Перспективы операционных систем и сетей. Новые тенденции в развитии ОС

В данной заключительной лекции курса рассмотрены следующие вопросы: обзор других современных ОС, не рассмотренных подробно в курсе (фирм IBM, HP, Oracle/Sun и др.); современные тенденции в развитии ОС; графические оболочки ОС; поддержка распределенных, параллельных, облачных вычислений в ОС; развитие сетей: 3G, 4G, WiMAX; перспективы ОС и сетей.

    Введение

    Операционные системы других крупных фирм

    Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun

    Современные тенденции в развитии ОС

    Новые ОС семейства Windows

    Новые тенденции в развитии ОС

    Графические оболочки ОС

    Поддержка параллельных вычислений

    Развитие беспроводных сетей

    Перспективы развития ОС

    Ключевые термины

    Краткие итоги

    Набор для практики

    • Упражнения

      Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

      Заключение

Введение

Данная лекция завершает курс по современным ОС. В ней суммируются тенденции развития современных ОС, дается обзор ОС, не рассмотренных в курсе, намечаются перспективы развития ОС и сетей.

Операционные системы других крупных фирм

В данном курсе рассмотрены как теоретические основы современных ОС, так и наиболее распространенные семейства ОС – Windows и Linux, а также дан обзор ОС для мобильных устройств и ОС для облачных вычислений. Имеется целый ряд весьма интересных и распространенных линий развития ОС, не нашедших подробного отражения в курсе. Это прежде всего операционные системы крупных фирм:

    IBM – в 1960-х – 1970-х гг. гг. разработала OS IBM 360 / 370; затем – ОС для персональных компьютеров OS/2; в настоящее время наиболее современными ОС этой фирмы являются z/OS и z/VM;

    Apple – с начала 1980-х гг. развивает семейство ОС MacOS , характеризующееся улучшенным графическим пользовательским интерфейсом (см. раздел MacOS );

    Oracle / Sun – c начала 1980-х гг. фирма Sun развивает ОС Solaris , развитие UNIX (см. раздел Solaris );

    Hewlett-Packard – развивает собственный диалект UNIX – систему HP/UX (см. раздел HP-UX );

    Novell – одна из ведущих фирм в области сетевых технологий; развивает семейство сетевых операционных систем: NetWare ; в настоящее время - Open Enterprise Server (сетевая ОС, включающая все сетевые возможности NetWare и возможности распространенного диалекта Linux - openSUSE ).

Это далеко не полный перечень коммерческих и исследовательских ОС, включающий сотни наименований.

Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun

Она является развитием UNIX (линия Solaris 1.x – развитием диалекта UNIX BSD, линия Solaris 2.x – развитием диалекта UNIX AT&T SVR4). Автор имеет 10-летний опыт работы в системе Solaris, которая, по нашему личному опыту, весьма удобна и надежна и имеет удобные инструменты разработки программ. В различных разделах курса мы уже касались многих особенностей Solaris, таких, как поддержка многопоточности. Аппаратные платформы, поддерживаемые ОС Solaris, SPARC, x86, IA-32 и x64. В 1990-х гг. многие фирмы-пользователи предпочитали использовать именно Solaris как серверную ОС, а в качестве серверов – компьютеры SPARC фирмы Sun. Важным преимуществом Solaris является используемое в этой системе семейство оптимизирующих компиляторов Sun Studio (C, C++, Fortran), в разработке которых в 1990-х гг. автор принимал активное участие. В настоящее время компиляторы Sun Studio работают также на ОС Linux. Весьма интересным и мощным инструментом, доступным в системе Solaris, является jтладчик распределенных приложений DTrace. Новая файловая система ОС Solaris - ZFS (Zetabyte File System поддерживающая большие объемы файлов и возможность криптования информации в файлах с целью ее защиты. Система Solaris имеет мощную поддержку многопоточности и синхронизации потоков, а также удобную поддержка симметричного мультипроцессирования (SMP-архитектур). Используемые в системе Solaris графические оболочки - Common Desktop Environment (CDE), GNOME, Java Desktop ; в 1990-х гг. использовалась также графическая оболочка OpenWindows .

Для студентов, аспирантов и преподавателей поддерживается проект OpenSolaris – академический исследовательский проект по ОС на основе открытых исходных кодов Solaris. Его результаты дадут возможность улучшить новые версии коммерческой ОС Solaris.

Разработчиком MacOS является фирма Apple - законодатель мод в области GUI, начиная с 1980-х гг. Ключевой идеей MacOS с самого начала является разработка и развитие ОС только на основе графического пользовательского интерфейса - "ОС без командной строки". Аппаратная платформа MacOS – всевозможные семейства компьютеров Macintosh фирмы Apple (наиболее популярные среди рабочих станций в США), а также PowerPC – рабочая станция RISC-архитектуры, совместно разработанная Apple, IBM и HP. Диалекты (версии) MacOS различаются по своему подходу к реализации, хотя для пользователя, благодаря, удобному графическому интерфейсу, эти различия могут быть незаметны. Класическая MacOS (classic MacOS) - оригинальная разработка фирмы Apple; новая линия MacOS X – развитие ОС MacOS Classic и ОС NeXTSTEP (UNIX-подобной ОС), т.е. она является UNIX-совместимой.

Разработчиком ОС HP-UX Hewlett-Packard. Это UNIX-подобная 64-битовая ОС (одна из первых 64-битовых ОС в истории). Ее аппаратная платформа - рабочие станции фирмы HP. В системе HP-UX используется оригинальная виртуальная файловая система: Veritas File System (Vx-Fs) использующая представление файлов на основе расширений (extents) - см. "Виртуальные файловые системы (VFS). Реализации файловых систем. Сетевая файловая система NFS" .

Современные тенденции в развитии ОС

На основе опыта использования многих современных ОС, можно выделить следующие основные тенденции в их развитии.

Графические оболочки . Любая современная ОС имеет графический пользовательский интерфейс, причем (по вполне понятным причинам острой конкуренции между фирмами-разработчиками) графические оболочки для всех ОС примерно одинаковы по возможностям. Подчас пользователю трудно сориентироваться, в какой именно ОС он работает, хотя для конечных пользователей (непрограммистов), по-видимому, такая унификация удобна.

Поддержка новых сетевых технологий и Web-технологий . Сети и Интернет активно развиваются. Появляются новые стандарты и протоколы – IPv6, HTML 5 (для облачных вычислений) и т.д. Современные ОС развиваются в направлении поддержки всех новых сетевых технологий.

Усиленное внимание к механизмам безопасности и защиты . Во многом благодаря инициативе Trustworthy Computing, начатой фирмой Microsoft в 2002 г. (она подробно рассмотрена в предыдущих лекциях), а также ввиду все усиливающейся киберпреступности, все современные ОС уделяют повышенное внимание безопасности: при просмотре веб-страниц браузеры выполняют их проверку на отсутствие phishing; загрузки и инсталляции программ из сети выполняются только с явного согласия пользователя и т.д.

Поддержка многопоточности и многоядерных процессоров . Ввиду широкого распространения многоядерных процессоров, все современные ОС имеют библиотеки программ, поддерживающие эту возможность аппаратуры. Именно благодаря многоядерной архитектуре, становится реально возможным параллельное выполнение потоков (threads).

Поддержка распределенных и параллельных вычислений . Современные ОС имеют в своем составе высокоуровневые библиотеки, позволяющие разрабатывать параллельные алгоритмы решения задач – например, поддерживающие стандарты параллелизма OpenMP и MPI.

Виртуализация ресурсов и аппаратуры . Современные ОС имеют в своем составе средства виртуализации, позволяющие выполнять приложения для других платформ в изолированных виртуальных машинах, в которые могут быть инсталлированы другие операционные системы.

Развитие файловых систем с целью защиты информации и значительного увеличения размера файлов (для мультимедиа). Современные требования обработки мультимедийной информации приводят к тому, что старые файловые системы (например, FAT) оказываются недостаточными для хранения мультимедийных файлов. Например, максимальный размер файла в системе FAT – 4 гигабайта – легко может быть превышен при переписи на компьютер цифровой видеопленки длительностью 10-15 минут. Поэтому разрабатываются новые файловые системы, допускающие хранение очень больших файлов, например, система ZFS в ОС Solaris. Другим требованием является обеспечение конфиденциальности информации, которое приводит к необходимости реализации в файловых системах возможности криптования (которая реализована, например, в файловой системе ZFS).

