Сравнительный анализ операционных систем семейства Windows и Mac OS. Сравнительный анализ операционных систем

Сравнительная характеристика операционных систем

Windows и Linux

Организация таблицы страниц – один из ключевых элементов отображения адресов в страничной и сегментно-страничной схемах. Рассмотрим структуру таблицы страниц для случая страничной организации более подробно.

Итак, виртуальный адрес состоит из виртуального номера страницы и смещения. Номер записи в таблице страниц соответствует номеру виртуальной страницы. Размер записи колеблется от системы к системе, но чаще всего он составляет 32 бит. Из этой записи в таблице страниц находится номер кадра для данной виртуальной страницы, затем прибавляется смещение и формируется физический адрес. Помимо этого запись в таблице страниц содержит информацию об атрибутах страницы. Это биты присутствия и защиты (например, 0 – read/write, 1 – read only...). Также могут быть указаны: бит модификации, который устанавливается, если содержимое страницы модифицировано, и позволяет контролировать необходимость перезаписи страницы на диск; бит ссылки, который помогает выделить малоиспользуемые страницы; бит, разрешающий кэширование, и другие управляющие биты. Заметим, что адреса страниц на диске не являются частью таблицы страниц.

Основную проблему для эффективной реализации таблицы страниц создают большие размеры виртуальных адресных пространств современных компьютеров, которые обычно определяются разрядностью архитектуры процессора. Самыми распространенными на сегодня являются 32-разрядные процессоры, позволяющие создавать виртуальные адресные пространства размером 4 Гбайт (для 64-разрядных компьютеров эта величина равна 264 байт). Кроме того, существует проблема скорости отображения, которая решается за счет использования так называемой ассоциативной памяти.

Подсчитаем примерный размер таблицы страниц. В 32-битном адресном пространстве при размере страницы 4 Кбайт (Intel) получаем 232/212=220, то есть приблизительно миллион страниц, а в 64-битном и того более. Таким образом, таблица должна иметь примерно миллион строк (entry), причем запись в строке состоит из нескольких байтов. Заметим, что каждый процесс нуждается в своей таблице страниц (а в случае сегментно-страничной схемы желательно иметь по одной таблице страниц на каждый сегмент).

Понятно, что количество памяти, отводимое таблицам страниц, не может быть так велико. Для того чтобы избежать размещения в памяти огромной таблицы, ее разбивают на ряд фрагментов. В оперативной памяти хранят лишь некоторые, необходимые для конкретного момента исполнения фрагменты таблицы страниц. В силу свойства локальности число таких фрагментов относительно невелико. Выполнить разбиение таблицы страниц на части можно по-разному. Наиболее распространенный способ разбиения – организация так называемой многоуровневой таблицы страниц. Для примера рассмотрим двухуровневую таблицу с размером страниц 4 Кбайт, реализованную в 32-разрядной архитектуре Intel.

Таблица, состоящая из 220 строк, разбивается на 210 таблиц второго уровня по 210 строк. Эти таблицы второго уровня объединены в общую структуру при помощи одной таблицы первого уровня, состоящей из 210 строк. 32-разрядный адрес делится на 10-разрядное поле p1, 10-разрядное поле p2 и 12-разрядное смещение d. Поле p1 указывает на нужную строку в таблице первого уровня, поле p2 – второго, а поле d локализует нужный байт внутри указанного страничного кадра (рис. 8).

Рисунок 8 – Пример двухуровневой таблицы страниц

При помощи всего лишь одной таблицы второго уровня можно охватить 4 Мбайт (4 Кбайт x 1024) оперативной памяти. Таким образом, для размещения процесса с большим объемом занимаемой памяти достаточно иметь в оперативной памяти одну таблицу первого уровня и несколько таблиц второго уровня. Очевидно, что суммарное количество строк в этих таблицах много меньше 220. Такой подход естественным образом обобщается на три и более уровней таблицы.

Наличие нескольких уровней, естественно, снижает производительность менеджера памяти. Несмотря на то, что размеры таблиц на каждом уровне подобраны так, чтобы таблица помещалась целиком внутри одной страницы, обращение к каждому уровню – это отдельное обращение к памяти. Таким образом, трансляция адреса может потребовать нескольких обращений к памяти.

