجرای برنامه، تعامل برنامه ها با سخت افزار، سایر برنامه ها و کاربر.

سیستم عامل نرم افزار اساسی است که بدون آن کامپیوتر نمی تواند کار کند. بنابراین هر نوع کامپیوتری مجهز به سیستم عامل است. معمولاً انواع مختلفی از سیستم‌عامل‌ها برای یک نوع رایانه وجود دارد. بخش اصلی سیستم عامل، هسته هنگامی که رایانه روشن است در RAM بارگذاری می شود و در تمام مدت کارکرد رایانه (یعنی ساکن) دائماً در آنجا وجود دارد.

برنامه های کاربردی فقط می توانند در یک محیط سیستم عامل اجرا شوند. برای هر نوع سیستم عامل، مجموعه ای از برنامه های کاربردی (برنامه های کاربردی) خاص خود را توسعه می دهد.

وضعیتی که یک برنامه توسعه یافته برای یک سیستم عامل را می توان مستقیماً در محیط یک سیستم عامل دیگر اجرا کرد اغلب با آن مواجه نمی شویم. اغلب، محصولات نرم افزاری متمرکز بر یک سیستم عامل خاص نمی توانند در محیط سیستم عامل دیگر کار کنند (ناسازگاری نرم افزار).

هدف اصلی سیستم عامل ارتباط بین محصولات نرم افزاری و سخت افزار خود کامپیوتر است. سیستم عامل برنامه ها را تا حدی مستقل از تغییرات خاص ماشین و تجهیزات نصب شده روی آن می سازد. همچنین به شما این امکان را می دهد که به کاربر آنچه از رایانه می خواهد "بگویید".

سیستم عامل دارای قراردادها و محدودیت های خاصی است تا بتواند خواسته های کاربر را "درک" کند. گفتگو با سیستم عامل تا حدودی شبیه به گفتگو با یک خدمتکار احمق، کند عقل، اما وظیفه شناس است. او فقط زمانی شما را درک می کند که به او بگویید همه چیز کجاست و با آن چه کار کند، و اگر آن را نادرست بگویید، می تواند کاری کاملاً متفاوت انجام دهد یا اصلاً از انجام کاری امتناع کند.

وظایف اصلی سیستم عامل

1. پشتیبانی از کار برنامه ها. اطمینان از تعامل آنها با سخت افزار و با یکدیگر؛

2. توزیع منابع (زمان پردازنده، رم، فضای دیسکو غیره.) سازماندهی سیستم فایل (سیستم های ذخیره سازی داده ها در رسانه های ذخیره سازی خارجی)؛ حسابداری استفاده از منابع، مدیریت سیستم ویدئویی؛

3. پردازش موقعیت های اشتباه. حفاظت از داده ها؛

4. پشتیبانی از توانایی کاربر برای کنترل ماشین با دستورات خاص (پردازش زبان فرماندر یک محیط رویه ای) یا تأثیرگذاری بر اشیاء خاص (دکمه ها و غیره در یک محیط شی گرا).

5. پشتیبانی شبکه

رابط کاربری

این سیستم عامل علاوه بر مدیریت منابع و پشتیبانی از عملکرد برنامه ها، امکان کنترل کامپیوتر را در حالت گفتگو در اختیار کاربر قرار می دهد. این کار از طریق رابط کاربری انجام می شود.
رابط کاربری - جزء یک محصول نرم افزاری است که تعامل تعاملی بین برنامه و کاربر را فراهم می کند.

ساده ترین نوع IP - رابط خط فرمان. این شامل کنترل کامپیوتر با وارد کردن دستورات از صفحه کلید است.

مثال اصلی خط فرمان در MS-DOS است:

C:\USERS\DIPLOM\> copy head.htm C:\USERS\BAKALAVR

1 فایل کپی شد

نوع راحت‌تر IP، رابط پنجره متنی است. این به مجموعه ای از دستورات روی صفحه کلید نیاز ندارد، اما کنترل را به فشار دادن کلیدهای جداگانه یا دکمه های ماوس در هنگام انتخاب اقدامات کنترلی در منوها و کادرهای گفتگو کاهش می دهد.

یک مثال پوسته ابزار Borland Pascal است:

مدرن ترین رابط گرافیکی پنجره است که ابزارهای گفتگوی پیشرفته رابط پنجره (سیستم های منو، کادر گفتگو، نوار ابزار، نمادها و غیره) را با قابلیت های بصری عالی حالت گرافیکی ترکیب می کند.