Поддержка облачных вычислений – совсем новая тенденция в развитии ОС, начало которой положила "облачная" ОС Windows Azure фирмы Microsoft (см. "ОС для облачных вычислений (cloud computing). Windows Azure" ).

Новые ОС семейства Windows

Приведем краткий обзор возможностей новых ОС семейства Windows, не нашедших подробного отражения в курсе.

Windows Vista имеет следующие новые возможности: новый стиль GUI (Windows Aero); встроенний инструментарий.NET Framework 3.0, обеспечивающий исполнение управляемого кода.NET; единую систему поиска информации WinFS; средства управления безопасностью приложений (в частности, запуск инсталляционных приложений только с явного согласия пользователя); подсистемы Windows Presentation Foundation (поддержка современного развитого GUI), Windows Communication Foundation (поддержка современных коммуникационных технологий с помощью сервисов); Windows Workflow Foundation (также называемая CardSpace ) – поддержка аутентификации пользователей, планирования и организации работ.

Windows Server 2008 – наиболее современная верверная ОС семейства Windows. Она предоставляет: поддержку новой версии Интернет-протокола IPv6; улучшенную поддержку сетей; поддержку параллельного программирования; новый мощный командный процессор Windows PowerShell ; средства виртуализации и эмуляции приложений с помощью технологии Hyper-V .

Windows 7 - наиболее новая на данный момент (2010 г.) ОС серии Windows. Она предоставляет поддержку нового вида пользовательского интерфейса - multi-touch; средства кэширования Интернет-трафика (Branch cache ); уникальный набор фоновых рисунков рабочего стола для каждой страны; улучшенную поддержку драйверов устройств; более гибкие настройки безопасности и брандмауэра; развитие GUI-интерфейса Aero, впервые реализованного в Windows Vista.

Новые тенденции в развитии ОС

Проект Midori. Midori - проект Microsoft Research, который начат в начале 2000-х гг. под названием Singularity . Midori – исследовательская ОС, реализованная на управляемом коде (managed code являющемся основой платформы.NET и обеспечивающем полный контроль типов, безопасности и др., что значительно повышает надежность и безопасность кода. Однако до Midori разработчики ОС предпочитали менее надежные, но более эффективные способы реализации ОС на языках C и C++, так что, на наш взгляд, Midori – весьма смелый эксперимент. На управляемом коде в ОС Midori реализованы, в том числе, и ядро ОС, и драйверы устройств. Midori предоставляет эффективная поддержка распалаллеливания, что особенно важно при современных тенденциях развития аппаратных платформ. Для повышения безопасности выполнения приложений Midori обеспечивает их защита на основе исполнения каждого приложения в своей отдельной "песочнице" (sandbox Одна из основных особенностей Midori – то, что она явл яется Интернет-ориентированной ОС . В будущем не исключен переход развития ОС фирмы Microsoft с платформы Windows на новую платформу Midori.

Графические оболочки ОС

Как уже отмечалось, графическая оболочка имеется у каждой современной ОС. Графические оболочки ОС предоставляют следующие основные возможности.

Удобный графический пользовательский интерфейс .

Возможность выполнить любые системные настройки с помощью GUI . Следует, по нашему личному опыту, особо отметить в этом отношении графические оболочки ОС Linux.

Поддержка новых тенденций в развитии интерфейсов – multi-touch, Tablet PC и др.

Унификация графических оболочек для различных ОС . В разных операционных системах используются графические оболочки CDE, KDE, GNOME. Возможно, в ближайшем будущем их список расширится.

Отметим, что оболочки для разных ОС практически неотличимы (все они имеют, например, кнопку Start, папку My Documents и т.д.), что удобно для конечных пользователей, так как упрощает изучение рабочей среды.

Однако, с нашей точки зрения, использование только графических оболочек (без изучения командных языков и конфигурационных файлов) снижает уровень подготовки системных программистов. При изучении ОС программистам, в особенности – системным, следует иметь это в виду. В этом отношении полезные навыки специалисту дает использование ОС типа UNIX – прежде всего, знание командных языков и конфигурационных файлов.

Поддержка параллельных вычислений

Все современные ОС предоставляют библиотеки для разработки параллельных алгоритмов с использованием возможностей аппаратуры. Они поддерживают следующие основные виды, стандарты и инструменты параллелизма:

    OpenMP - прагматы для распараллеливания программ для компиляторов с различных языков;

    MPI (Message Passing Interface) – параллельное выполнение программ, взаимодействующих с помощью передачи сообщений.

ОС фирмы Microsoft поддерживают стандарт OpenMP. Имеются также библиотеки MPI.NET, поддерживающие стандарт MPI, а также библиотеки ParallelFx. Фирма Microsoft выпустила специальную версию операционной системы - Windows High Performance Computing (HPC) 2008, поддерживающую параллельное программирование.

Развитие беспроводных сетей

Важной современной тенденцией является развитие все более и более высокопроизводительных беспроводных сетей, которое находит свое отражение и в развитии операционных систем. Выделим следующие перспективные сетевые технологии.

WiMAX – региональные беспроводные сети на основе технологии Wi-Fi (беспроводной радиосвязи по стандартам IEEE.802.11) производительностью до 1 Гбит / с.

3G – мобильная связь третьего поколения на основе стандартов CDMA и UMTS (быстродействием до 14 МБит / с); в России "первопроходцем" 3G является компания СкайЛинк; в настоящее время все провайдеры мобильной связи переходят на стандарты 3G .

4G – новое поколение мобильных сетей связи со скоростью передачи до 1 ГБит / с, обеспечивающих также повышенное качество голосовой связи. Формально стандарт на сети 4G еще не принят, это – дело ближайшего будущего.

Интересной тенденцией является также использование цифровых телевизионных каналов для выхода в Интернет с помощью специальных устройств set-top boxes .

Перспективы развития ОС

Как видно из содержания данной лекции и всего курса, операционные системы остаются активно развивающимся направлением, одним из наиболее интересных в области системного программирования. Перечислим некоторые характерные тенденции их развития.

Тенденция к интеграции ОС (не только на уровне графических оболочек, но и на уровне общего ядра); развитие семейств ОС на основе модулей общего кода.

Значительное повышение надежности, безопасности и отказоустойчивости ОС ; разработка ОС на управляемом коде или его аналогах.

Дальнейшая тенденция к проектам по ОС с открытым кодом ; это вполне понятно, так как фирмам-разработчикам необходимы новые идеи, что является отличной возможностью проявить себя для молодых программистов.

Развитие виртуализации : Необходимо обеспечить возможность выполнить или эмулировать любое приложение в среде любой современной ОС.

Дальнейшее сближение по возможностям ОС для настольных компьютеров и ОС для мобильных устройств .

Дальнейшая интеграция ОС и сетей .

Перенос ОС и базовых инструментов в среды для облачных вычислений .

Транскрипт

1 Перспективы развития ОС

2 Обзор и перспективы развития ОС Microsoft ОС Windows IBM z/os, z/vm Apple MacOS Oracle / Sun Solaris (развитие UNIX) Hewlett-Packard HP/UX (развитие UNIX) Novell NetWare (сетевая ОС); Open Enterprise Server (сетевая ОС: NetWare + opensuse диалект Linux) Linux 2

3 Solaris Разработчик: Oracle / Sun Развитие UNIX (BSD, AT&T SVR4) Аппаратные платформы SPARC, x86, IA-32, x64 Семейство оптимизирующих компиляторов Sun Studio (C, C++, Fortran) Отладчик распределенных приложений DTrace Файловая система ZFS с большим объемом файлов и возможностью криптования информации Мощная поддержка многопоточности и синхронизации потоков Удобная поддержка симметричного мультипроцессирования Графические оболочки: Common Desktop Environment (CDE), GNOME, Java Desktop OpenSolaris академический исследовательский проект по ОС на основе открытых исходных кодов Solaris 3

4 Разработчик: Apple MacOS Ключевая идея: ОС на основе графического пользовательского интерфейса (с начала 1980-х гг.); ОС без командной строки законодатель мод в области GUI Аппаратная платформа: Macintosh, PowerPC Диалекты (версии): - Classic MacOS (оригинальная разработка Apple) - MacOS X развитие MacOS Classic и NeXTSTEP (UNIX-подобной ОС) 4