Количество уровней в таблице страниц зависит от конкретных особенностей архитектуры. Можно привести примеры реализации одноуровневого (DEC PDP-11), двухуровневого (Intel, DEC VAX), трехуровневого (Sun SPARC, DEC Alpha) пейджинга, а также пейджинга с заданным количеством уровней (Motorola). Функционирование RISC-процессора MIPS R2000 осуществляется вообще без таблицы страниц. Здесь поиск нужной страницы, если эта страница отсутствует в ассоциативной памяти, должна взять на себя ОС (так называемый zero level paging).

ПК выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п.

Эти операции используются для работы с любой программой, поэтому целесообразно из всего многообразия операций, выполняемых ПК, выделить типовые и реализовать их с помощью специализированных программ, которые следует принять в качестве стандартных средств, поставляемых вместе с аппаратной частью.

Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, входят в состав комплекса программ, называемого операционной системой .

Операционная система (ОС) – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

Функции операционной системы многообразны, постоянно расширяются за счет введения дополнительных программ и модификации старых.

Операционная система образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда.

Для работы с ОС необходимо владеть языком этой среды – совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом языка.

ОС выполняет следующие функции :

управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием;

управление выполнением программ;

организация хранения информации на внешних носителях;

взаимодействие пользователя с ПК (поддержка интерфейса пользователя).

Обычно ОС хранится на жестком диске, а при его отсутствии выделяется специальный гибкий диск, который называется системным диском . При включении компьютера ОС автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место.

ОС определяет общие правила запуска программ, управления данными и доступа к ресурсам компьютера.

ОС для ПК подразделяются на:

одно - имногозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

одно - имногопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с ОС);

непереносимые ипереносимые на другие типы компьютеров;

несетевые исетевые , обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.

2.2. Развитие операционных систем персональных эвм

За более чем 30-летнюю историю использования ПК сменилось несколько поколений ОС.

Наиболее широко распространенной и универсальной ОС для большинства типов ЭВМ в 1970-80 гг. являлась многозадачная и многопользовательская операционная система UNIX , разработанная компаниейBell Labs (одно из подразделений компанииAT&T ). В настоящее времяUNIX используется преимущественно в высокопроизводительных системах - серверах и мощных рабочих станциях.

Первой распространенной ОС для 8-разрядных ПК, основанных на микропроцессоре Intel 8080 , стала в 70-е годы системаCP/M-80 фирмыDigital Research .

Основной ОС компьютеров IBM PC и совместимых с ними, изначально основанных на микропроцессоре Intel 8088 , а в дальнейшем - на последующих моделях микропроцессоров Intel, стала (с 1981 г.) 16-разрядная однозадачнаяMS-DOS (Microsoft Disk Operating System ). Кстати,MS-DOS не была оригинальной разработкой компанииMicrosoft– она лишь доработала ОС под названиемQDOS , созданную компаниейSeattle Computer Products . Позднее появились клоны, совместимые с MS-DOS, такие, какPC-DOS фирмыIBM ,DR-DOS фирмыDigital Research (впоследствии стала продуктом фирмыNovell под маркойNovell DOS ).

Попыткой уйти от стандарта MS-DOS была совместно разработанная фирмами Microsoft иIBM операционная системаOS/2 (1987 г.). С 1990 г. фирмаMicrosoft отошла от разработки OS/2 и полностью сконцентрировалась на линии операционных системWindows . Многооконный интерфейсWindows быстро завоевал популярность во всем мире и фактически стал промышленным стандартом, а различные версии этой ОС установлены в настоящее время на подавляющем большинстве ПК.

Разработка графической оболочки Windows для ОСMS - DOS началась в 1981 г. В 1985 г. была выпущенаWindows 1.0 , а позднее в 1987 г. –Windows 2.0 , которые из-за отсутствия пользовательских приложений не получили широкого распространения. К концу 80-х годов такие приложения (текстовые процессоры, процессоры электронных таблиц, системы управления базами данных и др.) появились на рынке и сразу жеMicrosoftвыпускает системуWindows 3.0 (1990 г.). В 1992 г. выпускается версияWindows 3.1 , которая как и практически идентичная ейWindows 3.11 (1993 г.), работала только в стандартном и 386-м расширенном режимах. В 1993 г.Microsoftвыпускает систему для работы в одноранговых сетяхWindows for Workgroups 3.11 .