یک مثال پنجره پوشه My Computer است:

----

مشخصات سیستم عامل

1. عمق بیت (برای PC 8 بیتی، 16 بیتی، 32 بیتی، 64 بیتی سیستم عامل)؛

2. تعداد برنامه هایی که به طور همزمان تحت سیستم عامل (سیستم عامل تک و چند وظیفه ای) اجرا می شوند.
سیستم عامل های چندوظیفه ای از اجرای موازی چندین برنامه که در یک برنامه کار می کنند پشتیبانی می کنند سیستم محاسباتی، در یک نقطه از زمان. چندوظیفه ای می تواند شرکتی و پیشگیرانه باشد.
با چندوظیفه ای سازمانی، برنامه ها پردازنده را به اشتراک می گذارند و به طور دوره ای آن را به یکدیگر منتقل می کنند. اگر برنامه ای از انتشار CPU خودداری کند، سیستم هیچ کاری نمی تواند در مورد آن انجام دهد.
اگر از چندوظیفه پیشگیرانه استفاده شود، سیستم عامل به طور کامل همه برنامه ها را کنترل می کند و زمان پردازنده را بین آنها توزیع می کند، در نتیجه احتمال "یخ زدن" یک سیستم به دلیل خطاهای برنامه را تا حد زیادی کاهش می دهد.
سیستم عامل های تک وظیفه ای از اجرای تنها یک برنامه در یک زمان پشتیبانی می کنند.

3. Multithreading یک فناوری است که به یک برنامه اجازه می دهد تا به درستی فرآیندهای خود را چند وظیفه ای انجام دهد. فرآیند هر کار یا فعالیتی است که توسط یک برنامه آغاز می شود. یک برنامه می تواند چندین فرآیند را همزمان اجرا کند.

4. نوع رابط کاربری: رابط خط فرمان، رابط کاربری با پنجره متنی، رابط کاربر پنجره دار گرافیکی (X، TYPE، GUI).

5. نیاز به منابع سخت افزاری.

6. عملکرد;

7. قابلیت اطمینان (ثبات در عملیات، حفاظت از داده ها از دسترسی غیرمجاز).

8. در دسترس بودن برنامه های کاربردی.

9. در دسترس بودن فرصت های شبکه(شبکه، سیستم عامل محلی)؛
سیستم عامل های شبکه برای مدیریت منابع کامپیوترهای متصل به شبکه به منظور مدیریت طراحی شده اند اشتراک گذاریداده‌ها، و ابزارهای قدرتمندی برای محدود کردن دسترسی به داده‌ها و در عین حال تضمین یکپارچگی و ایمنی آنها، و همچنین بسیاری از گزینه‌های خدماتی برای استفاده از منابع شبکه ارائه می‌کند.

10. تعداد پردازنده های پشتیبانی شده: تک پردازنده، چند پردازنده.
سیستم عامل های چند پردازنده ای، بر خلاف سیستم های تک پردازنده، از چندین پردازنده برای حل یک کار پشتیبانی می کنند.

11. باز بودن سیستم عامل، این است که اجزای سیستم عامل در دسترس هستند کدهای منبعبرای هر کاربری

12. روش استفاده از RAM;
دو راه برای کار با حافظه وجود دارد: آدرس خطی - سیستم عامل با همه کار می کند حافظه سیستممانند یک فضای پیوسته واحد؛ بخش‌بندی شده - سیستم‌عامل با مقدار کمی از در دسترس بدون کار می‌کند وسایل خاصحافظه دسترسی تصادفی.

رایج ترین سیستم عامل ها برای کامپیوتر

ویژگی های اصلی سیستم عامل ها عبارتند از:

اولین نماینده این خانواده نظام است ام اس داس(سیستم عامل مایکروسافت دیسک - سیستم عامل دیسک مایکروسافت) در سال 1981 در رابطه با ظهور رایانه شخصی IBM منتشر شد.
سیستم عامل های خانواده DOS 16 بیتی تک وظیفه ای هستند و دارای ویژگی های زیر هستند:

رابط خط فرمان
ماژولار بودن ساختار، که انتقال سیستم را به انواع دیگر کامپیوترها ساده می کند
نه حجم زیادبدون حافظه رم خاص (640 کیلوبایت) در دسترس است
نیازهای سخت افزاری کم، حجم زیاد برنامه های کاربردی.

یکی از معایب قابل توجه سیستم عامل های خانواده DOS عدم محافظت در برابر دسترسی غیرمجاز به منابع رایانه شخصی و سیستم عامل و همچنین قابلیت اطمینان کم و عدم وجود قابلیت های شبکه است. در حال حاضر، MS DOS بخشی از ویندوز 95 است.