5 HP-UX Разработчик: Hewlett-Packard UNIX-подобная 64-битовая ОС Аппаратная платформа: рабочие станции HP Виртуальная файловая система: Veritas File System (Vx-Fs) представление файлов на основе расширений (extents) 5

6 Современные тенденции в развитии ОС Графические оболочки (для всех ОС примерно одинаковы по возможностям) Поддержка новых сетевых технологий и Web-технологий Усиленное внимание к механизмам безопасности и защиты Поддержка многопоточности Поддержка многоядерных процессоров Поддержка распределенных и параллельных вычислений Виртуализация ресурсов и аппаратуры Развитие файловых систем с целью защиты информации и значительного увеличения размера файлов (для мультимедиа) Поддержка облачных вычислений 6

7 Новые ОС семейства Windows Windows Vista: новый стиль GUI (Windows Aero);.NET Framework 3.0; единая система поиска информации WinFS; повышенное внимание к безопасности; Windows Presentation Foundation, Windows Communication Foundation; Windows Workflow Foundation Windows Server 2008: поддержка Интернет-протокола IPv6; улучшенная поддержка сетей; поддержка параллельного программирования; новый мощный командный процессор Windows PowerShell; виртуализация с помощью технологии Hyper-V Windows 7: поддержка multi-touch; кэширование Интернеттрафика (Branch cache); уникальный набор фоновых рисунков для каждой страны; улучшенная поддержка драйверов; более гибкие настройки безопасности и брандмауэра; развитие GUI-интерфейса Aero 7

8 Новые тенденции в развитии ОС: Проект Midori Проект Microsoft Research (начат под названием Singularity) ОС, реализованная на управляемом коде (managed code), являющемся основой платформы.net (полный контроль типов, безопасности и др.), что значительно повышает надежность и безопасность кода. На управляемом коде реализованы в том числе и ядро ОС, и драйверы устройств Эффективная поддержка распараллеливания Защита на основе песочницы (sandbox) для каждого приложения Midori Интернет-ориентированная ОС В будущем возможен переход с платформы Windows на платформу Midori 8

9 Графические оболочки ОС Удобный графический пользовательский интерфейс Возможность выполнить любые системные настройки с помощью GUI Поддержка новых тенденций в развитии интерфейсов multitouch, Tablet PC и др. Унификация графических оболочек для различных ОС (CDE, KDE, GNOME) Оболочки для разных ОС практически неотличимы (кнопка Start, My Documents и т.д.), что удобно для конечных пользователей Использование только графических оболочек снижает уровень подготовки системных программистов (полезные навыки специалиста по UNIX знание командных языков и конфигурационных файлов) 9

10 Поддержка параллельных вычислений Библиотеки для разработки параллельных алгоритмов с использованием возможностей аппаратуры Виды (стандарты, инструменты) параллелизма: - OpenMP - прагматы для распараллеливания программ для компиляторов с различных языков - MPI (Message Passing Interface) параллельное выполнение программ, взаимодействующих с помощью передачи сообщений Microsoft: Поддержка OpenMP; библиотеки MPI.NET; ParallelFx; операционная система Windows High Performance Computing (HPC)

11 Развитие беспроводных сетей WiMAX региональные беспроводные сети на основе технологии Wi-Fi (беспроводной радиосвязи по стандартам IEEE) производительностью до 1 Гбит / с 3G мобильная связь третьего поколения на основе стандартов CDMA и UMTS (быстродействие до 14 МБит / с); в России первопроходцем 3G является компания СкайЛинк; сейчас все провайдерыо мобильной связи переходят на 3G 4G новое поколение мобильных сетей связи со скоростью передачи до 1 ГБит / с; повышенное качество голосовой связи Использование цифровых телевизионных каналов для выхода в Интернет 11

12 Перспективы развития ОС Тенденция к интеграции ОС (не только на уровне графических оболочек, но и на уровне общего ядра); развитие семейств ОС на основе модулей общего кода Значительное повышение надежности, безопасности и отказоустойчивости ОС; разработка ОС на управляемом коде или его аналогах Дальнейшая тенденция к проектам по ОС с открытым кодом (необходимы новые идеи отличная возможность для молодых программистов) 12

13 Перспективы развития ОС Развитие виртуализации: Необходимо обеспечить возможность выполнить или эмулировать любое приложение в среде любой современной ОС Дальнейшее сближение по возможностям ОС для настольных компьютеров и ОС для мобильных устройств Дальнейшая интеграция ОС и сетей Перенос ОС и базовых инструментов в среды для облачных вычислений ОС остаются активно развивающимся направлением, одним из наиболее интересных в области системного программирования 13

14 Вопросы? 14


Компоненты ОС Основные компоненты ОС 1. Управление процессами 2. Управление основной памятью 3. Управление файлами 4. Управление системой ввода-вывода 5. Управление внешней памятью 6. Поддержка сетей (networking)

UNIX представляет собой многопользовательскую многозадачную ОС, которая зарождалась 1960-е года. Она разрабатывалась на протяжении 1970-х годов специалистами AT&T"s Bell Labs и впервые была представлена

Особенности применения технологии виртуализации при создании информационных ресурсов Гочаков Александр Владимирович Сибирский научно-исследовательский гидрометеорологический институт Научно-практическая

Технологии виртуализации Операционные системы Лекция 1 Ульяновск, УлГТУ, кафедра «Информационные системы» 1 / 24 Предмет и состав дисциплины Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов

История Sun Microsystems Выполнил: Д.А.Кривенко Преподаватель: В.Н.Брагилевский SUN Stanford University Networks Основана 24 февраля 1982 года Штаб-квартира в Санта-Кларе, Калифорния. Производитель программного

Современные виртуальные машины Кирилл Батузов ИСП РАН 16 октября 2013 1 / 26 Введение Введение Всего про виртуальные машины будет две лекции: введение в виртуальные машины, эмуляция системы команд. Лекции

Международная научно-методическая конференция УМО «Высшее образование по новым стандартам: перезагрузка образовательных программ» ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»

ГБОУ «школа 1432» Операционные системы Индекс эффективности Автор: Понкратов Сергей, 7 класс Учитель: Моисеева Н. Н. Москва 2017 Оглавление Цель работы...3 Операционная система...4 Работа системы...4 Файловая

Лекции Лекция 1. Понятие операционной системы (ОС), цели ее работы. Классификация компьютерных систем......................... 23 Лекция 2. История ОС. Отечественные ОС. Диалекты UNIX. Режимы пакетной

Модуль 6. АРХИТЕКТУРА ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 1. Ядро операционной системы это программные модули операционной системы, которые постоянно находятся 1) в оперативной памяти с целью эффективной организации вычислительного

Раздел 2: «Специальные навыки» Тема 4 «Виртуальные машины в тестировании» Преимущества оценки по тест-кейсам. Алгоритм оценки по тест-кейсам. Оценка своей производительности. Подсчёт числа тестов. Учёт

По количеству пользователей: однопользова тельская ОС (обслуживает только одного пользователя); многопользова тельская (работает со многими пользователями) По типу средств вычислительной техники: однопроцессорные,

Программно-аппаратный комплекс Интегрированная банковская система RS-Bank V.6 функционирует на промышленной СУБД Oracle. Эта отлично зарекомендовавшая себя платформа идеально подходит для построения системы

Обзор популярных рабочих столов и оконных менеджеров для свободных ОС Определения X Windows System Оконный менеджер Среда рабочего стола KDE KDE (от англ. K Desktop Environment) свободная среда рабочего

Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования центр повышения квалификации специалистов Санкт-Петербурга «Региональный центр оценки качества образования и информационных

Модуль 7. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ЭВОЛЮЦИЯ ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 1. Операционная система, которая не допускает одновременного запуска нескольких программ 1) Unix 3) MS DOS 4) Linux

ZP12-0274 от 4 июня 2012 г. Предварительный обзор: Решения IBM Platform Computing ускоряют получение результатов при помощи комплексных и интегрированных функций управления кластерными, распределенными