В августе 1995 г. компания Microsoft выводит на рынок полноценную 32-разрядную многозадачную ОС Windows 95 , обладающую рядом несомненных достоинств по сравнениюс MS-DOS. В состав этой ОС в качестве подсистемы была включенаMS-DOS 7.0 , служащая для обеспечения совместимости с предыдущими версиями MS-DOS. ВWindows 95 впервые был интегрирован программно-драйверный комплексDirectX , предоставляющий приложениямWindowsпрямой доступ к аппаратным устройствам ПК – звуковой плате, видеоплате и т.п. Другая система –ActiveMovie– обеспечивала поддержку воспроизведения различных мультимедийных файлов. Windows 95 могла автоматически распознавать большое количество комплектующих и обладала развитым механизмом настройки и конфигурации.

Летом 1996 г. свет увидела версия Windows 95 OSR 2 (OES Service Release ), предназначенная только для поставки вместе с готовыми компьютерами, в которой были исправлены многие ошибки предшествующей версии. Однако основным прорывом явился переход к более совершенной файловой системе –FAT32, позволяющей сэкономить место на диске.

На смену этой системы в 1998 г. приходит Windows 98 , основное отличие которой отWindows 95 состояло в тесной интеграции с Интернетом: в новой ОС была окончательно стерта разница меж ирной паутины (WWW –World Wide Web ) – основным средством работы с информационными объектами становится Проводник (Explorer ). Расширились и возможности управления интерфейсом

Последней ОС с использованием DOS-ядра в линейке систем Windows 9x явилась система для пользователей домашних ПК –Windows Millennium Edition (Windows Me) , появившаяся в продаже в сентябре 2000 г. Нововведением стали: усовершенствованный браузерInternet Explorer 5.5 , расширенный пакет драйверовDirectX 7.1 , универсальный проигрывательMicrosoft Media Player , поддержка цифровых устройств ввода (фото- и видеокамер, сканеров). Серьезные изменения претерпела система безопасности самой ОС – в составWindows Me вошел ряд новых инструментов обеспечения сохранности конфигурации и системных файлов.

Многозадачные 32-разрядные ОС на базе ядра NT (New Technology ) , обеспечивающего повышенную надежность, появились в 1993 г.:Windows NT Workstation иWindows NT Server . Эти ОС были ориентированы на корпоративных пользователей, работали в расширенном режиме и могли поддерживать несколько параллельно работающих микропроцессоров (МП).

Логическим продолжением Windows NT сталаWindows 2000 - многозадачная ОС, способная поддерживать до 32 параллельно работающих МП и ориентированная, прежде всего, на работу с бизнес-приложениями. Официальный выпуск «коробочной» версии состоялся в феврале 2000 г. ОС выпускалась в следующих вариантах -универсальном (Windows 2000 Professional ) исерверных (Windows 2000 Server ,Advanced Server иDataCenter Server ). Унаследовав защищенность, отличные сетевые возможности и сервисыNT,Windows 2000 стала удобней и дружественней пользователю.

В феврале 2001 г. была представлена Windows XP – ОС, известная какWhistler в период разработки (символыXP являются сокращением от англ.eXPerience -опыт ), обладающая повышенной защищенностью, вытесняющей многозадачностью, интегрируемостью с Интернетом и т.д. Под именемWindows XP миру была явлена целая линейка ОС: корпоративныеWindows XP иServer Windows XP Professional , и «домашняя»Windows XP Home . Внутреннее устройство новой версии Windows не претерпело значительных изменений со времен Windows 2000, однако появилось ряд нововведений – встроенная система распознавания голосовых команд, переход к поддержке 64-разрядных приложений, широкая возможность настройки пользовательского интерфейса, поддержка записиCD-R/RWна уровне самой ОС и др.

В конце 2002 г. Билл Гейтс заявил, что все силы компании Microsoftбудут брошены не на шлифовку рюшечек, а на обеспечение стабильности и безопасности своих продуктов. И первым продуктом, созданным в соответствии с этим принципом, стала ОСWindows Server 2003 – серверная, 64-разрядная, многозадачная ОС, способная централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, появившаяся на рынке в начале 2004 г. ПК, оснащенный такой ОС, может выступать в качестве файлового сервера и сервера печати; веб-сервера и веб-сервера приложений; почтового сервера; сервера терминалов; сервера удаленного доступа/сервера виртуальной частной сети (VPN ); сервера службы каталогов, системы доменных имен (DNS ), сервера протокола динамической настройки узлов (DHCP ) и службыWindows Internet Naming Service (WINS ); сервера потокового мультимедиа-вещания.