مقدمه ای بر MS-DOS

خود اتاق عمل سیستم MS-DOS(و هر سیستم عامل دیگری نیز) از چندین بخش تشکیل شده است:

لودر سیستم عامل است برنامه کوچک، در اولین سکتور هر فلاپی دیسک سیستم (یک فلاپی دیسک که یک سیستم عامل روی آن نوشته شده است) یا یک هارد دیسک که دو دیسک بارگذاری می کند ذخیره می شود. فایل سیستمی io.sys و msdos.sys. این بوت لودر سیستم عامل است که ارسال می کند مدیریت بایوسدر شروع اولیه ماشین

فایل‌های io.sys و msdos.sys در حین کار دائماً در حافظه رایانه هستند: io.sys افزودن را انجام می‌دهد. سیستم پایه I/O بسته به نیاز یک نسخه معین از سیستم عامل، و msdos.sys تمامی ویژگی های استاندارد این نسخه را پیاده سازی می کند. علاوه بر این، msdos.sys پوسته را در حافظه بارگذاری می کند.

پردازشگر فرمان (فایل Command.com) به سیستم با کاربر سرویس می دهد. خودش بخشی از دستورات سیستم عامل را اجرا می کند (این دستورات داخلی نامیده می شوند) و در صورت فراخوانی دستورات خارجییا اجرای برنامه های دیگر کنترل را به آنها منتقل می کند، در پایان کار آنها دوباره کنترل را به دست می گیرد و برنامه تکمیل شده را از حافظه تخلیه می کند.
دستورات خارجی سیستم عامل هستند برنامه های فردیانجام هر گونه عملکرد خدماتی

درایورهای دستگاه برنامه های مقیم ویژه ای هستند که هدف اصلی آنها افزایش قابلیت ها است دستگاه های فردیکامپیوتر (به عنوان مثال حافظه)، اتصال تجهیزات اضافی(بگذریم موش) و رزق عملکرد عادیدستگاه های غیر استاندارد

اجازه دهید اکنون اصول سازماندهی ذخیره سازی اطلاعات در رایانه را در نظر بگیریم.

پوسته های سیستم عامل

پوسته سیستم عامل یک روبنا بر روی سیستم عامل است که کار کاربر را تا حد زیادی تسهیل می کند و تعدادی خدمات اضافی را در اختیار او قرار می دهد.

پوسته های سیستم عامل ارائه می دهند:

* ایجاد، تغییر نام، کپی، فوروارد، حذف و جستجوی سریعفایل در دایرکتوری فعلی دیسک یا در تمام دیسک های رایانه؛
* مشاهده، ایجاد و مقایسه دایرکتوری ها.
* مشاهده، ایجاد و ویرایش فایل های متنی;
* بایگانی، به روز رسانی و از حالت فشرده خارج می شود فایل های آرشیوو مشاهده آرشیو؛
* همگام سازی دایرکتوری، تقسیم و ادغام فایل ها.
* پشتیبانی از ارتباط بین دو کامپیوتر از طریق سریال یا پورت های موازی;
* قالب بندی و کپی دیسک های فلاپی، تغییر برچسب های فلاپی دیسک و برچسب های حجم برای دیسکهای سخت، و همچنین تمیز کردن دیسک از فایل های به درد نخور;
* شروع برنامه ها

پوسته Norton Commander (NC) بیشترین محبوبیت را در بین کاربران دریافت کرده است. این نرم افزاربه شما امکان می دهد فایل ها و دایرکتوری ها را در دو پنل نمایش داده شده دائمی از چندین نوع مشاهده کنید و به راحتی فایل ها را با استفاده از آن دستکاری کنید کلیدهای عملکردو موش ها

پوسته DOS Navigator ایده اصلی NC را به طور کامل کپی می کند، اما چنین است توابع اضافی. از کار با پشتیبانی می کند مقدار زیادبایگانی، به شما اجازه می دهد تا فایل های مختلف را با رنگ برجسته کنید، ابزار راحت تری برای ارتباط کامپیوتر به کامپیوتر از طریق مودم دارد.

پوسته های گرافیکی برای ویندوز - Dash Board برای ویندوز, Dash Board برای ویندوز 95، DeskBar 95 برای ویندوز 95 - به کاربر این امکان را می دهد که به سرعت یک منو برای راه اندازی برنامه ها و فراخوانی اسناد و همچنین کنترل استفاده از منابع سیستم ایجاد کند.

پوسته Shez و RAR برای مدیریت فشرده سازی (بایگانی) و رفع فشرده سازی فایل ها در محیط MS-DOS طراحی شده اند. پوسته های WinRAR و WinZip برای مدیریت فشرده سازی (بایگانی) و رفع فشرده سازی فایل ها در یک محیط گرافیکی طراحی شده اند. Shells NDOS، Norton Desktop برای ویندوز برای مدیریت فایل ها طراحی شده اند.

تاریخ انتشار: 1389/10/01 10:34 UTC

برچسب ها: :: :: :: :: :: :.