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ МУЛЬТИМЕДИА УСТРОЙСТВ Гаджиев Н.К., Путилова А.В. Дагестанский Государственный Университет Махачкала, Россия OPERATING SYSTEMS MULTIMEDIA DEVICES Putilova A.V., Gadzhiev N.K. Дагестанский

7. Материалы по системе промежуточного тестирования 1. KDE, GNOME, Xfce это названия оболочек операционной системы Linux операционных систем графических редакторов браузеров сред разработки 2. FAT32, Ext2,

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Программное обеспечение (ПО, software) совокупность программ, используемых на компьютере. ПО системное ПО (управление аппаратной частью компьютера, обеспечение работы других программ)

Глава 1 Выбор операционной системы Тот факт, что вы читаете эту книгу, говорит о том, что вы хотите изучить Linux. Перед тем как начать это путешествие, вы должны понять, что такое операционная система

1.1 История ОС Первые (1945-1955г.г.) компьютеры работали без операционных систем, как правило, на них работала одна программа. Когда скорость выполнения программ и их количество стало увеличиваться, простои

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА Unix - семейство полноценных, изначально многопользовательских, многозадачных и многотерминальных операционных систем, почти полностью совместимых друг с другом на уровне исходных

НОВЫЙ УРОВЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ БИЗНЕСА С ESET Роман Богомолов Технический специалист ESET О КОМПАНИИ международный эксперт на рынке решений по защите от вредоносных программ с 1987 года более 180 представительств

Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина Операционные системы является обязательной дисциплиной вариативной части ОПОП по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы

Операционная система Программное обеспечение Операционная система это самая главная программа Операционная система комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей

33. Функциональные компоненты операционных систем автономного компьютера. Сетевые ОС. Одноранговые и серверные сетевые ОС. Функциональные компоненты операционных систем автономного компьютера -программы

Лектор к.т.н., доцент Азарченков А.А. Прикладное ПО Системное ПО Служебное ПО Базовое ПО Базовый уровень - программное обеспечение отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами, которые

* 1. Типы и структура сетевых ОС. Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой

1. Цели и задачи дисциплины Целью дисциплины «Операционные системы» является подготовка выпускника к работе с современными операционными системами на уровне, который позволил бы квалифицированно устанавливать,

Копилефт и свободное ПО CC BY-SA, Попова О.В. 2007-2011 Программное обеспечение Проприетарное (собственническое) Copyright Все права защищены Закрытый исходный код Свободное (free) Copyleft Лицензия GNU/GPL

Microsoft System Center Products Family Павел Гарбар MCT, CNI [email protected] Microsoft System Center Решения System Center помогают ИТ-специалистам управлять физическими и виртуальными ИТ-средами в

Лекция 1 История развития и общая характеристика операционных систем История развития операционных систем 2 Факторы, влияющие на развитие операционных систем Совершенствование элементной базы и вычислительной

Приложение РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ Рабочая программа учебной дисциплины Операционные системы и среды разработана на основе Федерального государственного образовательного

Введение Приглашаем вас к изучению Unix по 10 минут на каждый урок! Если вы только начинаете осваивать операционную систему Unix и хотите узнать о ней больше, эта книга станет для вас верным спутником.

Операционная система Операционная система это самая главная программа Операционная система комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и

Программа составлена на основе федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки кадров высшей квалификации) по направлению подготовки 09.06.01 Информатика

Игорь Одинцов СПбГУ Что надо знать школьникам о параллелизме в операционных системах Определение ОС Операционная система (ОС) базовый набор функций, обеспечивающий интерфейс между пользователями (и приложениями)

Виды ОС и их развитие О С перационная истема Так как операционная система (ОС) это в первую очередь программа, которая управляет работой компьютера. ТО разберем какие бывают виды программного обеспечения

Особенности построения серверных операционных систем реферат РЕФЕРАТ начинается с серверов и систем хранения данных(сдх), тем самым создается многих операционных систем на одном и том же компьютере. Публичное

Локальная сеть Компьютерная сеть совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим,

Использование мощных возможностей решений B Разумная разработка вместе с ational 04 Разумная разработка вместе с ational v 2.4 2 Q Y G Q / W W H V B V V W ational Q G B K K Инструментальные средства разработки

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет» Рабочая программа дисциплины (с аннотацией) Операционные системы и оболочки Направление подготовки

Распределенные информационные системы Вопросы Общие положения: Определения, стандарты История Классификация Преимущества и недостатки РИС Особенности современных РИС, состав, виды обеспечения Технологии

Т Е М А АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА Быкадоров Ю.А. Урок 4. Классификация программного обеспечения. Разновидности операционных систем 1. Классификация программного обеспечения В настоящее

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА»

УТВЕРЖДЕНО -ЛУ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «WEB-КОНСОЛИДАЦИЯ» Руководство системного программиста Инструкция по установке и настройке Листов 7 2016 2 АННОТАЦИЯ Данный документ представляет собой руководство системного

CIToRUS-web-платформа быстрой разработки корпоративных решений Дмитрий Демидов Руководитель управления информационно-аналитических систем ЗАО «АСТ» Сергей Михайленко Главный конструктор Web-платформы CIToRUS

Использование мощных возможностей решений IBM Использование Lotus и систем Power для замены дорогого программного обеспечения и готовых систем Для распределенных решений характерны ситуации с недозагрузкой

КЛАСТЕРНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ БЕЗОПАСНОСТЬ Савельева Т.С., Байрушин Ф.Т. Башкирский государственный университет Уфа, Россия CLUSTER COMPUTING SYSTEMS AND THEIR SECURITY Savelyeva T.S., Bairushin

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный

14 Глава 1. Знакомство c Windows 8 1.1. Встречайте: Windows 8! Windows 8 это поистине революционная операционная система от Microsoft, никогда еще изменения в системе не были столь значительными. При первом

Модуль 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ, СРЕДАХ И ОБОЛОЧКАХ 1. Операционная система это 1) комплекс управляющих и обрабатывающих программ 2) компоненты вычислительных машин и вычислительных систем

Занятие 1. Современный уровень развития ОС. Назначение и функции ОС. Состав, взаимодействие основных компонентов операционной системы. План занятия. 1. Понятие звука 2. Домашняя с/р. 1. Определение операционной

2 1. Цели и задачи дисциплины 1.1. Целью дисциплины «Операционные системы» является освоение студентами навыков работы в различных операционных системах изучение основных компонентов ОС и принципов их

Операционная система это базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файловой системой, ввод и вывод данных с помощью периферийных устройств,

УТВЕРЖДАЮ Декан факультета сервиса Сумзина Л.В. 2015 г. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ПО ДИСЦИПЛИНЕ СД.Ф.3 АДМИНИСТРИРОВАНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ основной образовательной программы высшего образования программы

В.А. Савельев Введение Основные понятия Исторический обзор Операционные системы Темы Бегло об аппаратном обеспечении Процессы и нити (Многозадачность) Процессы Нити Синхронизация Тупики (Deadlocks) Реализация

Давайте рассмотрим этот проблемный вопрос с другой стороны: Android строго контролируется Google, это известный факт. То есть, никому, кроме интернет-гиганта, не позволительно что-либо изменять или добавлять. Как следствие, открытость проекта является маркетинговым ходом, но достаточно красивым.

В случае необходимости можно поступить как китайцы - они на основе Android разрабатывают собственные оболочки, редактируя интерфейсы и встраивая новые функции. Походящим примером будет Flyme OS или MIUI. Последние издания собственных операционных систем разработчики создают на основе новой Android от Google. То есть, они не придумывают что-либо новое.

Что произойдет с Apple и ее устройствами? Сегодня сложно предположить: было время, когда они являлись для всех примером. Когда не стало Стива Джобса, исчезли строго выверенные стратегические схемы. Поэтому сейчас «яблочная» компания может лишиться наиболее преданных фанатов и окончательно проиграть борьбу за первое место на рынке смартфонов.

Благодаря маркетинговой политике, а не магическими свойствам бывшего лидера, Apple удается продавать планшеты и смартфоны. Но об инновационности никто не говорит, поэтому непонятно, что получится в итоге.