Семейство Windows Server 2003 включает следующие варианты:Standard Edition (сетевая ОС для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации),Enterprise Edition (ОС, удовлетворяющая общим ИТ-требованиям предприятий любого размера и обеспечивающая работу любых приложений, веб-служб и инфраструктур),Datacenter Edition (ОС для ответственных бизнес-приложений и для приложений, используемых в решении важнейших задач, требующих масштабируемости и доступности высокого уровня) иWeb Edition (ОС, предназначенный для использования в качестве веб-сервера).

64-разрядные версии Windows Server 2003 Enterprise Edition иWindows Server 2003 Datacenter Edition могут использоваться только в системах на базе 64-разрядных МПIntelItanium. Они не могут быть установлены на компьютеры с 32-разрядными процессорами.

В конце 2002 г. Microsoftначала работу над новой ОС, названнойWindows Longhorn , бета-версии которой появились во второй половине 2004 г. В 2005 г. компания объявила, что коммерческая версия появится в 2006 г. под торговой маркойWindows Vista . Революционным новшеством является поддержка новой файловой системыWinFS , имеющей больше сходства с классической базой данных. А это значит, что традиционная древообразная структура папок уходит в историю – при работе сVista будет совершенно безразлично, где именно на диске расположен файл. Его можно найти с помощью усовершенствованного поискового механизма, работающего на основе стандартных для баз данных запросов. На смену папкам с фиксированным набором файлов приходят «виртуальные» папки, объединяющие файлы на основе выбранных пользователем критериев. При таком подходе поиск файлов и открытие папки на деле станет обозначать одну и ту же операцию. Примерно так же организован Интернет и его поисковые системы: пользователю совершенно безразлично, что нужные документы могут быть разбросаны по всему свету. Главное – в случае необходимости их всегда можно вызвать с помощью поисковиков.

Другим ключевым нововведением Vista является улучшенная система защиты под названиемPalladium, которая берет на себя функции брандмауэра, системы шифрования информации, почтового фильтра и антивируса.

Новая ОС по-настоящему интернациональна: превратить Vista из англоязычной в украиноязычную (или на любой другой язык) можно с помощью специального языкового пакета.

И наконец, изменился интерфейс. Он стал истинно трехмерным благодаря использованию 3D-технологий.

Сравнительные характеристики современных операционных систем персональных компьютеров приведены в табл. 1.

Обзор альтернативных ОС для персональных компьютеров приведен в приложении 1.

Таблица 1. Сравнение современных операционных систем персональных компьютеров

Программа – четкая, подробная и упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи. Процесс ее создания представляется как последовательность этапов постановки задачи, ее алгоритмизации и программирования.

Основными характеристиками программ являются: алгоритмическая сложность, состав и глубина проработки реализованных функций обработки, полнота и системность функций обработки, объем файлов программ, требования к операционной системе и техническим средствам обработки со стороны программного средства, объем дисковой памяти, размер оперативной памяти для запуска программ, тип процессора, версия операционной системы, стоимость и др.

Для поддержки информационной технологии выделяются три класса программных продуктов: системное программное обеспечение (совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ),пакеты прикладных программ (комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области) иинструментарий технологии программирования (совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов).

Операционная система – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

ОС для ПК подразделяются на одно- и многозадачные, одно- и многопользовательские, непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров, несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.

Многие из представленных на странице "Хронология операционных систем" программных продуктов относятся к двум классам: проприетарные и свободные. Первые получили название от английского proprietary – "собственнические", т.е. относятся к программному обеспечению, которое имеет собственника. Такое программное обеспечение находится не в "общественном использовании", а в монопольном.

В этой части монографии анализируются пути развития двух представителей операционных систем: семейства UNIX /Linux и продуктов фирмы Microsoft. Первое из них имеет как проприетарные, так и свободно распространяемые версии. Вторые же являются антагонистом свободных программ.

Семейство операционных систем UNIX уникально по нескольким причинам [ , ]:

• оно является долгожителем и, претерпев многочисленные изменения, "завоевало" разнообразную аппаратуру;
• при переходе UNIX на другие аппаратные платформы возникали интересные задачи, решение которых принесло много нового в компьютерные технологии;
• на одной из версий UNIX были реализованы протоколы обмена данными в компьютерных сетях с разной аппаратной платформой, что позволяет считать UNIX предвестницей сегодняшнего Интернета, а также основой для широкого развития локальных сетей;
• авторы ее первых версий создали язык программирования высокого уровня С, который можно назвать (с учетом его последующего совершенствования) самым распространенным среди разработчиков;
• использование этого языка дало возможность принять участие в разработке операционной системы тысячам специалистов;
• появившиеся в семействе UNIX свободно распространяемые операционные системы внесли много нового в представление о том, как разрабатывать и распространять программы для компьютеров.