Последние колебания акций и процентные скачки стоимости только лишний раз доказывают, что изменения наподобие увеличения диагонали экрана, использования большого количества ядер, оперативной памяти - малоэффективны. Например, iPad из 4-го поколения, нельзя назвать плохим, но все-таки данное устройство появилось из-за небольшого спроса на планшетные компьютеры iPad Mini. Это бессмысленный ход!

Windows Phone создали в удачное время: в мобильные устройства устанавливают процессоры с несколькими ядрами, 512 Мб «оперативки» - доступный минимум. Подобное говорит о том, что аппаратную базу давно проработали. Разработчики показали новый интерфейс, который без проблем можно освоить. Работает он плавно и живо, да и на вид необычный.


Проблема принятия WP 8 заключается не в устройствах Nokia или новых плитках операционной системы. На Windows Phone до недавнего времени не было перечня функций, с которыми привыкли работать обладатели смартфонов. Да и разработчики не торопятся переходить на новую «ось», отдавая предпочтения стабильным продажам Android, сравнивая их с непредсказуемыми аппаратами на Windows Phone.

Сегодня пользовательская аудитория Windows Phone постепенно увеличивается. Конечно, данный процесс происходит очень медленно, но зато уверенно. Эта платформа смогла обогнать BlackBerry OS из-за падения показателей последней в два раза. Теперь остается только ожидать, когда Microsoft предпримет действия, чтобы популяризовать собственную мобильную ОС.

Что будет с новичками?

В 2014-ом, возможно и раньше, появится Android 5. Компания Apple должна анонсировать iPhone 6, а Samsung порадует очередной моделью Galaxy S.

С другими мобильными операционными системами, вроде бы, все понятно. Интересует такой вопрос: «Нужно ли вообще кому-нибудь тратить деньги на них сегодня, чтобы в дальнейшем получить провал продаж?». Может лучше отдать предпочтение проверенной операционной системе от Google? Используя ее основу, можно представить собственное мобильное устройство, на разработку и продвижение которого будет затрачено минимум денежных средств.

Операционную систему Sailfish , предположительно, ждет провал по той причине, что она никому не нужна. Интересная особенность - удачная реализация функции использования жестов в Ubuntu Phone. А вот чем-нибудь другим, за исключением сменных разноцветных панелей для единственной модели смартфона на веб-сайте, когда делаешь заказ, похвастать пока не получается.


Мобильная ОС Sailfish

Систему Tizen, что для многих будет удивлением, фантастические перспективы обойдут стороной: можно вспомнить о 5 миллиардах Samsung, полученных от платформы Android. Этот случай вряд ли повторится c Tizen. Разработчикам придется забыть о подобной сумме и начать рисковать с новой операционной системой. Это относится ко всем проектам. Легче всего заменить bada и со временем внедрить ОС в другое оборудование.


Мобильная ОС Tizen

Firefox OS можно считать интересной из-за стоимости, красочного оформления, и учета требований бюджетного сегмента. Однако в этом случае стандартно придется конкурировать с менее качественными, но лучшими по мощности, устройствами под управлением Android от разработчиков из Поднебесной. Определенную долю на рынке все-таки удастся заполучить. Однако ни о чем серьезном, учитывая нынешнюю ситуацию, говорить не приходится.


Вот так, немного сумбурно, видится ближайшее будущее мобильных операционных систем. А как считаете вы?

Министерство образования Российской Федерации


Вологодский государственный технический

университет


Кафедра: АТПП

Дисциплина: введение в

специальность.


Реферат


на тему: «История развития операционных систем.»


Выполнил: студент

Соколов А.С.

Группа: ЭМ-11

Проверил: зав. кафедрой АТПП

Сердюков Н.А.



Введение. 3

1. Назначение операционных систем 3

2. Типы операционных систем . 4

2.1 Операционные системы пакетной обработки 4

2.2 Операционные системы разделения времени 5

2.3 Операционные системы реального времени 5

2.4 Диалоговые операционные системы 6

3. Особенности алгоритмов управления ресурсами 6

3. 1 Поддержка многозадачности 6

3.2 Поддержка многопользовательского режима 6

3.3 Вытесняющая и невытесняющая многозадачность 6

3.4 Поддержка многонитевости 7

3.5 Многопроцессорная обработка 7

4. История развития ОС 7

4.1 Развитие первых операционных систем 8

4.2 Операционные системы и глобальные сети. 10

4.3 Операционные системы мини-компьютеров и

первые локальные сети 11

4.4 Развитие операционных систем в 80-е годы. 13

4.5 Особенности современного этапа развития операционных систем. 17

4.6 Хронология событий, приведших к появлению Windows 98 20

4.7 Развитие Windows NT 25

Заключение 26

Список используемой литературы. 27


Введение


Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для неё эти услуги.


1. Назначение операционных систем.


Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Операционная система (ОС) - комплекс программ, которые обеспечивают управление аппаратурой ЭВМ, планирование эффективного использования её ресурсов и решение задач по заданиям пользователей.

Назначение операционной системы.

Основная цель ОС, обеспечивающей работу ЭВМ в любом из описанных режимов, - динамическое распределение ресурсов и управление ими в соответствии с требованиями вычислительных процессов (задач).

Ресурсом является всякий объект, который может распределяться операционной системой между вычислительными процессами в ЭВМ. Различают аппаратные и программные ресурсы ЭВМ. К аппаратным ресурсам относятся микропроцессор (процессорное время), оперативная память и периферийные устройства; к программным ресурсам – доступные пользователю программные средства для управления вычислительными процессами и данными. Важнейшими программными ресурсами являются программы, входящие в систему программирования; средства программного управления периферийными устройствами и файлами; библиотеки системных и прикладных программ; средства, обеспечивающие контроль и взаимодействие вычислительных процессов (задач).

Операционная система распределяет ресурсы в соответствии с запросами пользователей и возможностями ЭВМ и с учетом взаимодействия вычислительных процессов. Функции ОС также реализуются рядом вычислительных процессов, которые сами потребляют ресурсы (память, процессорное время и др.) Вычислительные процессы, относящиеся к ОС, управляют вычислительными процессами, созданными по запросу пользователей.

Считается, что ресурс работает в режиме разделения, если каждый из вычислительных процессов занимает его в течение некоторого интервала времени. Например, два процесса могут разделять процессорное время поровну, если каждому процессу дается возможность использовать процессор в течение одной секунды из каждых двух секунд. Аналогично происходит разделение всех аппаратурных ресурсов, но интервалы использования ресурсов процессами могут быть неодинаковыми. Например, процесс может получить в своё распоряжение часть оперативной памяти на весь период своего существования, но микропроцессор может быть доступен процессу только в течение одной секунды из каждых четырёх.

Операционная система является посредником между ЭВМ и её пользователем. Она делает работу с ЭВМ более простой, освобождая пользователя от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими. Операционная система осуществляет анализ запросов пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос отражает необходимые ресурсы и требуемые действия ЭВМ и представляется последовательностью команд на особом языке директив операционной системы. Такая последовательность команд называется заданием.


2. Типы операционных систем.


Операционная система может выполнять запросы пользователей в пакетном или диалоговом режиме или управлять устройствами в реальном времени. В соответствии с этим различают операционные системы пакетной обработки, разделения времени и диалоговые (табл.1).

Таблица 2.1.


Операционные системы Характеристики операционной системы
Характер взаимодействия пользователя с заданием Число одновременно обслуживаемых пользователей Обеспечиваемый режим работы ЭВМ
Пакетной обработки Взаимодействие невозможно или ограничено Один или несколько Однопрограммный или мультипрограммный
Разделения времени Диалоговый

Несколько


Мультипрограммный
Реального времени Оперативный
Многозадачный
Диалоговая Диалоговый Один Однопрограммный

2,1 Операционные системы пакетной обработки.


Операционная система пакетной обработки – это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.


2,2 Операционные системы разделения времени.


Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.

Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае “пользователями” являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.


2,3 Операционные системы реального времени.


Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т. е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой. Операционные системы реального времени используются в информационно– поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.


2,4 Диалоговые операционные системы.


Данные операционные системы получили широкое распространение в персональных ЭВМ. Эти системы обеспечивают удобную форму диалога с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд. Для выполнения часто используемых последовательностей команд, т. е. заданий, диалоговая операционная система предоставляет возможность пакетной обработки. Под управлением диалоговой ОС ЭВМ обычно функционирует в однопрограммном режиме.


3. Особенности алгоритмов управления ресурсами.

3,1 Поддержка многозадачности.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и

многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

3,2 Поддержка многопользовательского режима.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

3,3 Вытесняющая и невытесняющая многозадачность.

Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);

вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

Основным различием между вытесняющим и невытесняющим вариантами многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а во втором - распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.


3,4 Поддержка многонитевости.

Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

3,5 Многопроцессорная обработка.

Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.


4. История развития ОС.


4.1 Развитие первых ОС.


Важный период развития ОС относится к 1965-1975 годам. В это время в технической базе вычислительных машин произошёл переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что открыло путь к появлению следующего поколения компьютеров. В этот период были реализованы практически все основные механизмы, присутствующие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, поддержка многотерминального многопользовательского режима, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа. В эти годы начинается расцвет системного программирования. Революционным событием данного этапа явилась промышленная реализация мультипрограммирования. В условиях резко возросших возможностей компьютера по обработке и хранению данных выполнение только одной программы в каждый момент времени оказалось крайне неэффективным. Решением стало мультипрограммирование – способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находилось одновременно несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре. Эти усовершенствования значительно улучшили эффективность вычислительной системы. Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах – в системах пакетной обработки и разделения времени. Мультипрограммные системы пакетной обработки так же, как и их однопрограммные предшественники, имели своей целью обеспечение максимальной загрузки аппаратуры компьютера, однако решали эту задачу более эффективно. В мультипрограммном пакетном режиме процессор не простаивал, пока одна программа выполняла операцию ввода-вывода (как это происходило при последовательном выполнении программ в системах ранней пакетной обработки), а переключался на другую готовую к выполнению программу. В результате достигалась сбалансированная загрузка всех устройств компьютера, а следовательно, увеличивалось число задач, решаемых в единицу времени.

В мультипрограммных системах пакетной обработки пользователь по-прежнему был лишен возможности интерактивного взаимодействия со своими программами. Для того, чтобы хотя бы частично вернуть пользователям ощущение непосредственного взаимодействия с компьютером, был разработан другой вариант мультипрограммных систем – системы разделения времени. Этот вариант рассчитан на многотерминальные системы, когда каждый пользователь работает за своим терминалом. В числе первых операционных систем разделения времени, разработанных в середине 60-х годов, были TSS/360 (компания IBM), CTSS и MULTICS (Массачусетский технологический институт совместно с Bell Labs и компанией General Electric). Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, был нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного владения вычислительной машиной за счёт периодического выделения каждой программе своей доли процессорного времени. В системах разделения времени эффективность использования оборудования ниже, чем в системах пакетной обработки, что явилось платой за удобства работы пользователей. Многотерминальный режим использовался не только в системах разделения времени, но и в системах пакетной обработки. При этом не только оператор, но и все пользователи получали возможность формировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. Такие ОС получили название систем удалённого ввода заданий. Терминальные комплексы могли располагаться на большом расстоянии от процессорных стоек, соединяясь с ними с помощью различных глобальных связей – модемных соединений телефонных сетей или выделенных каналов. Для поддержания удалённой работы терминалов в операционных системах появились специальные программные модули, реализующие различные (в то время, как правило, нестандартные) протоколы связи. Такие вычислительные системы с удалёнными терминалами, сохраняя централизованный характер обработки данных, в какой-то степени являлись прообразом современных сетей, а соответствующее системное программное обеспечение – прообразом сетевых операционных систем.

В компьютерах 60-х годов большую часть действий по организации вычислительного процесса взяла на себя операционная система. Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера, непосредственно направленных на поддержку нового способа организации вычислительного процесса. При разделении ресурсов компьютера между программами необходимо обеспечить быстрое переключение процессора с одной программы на другую, а также надёжно защитить коды и данные одной программы от непреднамеренной или преднамеренной порчи другой программы. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режим работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной программы на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний.

В привилегированном режиме, предназначенном для работы программных модулей операционной системы, процессор мог выполнять все команды, в том числе и те из них, которые позволяли осуществлять распределение и защиту ресурсов компьютера. Программам, работающим в пользовательском режиме, некоторые команды процессора были недоступны. Таким образом, только ОС могла управлять аппаратными средствами и исполнять роль арбитра для пользовательских программ, которые выполнялись в непривилегированном, пользовательском режиме.

Система прерываний позволяла синхронизировать работу различных устройств компьютера, работающих параллельно и асинхронно, таких как каналы ввода-вывода, диски, принтеры и т.п.

Ещё одной важной тенденцией этого периода является создание семейств программно – совместимых машин и операционных систем для них. Примерами семейств программно – совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, являются серии машин IBM/360, IBM/370 и PDP-11.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Однако такая совместимость подразумевает возможность работы на больших и малых вычислительных системах, с большим и малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. Операционные системы этого поколения были очень дорогими. Так, например, разработка OS/360, объём кода для которой составил 8 Мбайт, стоила компании IBM 80 миллионов долларов.

Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/3600 и другие ей подобные операционные системы этого поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. За это десятилетие был сделан огромный шаг вперёд и заложен прочный фундамент для создания современных операционных систем.


4.2 Операционные системы и глобальные сети.


В начале 70-х годов появились первые сетевые операционные системы, которые в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределённое хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.

Хотя теоретические работы по созданию концепций сетевого взаимодействия велись почти с самого появления вычислительных машин, значимые практические результаты по объединению компьютеров в сети были получены в конце 60-х, когда с помощью глобальных связей и техники коммутации пакетов удалось реализовать взаимодействие машин класса мэйнфреймов и суперкомпьютеров. Эти дорогостоящие компьютеры часто хранили уникальные данные и программы, доступ к которым необходимо было обеспечить широкому кругу пользователей, находившихся в различных городах на значительном расстоянии от вычислительных центров.

В 1969 году Министерство обороны США инициировало работы по объединению суперкомпьютеров оборонных и научно – исследовательских центров в единую сеть. Эта сеть получила название ARPANET и явилась отправной точкой для создания самой известной ныне глобальной сети – Интернета. Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных ОС с добавленными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети.

В 1974 году компания IBM объявила о создании собственной сетевой архитектуры для своих мэйнфреймов, получившей название SNA (System Network Architecture). Эта многоуровневая архитектура, во многом подобная стандартной модели OSI, появившейся несколько позже, обеспечивала взаимодействие типа «терминал - терминал», «терминал - компьютер» и «компьютер - компьютер» по глобальным связям. Нижние уровни архитектуры были реализованы специализированными аппаратными средствами, наиболее важным из которых является процессор телеобработки. Функции верхних уровней SNA выполнялись программными модулями. Один из них составлял основу программного обеспечения процессора телеобработки. Другие модули работали на центральном процессоре в составе стандартной операционной системы IBM для мэйнфреймов.

В это же время в Европе велись активные работы по созданию и стандартизации сетей X.25. Эти сети с коммутацией пакетов не были привязаны к какой–либо конкретной операционной системе. После получения статуса международного стандарта в 1974 году протоколы X.25 стали поддерживаться многими операционными системами. С 1980 года компания IBM включила поддержку протоколов X.25 в архитектуру SNA и в свои операционные системы.


4.3 Операционные системы мини-компьютеров и первые локальные сети.


К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры, такие как PDP-11, Nova, HP. Мини-компьютеры первыми использовали преимущества больших интегральных схем, позволившие реализовать достаточно мощные функции при сравнительно невысокой стоимости компьютера.

Многие функции мультипрограммных многопользовательских ОС были усечены, учитывая ограниченность ресурсов мини-компьютеров. Операционные системы мини-компьютеров часто стали делать специализированными, например только для управления в реальном времени (ОС RT-11 для мини-компьютеров PDP-11) или только для поддержания режима разделения времени (RSX-11M для тех же компьютеров). Эти операционные системы не всегда были многопользовательскими, что во многих случаях оправдывалось невысокой стоимостью компьютеров.