Очень большое влияние на все стороны информационных технологий оказала и продолжает оказывать операционная система Linux, первоначально являвшаяся лишь вариантом UNIX . Она завоевала широкую популярность и сегодня перенесена на разные аппаратные платформы, как и ее предшественница. В дальнейшем будем использовать термин "операционные системы семейства UNIX /Linux". Отметим, что часто Linux отделяют от UNIX , сравнивая достижения этой операционной системы со всеми остальными конкретными версиями этого семейства.

Рассмотрение истории и генеалогии UNIX /Linux интересно само по себе, но ее знание необходимо специалистам в области компьютерных технологий. Вот, например, что пишет по этому поводу автор книги, в которую вошли две программы подготовки системных администраторов операционной системы Solaris : "Как системный администратор Вы должны понимать историю операционной системы UNIX – откуда она произошла, как создавалась и чего достигла на сегодняшний день". Но в материале данной книги поднимаются и другие вопросы, что делает ее полезной и другим специалистам. В первую очередь , это – разработчики программного обеспечения.

Работа над программным комплексом МULTICS затянулась, и сотрудники Веll Labs вышли из проекта. Но в отличие от других Томсон продолжил работу по написанию операционной системы в своей компании. Позже к нему присоединился сначала Ритчи, а затем и другие сотрудники отдела. Можно сказать, что UNIX начиналась группой программистов, но основную роль среди разработчиков первых версий играл Кен Томпсон. Сначала, правда, в ближайшем окружении Кена родилось другое название системы – UNICS (Uniplexed Information and Computing System ). Оно напоминало об участии в проекте МULTICS, но не ориентировалось на многопользовательскую систему (МULTICS – МULTiplexed, но UNICS – Uniplexed). В скором времени UNICS превратилось в UNIX .

Вернемся к непосредственному рассмотрению истории создания операционной системы UNIX . Первые ее версии были написаны на языке программирования ассемблер для компьютеров PDP [ , ]. Она содержала подсистемы управления процессами и файлами, а также небольшой набор утилит.

В эти годы Томпсон работал над транслятором для FORTRAN’а. Но у него получился новый язык программирования B. Последний был интерпретатором, и, как следствие этого, не очень эффективным. Переработав его, Деннис Ритчи создал язык C, транслирующий исходный текст в машинный код, что повысило эффективность разрабатываемых программ . Этот язык программирования занимает промежуточное положение между языком, близким к машинным командам и позволяющим разрабатывать "быстрые" программы, и языком программирования высокого уровня (более удобным в использовании).

Приведем информацию из книги , описывающую, как появился язык программирования С. "Что это значит на самом деле, что скрывается за этими немного трафаретными словами: язык С разработан американским ученым Деннисом Ритчи? В действительности это означает, что в 1970 г. Денном Ритчи был изобретен и реализован новый язык С. Ему суждено было большое будущее. Как это произошло? Язык C использует многие важные концепции и конструкции двух предшествовавших ему языков BCPL и B, а также добавляет типы данных и другие свойства".

Язык BCPL разработан в 1967 году Мартином Ричардом как язык написания компиляторов программного обеспечения операционных систем. Автором языка B был Кен Томпсон – выдающийся программист. Он предусмотрел много возможностей в языке B и использовал его в 1970 году для создания одной из ранних версий операционной системы UNIX в Bell Laboratories на компьютере фирмы DEC PDP -7. Оба упомянутых языка – BCPL и B – были "нетипичными" языками программирования. Так, например, при обработке элемента данных целого или действительного типа значительная часть работы все еще падала на плечи программиста. Язык C приобрел широкую известность как язык разработки операционной системы UNIX . Сегодня фактически все новые операционные системы написаны на С или на С++.