Важной вехой в истории операционных систем явилось создание ОС UNIX. Первоначально эта операционная система предназначалась для поддержания режима разделения времени в мини-компьютере PDP-7. С середины 70-х годов началось массовое использование ОС UNIX. К этому времени программный код для UNIX был на 90% написан на языке высокого уровня С. Широкое распространение эффективных С-компиляторов сделало UNIX уникальной для того времени ОС, обладающей возможностью сравнительно лёгкого переноса на различные типы компьютеров. Поскольку эта ОС поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала первой открытой ОС, которую могли совершенствовать простые пользователи-энтузиасты. Хотя UNIX была первоначально разработана для мини-компьютеров, гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров: суперкомпьютерах, мэйнфреймах, мини-компьютерах, серверах и рабочих станциях на базе RISC-процессоров, персональных компьютерах.

Независимо от версии, общими для UNIX чертами являются:

многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа,

реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, основанная на использовании алгоритмов вытесняющей многозадачности,

использование механизмов виртуальной памяти и свопинга для повышения уровня мультипрограммирования,

унификация операций ввода-вывода на основе расширенного использования понятия "файл",

иерархическая файловая система, образующая единое дерево каталогов независимо от количества физических устройств, используемых для размещения файлов,

переносимость системы за счет написания ее основной части на языке C,

разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе и через сеть,

кэширование диска для уменьшения среднего времени доступа к файлам.


Доступность мини-компьютеров и вследствие этого их распространённость на предприятиях послужили мощным стимулом для создания локальных сетей. Предприятие могло себе позволить иметь несколько мини-компьютеров, находящихся в одном здании или даже в одной комнате. Естественно, возникала потребность в обмене информацией между ними и в совместном использовании дорогого периферийного оборудования.

Первые локальные сети строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования, в простейшем случае - путём прямого соединения последовательных портов компьютеров. Программное обеспечение также было нестандартным и реализовывалось в виде пользовательских приложений. Первое сетевое приложение для ОС UNIX – программа UUCP (UNIX-to- UNIX Copy program) – появилась в 1976 году и начала распространяться с версией 7 AT&T UNIX с 1978 года. Эта программа позволяла копировать файлы с одного компьютера на другой в пределах локальной сети через различные аппаратные интерфейсы – RS-232, токовую петлю и т.п., а кроме того, могла работать через глобальные связи, например модемные.


4.4 Развитие операционных систем в 80-е годы.


К наиболее важным событиям этого десятилетия можно отнести разработку стека TCP/IP, становление Интернета, стандартизацию технологий локальных сетей, появление персональных компьютеров и операционных систем для них.

Рабочий вариант стека протоколов TCP/IP был создан в конце 70-х годов. Этот стек представлял собой набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды и предназначался для связи экспериментальной сети ARPANET с другими «сателлитными» сетями. В 1983 году стек протоколов TCP/IP был принят Министерством обороны США в качестве военного стандарта. Переход компьютеров сети ARPANET на стек TCP/IP ускорила его реализация для операционной системы BSD UNIX. С этого времени началось совместное существование UNIX и протоколов TCP/IP, а практически все многочисленные версии Unix стали сетевыми.

Интернет стал отличным полигоном для испытаний многих сетевых операционных систем, позволившим в реальных условиях проверить возможности их взаимодействия, степень масштабируемости, способность работы при экстремальной загрузке, создаваемой сотнями и тысячами пользователей. Независимость от производителей, гибкость и эффективность сделали протоколы TCP/IP не только главным транспортным механизмом Интернета, но и основным стеком большинства сетевых ОС.

Всё десятилетие было отмечено постоянным появлением новых, всё более совершенных версий ОС UNIX. Среди них были и фирменные версии UNIX: SunOS, HP-UX, Irix, AIX и многие другие, в которых производители компьютеров адаптировали код ядра и системных утилит для своей аппаратуры. Разнообразие версий породило проблему их совместимости, которую периодически пытались решить различные организации. В результате были приняты стандарты POSIX и XPG, определяющие интерфейсы ОС для приложений, а специальное подразделение компании AT&T выпустило несколько версий UNIX System III и UNIX System V, призванных консолидировать разработчиков на уровне кода ядра.

Также широкое распространение получили операционные системы MS-DOS фирмы Microsoft, PC DOS фирмы IBM, Novell DOS фирмы Novell и другие. Первая ОС DOS для персонального компьютера была создана в 1981 г. называлась MS-DOS 1.0. Microsoft приобрела у Seattle Computer Products право на 86 – DOS, адаптировала эту ОС для тогда еще секретных IBM PC и переименовала ее в MS-DOS. В августе 1981 года DOS 1.0 работает с одной 160К односторонней дискетой. Системные файлы занимают до 13 К: для нее требуется 8-К ОЗУ. Май 1982 DOS 1.1 позволяет работать с двухсторонними дискетами. Системные файлы занимают до 14К. Март 1983 Появления DOS 2.0 вместе с IBM PC XT. Созданная заново эта версия имеет почти втрое больше команд чем DOS 1.1. Теперь она дает возможность использовать 10 Mбайт жесткого диска. Древовидную структуру файловой системы и 360-К гибких дисков. Новый 9-секторный формат диска увеличивает ёмкость на 20% по сравнению с 8-секторным форматом. Системные файлы занимают до 41К для работы системы требуется 24-К ОЗУ. Декабрь 1983 Вместе с PCjr появилась система PC-DOS 2.1 фирмы IBM.

Август 1984. Вместе с первыми IBM PC AT на базе процессора 286 появляется DOS 3.0. Она ориентируется на 1,2 Мб гибкие диски и жесткие диски большей чем раньше емкостью. Системные файлы занимают до 60Кб. Ноябрь 1984. DOS 3.1 поддерживает сети Microsoft системные файлы занимают до 62К. Ноябрь 1985. Появление Microsoft Windows. Декабрь 1985. DOS 3.2 работает с 89-мм дискетами на 720К. Она может адресовать до 32 Мбайт на отдельном жестком диске. Системные файлы занимают до 72К. Апрель 1986. Появление IBM PC Convertihle . Сентябрь 1986. Compaq выпускает первый ПК класса 386. Апрель 1987. Вместе с PS/2 первым ПК фирмы IBM класса 386 появляется DOS 3.3. Она работает с новыми 1.44 Мбайт гибкими дисками и несколькими типами разбития жесткого диска на разделы объемом до 32 Мбайт каждый, что позволяет использовать жесткие диски большой емкостью. Системные файлы занимают до 76 К для работы системы требуется 85К ОЗУ. MS-DOS была наиболее популярна и продержалась 3-4 года. Одновременно IBM объявила о выпуске OS/2. Ноябрь 1987. Начало поставки Microsoft Windows 2.0 и OS/2. Июль 1988 появляется Microsoft Windows 2.1 (Windows/286 Windows/386). Ноябрь 1988. DOS 4.01 включает интерфейс, меню оболочки и обеспечивает разбиение жесткого диска на разделы, объем которых превышает 32 Мбайта. Системные файлы занимают до 108К; для работы системы требуется 75К ОЗУ. Май 1990. Появляется Microsoft Windows 3.0 и DR DOS 5.0. Июнь 1991. MS-DOS 5.0 имеет свои особенности то, что она позволяет эффективно использовать ОП. DOS 5.0 обладает улучшенными интерфейсами меню оболочки, полноэкранным редактором, утилитами на диске и и возможность смены задач. Системные файлы занимают до 118К: для работы системы требуется 60-К ОЗУ, а 45 К можно загрузить в область памяти с адресами старше 1 Мбайт, что освобождает место в обычной памяти для работы прикладных программ MS-DOS 6.0 кроме стандартного набора программ. Имеет в своем составе программы для резервного копирования, антивирусную программу и другие усовершенствования в ОС MS-DOS 6.21 и MS-DOS 6.22.

Начало 80-х годов связано с ещё одним знаменательным для истории операционных систем событием-появлением персональных компьютеров. С точки зрения архитектуры персональные компьютеры ничем не отличались от класса мини-компьютеров типа PDP-11, но их стоимость была существенно ниже. Персональные компьютеры послужили мощным катализатором для бурного роста локальных сетей. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС персональных компьютеров необходимым условием.