Джой сформировал собственный дистрибутив UNIX , названный BSD (Berkeley Software Distribution – дистрибутив программного обеспечения Беркли). С его именем связано появление текстового редактора vi , командного интерпретатора c (она выполняла функции оболочки операционной системы, а не компилятора языка программирования), использование виртуальной памяти (позволяющей загружать программы большего размера, чем свободная физическая память ). Позже он стал одним из основателей

Информатика - Операционная система (ОС ) - Основные задачи ОС - Интерфейс пользователя - Характеристики, оболочки

Операционная система (ОС) - это совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратными ресурсами компьютера, поддержка выполнения программ, взаимодействие программ с аппаратной частью, другими программами и пользователем.

ОС является базовым ПО, без которого ЭВМ не может работать. Поэтому любой тип ЭВМ комплектуется ОС. Обычно имеется несколько разновидностей ОС, ориентированных на один и тот же тип ЭВМ. Основная часть ОС ядро загружается в оперативную память при включении компьютера и находится там постоянно в течение всего периода работы ЭВМ (т. е. резидентно).

Прикладные программы могут работать только в среде какой-либо операционной системы. Для каждой разновидности ОС разрабатывается свой набор прикладных программ (приложений).

Ситуация, когда программа, разработанная для одной операционной системы может выполняться в среде другой ОС непосредственно, встречается нечасто. Чаще программные продукты, ориентированные на какую-то конкретную ОС не могут функционировать в среде другой ОС (программная несовместимость).

Основное назначение операционной системы - это связь между программными продуктами и непосредственно "железом" компьютера. Операционная система делает программы в определенной степени независимыми от конкретной модификации машины и установленного на ней оборудования. Она также позволяет "сказать" пользователю, что он хочет от компьютера.

В операционной системе приняты некоторые соглашения и ограничения, действующие для того, чтобы она смогла "понять" желания пользователя. Диалог с операционной системой чем-то похож на разговор с глупым, непонятливым, но исполнительным слугой. Она понимает тебя только тогда, когда ты ей скажешь, где что лежит и что с этим надо делать, причем, если сказать это неточно, то она может сделать совсем другое или отказаться делать что-либо вообще.

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.

Интерфейс пользователя

Кроме управления ресурсами и поддержки работы программ ОС представляет пользователю возможность управлять компьютером в режиме диалога. Это происходит при помощи интерфейса пользователя.
Интерфейс пользователя - составляющая программного продукта, обеспечивающая диалоговое взаимодействие между программой и пользователем.

Простейшая разновидность ИП - интерфейс командной строки. Он предполагает управление компьютером посредством ввода команд с клавиатуры.

Ярким примером служит коммандная строка в MS-DOS:

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

1 файл скопирован

Более удобный вид ИП - текстовый оконный интерфейс. Он не требует набора команд на клавиатуре, а сводит управление к нажатию отдельных клавиш или кнопок мыши при выборе управляющих действий в меню и диалоговых окнах.

Примером может служить инструментальная оболочка Borland Pascal:

Наиболее современным является графический оконный интерфейс, соединяющий в себе развитые диалоговые средства оконного интерфейса (системы меню, диалоговые окна, панели инструментов, пиктограммы и др.) с большими изобразительными возможностями графического режима.

Примером может служить окно папки "Мой компьютер":

----

Характеристики ОС

1. разрядность (для ПЭВМ 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные ОС);

2. число программ, одновременно выполняемых под управлением ОС (одно - и многозадачные ОС).
Многозадачные ОС поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, работающих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Многозадачность бывает корпоративная и вытесняющая.
При наличии корпоративной многозадачности приложения совместно используют процессор, периодически передавая его друг другу. Если какое-то приложение откажется освободить процессор, система ничего не сможет с этим поделать.
Если используется вытесняющая многозадачность, то операционная система полностью контролирует все приложения и распределяет между ними процессорное время, тем самым сильно понижая вероятность "зависания" системы при ошибках в работе программ.
Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени;

3. многопоточность - это технология, позволяющая приложением должным образом осуществлять многозадачное выполнение своих процессов. Процесс - любая задача или деятельность, инициируемая программой. Одна программа может выполнять несколько процессов одновременно;

4. тип пользовательского интерфейса: интерфейс командной строки, текстовый оконный интерфейс, графический оконный интерфейс пользователя (ИКС, ТИП, ГИП);

5. требование к аппаратным ресурсам;

6. производительность;

7. надежность (устойчивость в работе, защищенность данных от несанкционированного доступа);

8. обеспеченность прикладными программами;

9. наличие сетевых возможностей (сетевые, локальные ОС);
Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным при обеспечении их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов;

10. количество поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные;
Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают использование нескольких процессоров для решения одной задачи;

11. открытость операционной системы, заключается в том, что компоненты ОС доступны в исходных кодах для любого пользователя.

12. способ использования оперативной памяти;
Различают два способа работы с памятью: линейный адресный - ОС работает со всей системной памятью, как с единым непрерывным пространством; сегментарный - ОС работает с небольшим объёмом доступной без специальных средств оперативной памяти.

Наиболее распространенные ОС для ЭВМ

Основными характеристиками операционных систем являются:

Первый представитель этого семейства - система MS- DOS (Microsoft Disk Operating System-дисковая операционная система фирмы Microsoft)была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM PC.
Операционные системы семейства DOS являются однозадачными 16 разрядными и обладают следующими особенностями:

Интерфейс командной строки
Модульность структуры, упрощающая перенос системы на другие типы ЭВМ
Небольшой объём доступной без специальных средств оперативной памяти(640 Кбайт)
Низкие аппаратные требования, большой объём прикладных программ.

Существенным недостатком операционных систем семейства DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС, а также низкая надёжность, отсутствие сетевых возможностей. В настоящее время MS DOS входит в состав OC Windows 95.

НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ MS-DOS

Сама операционная система MS-DOS (да и любая другая операционная систем тоже) состоит из нескольких частей:

Загрузчик операционной системы - это небольшая программа, хранящаяся в первом секторе любой системной дискеты (дискеты с записанной на ней операционной системой) или винчестера, которая загружает в память два системных файла io.sys и msdos.sys. Именно загрузчику операционной системы передает управление BIOS при начальном старте машины.

Файлы io.sys и msdos.sys при работе постоянно находятся в памяти компьютера: io.sys осуществляет дополнение базовой системы ввода-вывода в зависимости от потребностей данной версии операционной системы, a msdos.sys реализует все стандартные функции данной версии. Помимо этого, msdos.sys загружает в память командный процессор.

Командный процессор (файл command.com) обслуживает работу системы с пользователем. Он сам выполняет часть команд операционной системы (эти команды называются внутренними), а при вызове внешних команд или выполнении других программ передает им управление, по окончанию их работы снова берет управление на себя и выгружает отработавшую программу из памяти.
Внешние команды операционной системы представляют из себя отдельные программы, выполняющие какие-либо сервисные функции.

Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, их основное назначение - расширение возможностей отдельных устройств компьютера (например, памяти), подключение дополнительного оборудования (скажем, мыши) и обеспечение нормальной работы нестандартных устройств.

Рассмотрим теперь принципы организации хранения информации в компьютере.

Оболочки операционных систем

Оболочкой ОС называют надстройку над операционной системой, существенно облегчающую работу пользователя и предоставляющую ему ряд дополнительных сервисных услуг.

Оболочки операционных систем обеспечивают:

* создание, переименование, копирование, пересылку, удаление и быстрый поиск файла в текущем каталоге диска или на всех дисках компьютера;
* просмотр, создание и сравнение каталогов;
* просмотр, создание и редактирование текстовых файлов;
* архивацию, обновление и разархивацию архивных файлов и просмотр архивов;
* синхронизацию каталогов, расщепление и слияние файлов;
* поддержку связи двух компьютеров через последовательный или параллельный порты;
* форматирование и копирование дискет, смену метки дискеты и метки тома для жестких дисков, а также чистку дисков от ненужных файлов;
* запуск программ.

Наибольшую популярность среди пользователей получила оболочка Norton Commander (NC). Этот программный продукт позволяет видеть файлы и каталоги на двух постоянно отображаемых панелях нескольких типов и удобно манипулировать файлами с помощью функциональных клавиш и мыши.

Оболочка DOS Navigator полностью копирует исходную идею NC, но имеет дополнительные функции. Она поддерживает работу с большим количеством архиваторов, позволяет выделять файлы различных типов цветом, имеет более удобные средства для межкомпьютерной связи через модем.

Графические оболочки для Windows - Dash Board for Windows, Dash Board for Windows 95, DeskBar 95 for Windows 95 - позволяют пользователю быстро создавать меню запуска программ и вызова документов, а также контролировать использование системных ресурсов.

Оболочки Shez и RAR предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в среде MS-DOS. Оболочки WinRAR и WinZiр предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в графической среде. Оболочки NDOS, Norton Desktop for Windows предназначены для управления файлами.

Дата публикации: 01.10.2010 10:34 UTC

Теги: :: :: :: :: :: :.