Однако, сетевые функции появились у операционных систем персональных компьютеров не сразу. Первая версия наиболее популярной операционной системы раннего этапа развития персональных компьютеров- MS-DOS компании Microsoft – была лишена этих возможностей. Это была однопрограммная однопользовательская ОС с интерфейсом командной строки, способная стартовать с дискеты. Основными задачами для неё были управление файлами, расположенных на гибких и жестких дисках в UNIX – подобной иерархической файловой системе, а также поочерёдный запуск программ. MS-DOS не была защищена от программ пользователя, так как процессор Intel 8088 не поддерживал привилегированного режима. Разработчики первых персональных компьютеров считали, что при индивидуальном использовании компьютера и ограниченных возможностях аппаратуры нет смысла в поддержке мультипрограммирования, поэтому в процессоре не были предусмотрены привилегированный режим и другие механизмы поддержки мультипрограммных систем.

Недостающие функции для MS-DOS и подобных ей ОС компенсировались внешними программами, предоставлявшими пользователю удобный графический интерфейс(например, Norton Commander) или средства тонкого управления дисками (например, PC Tools). Наибольшее влияние на развитие программного обеспечения для персональных компьютеров оказала операционная среда Windows компании Microsoft, представлявшая собой надстройку над MS-DOS.

Сетевые функции также реализовывались в основном сетевыми оболочками, работавшими поверх ОС. При сетевой работе всегда необходимо держать многопользовательский режим, при котором один пользователь – интерактивный, а остальные получают доступ к ресурсам компьютера по сети. В таком случае от операционной системы требуется хотя бы некоторый минимум функциональной поддержки многопользовательского режима. История сетевых средств MS-DOS началась с версии 3.1. Эта версия MS-DOS добавила к файловой системе необходимые средства блокировки файлов и записей, которые позволили более чем одному пользователю иметь доступ к файлу. Пользуясь этими функциями, сетевые оболочки могли обеспечить разделение файлов между сетевыми пользователями.

Вместе с выпуском версии MS-DOS 3.1 в 1984 году компания Microsoft также выпустила продукт, называемый Microsoft Networks, который обычно неформально называют MS-NET. Некоторые концепции, заложенные в MS-NET, такие как введение в структуру базовых сетевых компонентов – редиректора и сетевого сервера, успешно перешли в более поздние сетевые продукты Microsoft: LAN Manager, Windows for Workgroups, а затем и в Windows NT.

Сетевые оболочки для персональных компьютеров выпускали и другие компании: IBM, Artisoft, Performance Technology и другие.

Иной путь выбрала компания Novell. Она изначально сделала ставку на разработку операционной системы со встроенными сетевыми функциями и добилась на этом пути выдающихся успехов. Её сетевые ОС NetWare на долгое время стали эталоном производительности, надёжности и защищённости для локальных сетей.

Первая сетевая ОС компании Novell появилась на рынке в 1983 году и называлась OS-Net. Эта ОС предназначалась для сетей, имевших звездообразную топологию, центральным элементом которых был специализированный компьютер на базе микропроцессора Motorola 68000. Немного позже, когда фирма IBM выпустила персональные компьютеры PC XT, компания Novell разработала новый продукт - NetWare 86, рассчитанный на архитектуру микропроцессоров семейства Intel 8088.

С самой первой версии ОС NetWare распространялась как операционная система для центрального сервера локальной сети, которая за счёт специализации на выполнении функций файл-сервера обеспечивает максимально возможную для данного класса компьютеров скорость удалённого доступа к файлам и повышенную безопасность данных. За высокую производительность пользователи сетей Novell NetWare расплачивались стоимостью - выделенный файл-сервер не может использоваться в качестве рабочей станции, а его специализированная ОС имеет весьма специфический прикладной программный интерфейс (API), что требует от разработчиков приложений особых знаний, специального опыта и значительных усилий.

В отличие от Novell большинство других компаний развивали сетевые средства для персональных компьютеров в рамках операционных систем общего назначения. Такие системы по мере развития аппаратных платформ персональных компьютеров стали всё больше приобретать черты операционных систем мини-компьютеров.

В 1987 году в результате совместных усилий Microsoft и IBM появилась первая многозадачная система для персональных компьютеров с процессором Intel 80286, в полной мере использующая возможности защищённого режима - OS/2. Эта система была хорошо продуманна. Она поддерживала вытесняющую многозадачность, виртуальную память, графический пользовательский интерфейс (не с первой версии) и виртуальную машину для выполнения DOS- приложений. Фактически она выходила за пределы простой многозадачности с её концепцией распараллеливания отдельных процессов, получившей название многопоточности.

OS/2 с её развитыми функциями многозадачности и файловой системой HPFS со встроенными средствами многопользовательской защиты оказалась хорошей платформой для построения локальных сетей персональных компьютеров. Наибольшее распространение получили сетевые оболочки LAN Manager компании Microsoft и LAN Server компании IBM, разработанные этими компаниями на основе одного базового кода. Эти оболочки уступали по производительности файловому серверу NetWare и потребляли больше аппаратных ресурсов, но имели важные достоинства – они позволяли, во-первых, выполнять на сервере любые программы, разработанные для OS/2, MS-DOS и Windows, а во-вторых, использовать компьютер, на котором они работали, в качестве рабочей станции.

Сетевые разработки компании Microsoft и IBM привели к появлению NetBIOS-очень популярного транспортного протокола и одновременно интерфейса прикладного программирования для локальных сетей, получившего применение практически во всех сетевых операционных системах для персональных компьютеров. Этот протокол и сегодня применяется для создания небольших локальных сетей.

Не очень удачная рыночная судьба OS/2 не позволила системам LAN Manager и LAN Server захватить заметную долю рынка, но принципы работы этих сетевых систем во многом нашли своё воплощение в более удачливой операционной системе 90-х годов - Microsoft Windows NT, содержащей встроенные сетевые компоненты, некоторые из которых имеют приставку LM – от LAN Manager..

В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 году – Ethernet, в 1985 -Token Ring, в конце 80-х – FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизировать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.

Для персональных компьютеров применялись не только специально разработанные для них ОС, подобные MS-DOS, NetWare и OS/2, но и адаптировались уже существовавшие ОС. Появление процессоров Intel 80286 и особенно 80386 с поддержкой мультипрограммирования позволило перенести на платформу персональных компьютеров ОС UNIX. Наиболее известной системой этого типа была версия UNIX компании Santa Cruz Operation (SCO UNIX).


4.5 Особенности современного этапа развития операционных систем.


В 90-е годы практически все операционные системы, занимающие заметное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро ОС, являясь её неотъемлемой частью. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) и глобальных (X.25, frame relay, ISDN, ATM) сетей, а также средства для создания составных сетей (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP). В операционных системах используются средства мультиплексирования нескольких стеков протоколов, за счёт которого компьютеры могут поддерживать одновременную сетевую работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные ОС, которые предназначены исключительно для выполнения коммуникационных задач. Например, сетевая операционная система IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах, организует в мультипрограммном режиме выполнение набора программ, каждая из которых реализует один из коммуникационных протоколов.

Во второй половине 90-х годов все производители ОС резко усилили поддержку работы с Интернетом (Кроме производителей UNIX-систем, в которых эта поддержка всегда была существенной). Кроме самого стека TCP/IP в комплект поставки начали включать утилиты, реализующие такие популярные сервисы Интернета, как telnet, ftp, DNS и Web. Влияние Интернета проявилось и в том, что компьютер превратился из чисто вычислительного устройства в средство коммуникаций с развитыми вычислительными возможностями.

Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС. Их дальнейшее развитие представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем. Корпоративная ОС отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, которые характерны для большинства предприятий, имеющих отделения в десятках городов и, возможно, в разных странах. Таким сетям органически присуща высокая степень гетерогенности программных и аппаратных средств, поэтому корпоративная ОС должна беспроблемно взаимодействовать с операционными системами разных типов и работать на различных аппаратных платформах. К настоящему времени явно определилась тройка лидеров в классе корпоративных ОС – это Novell NetWare 4.x и 5.0, Microsoft Windows NT 4.0 и Windows 2000, а также UNIX – системы различных производителей аппаратных платформ.

Для корпоративной ОС очень важно наличие средств централизованного администрирования и управления, позволяющих в единой базе данных хранить учётные записи о десятках тысяч пользователей, компьютерах, коммуникационных устройств и модулей программного обеспечения, имеющихся в корпоративной сети. В современных ОС средства централизованного администрирования обычно базируются на единой справочной службе. Первой успешной реализацией справочной службы корпоративного масштаба была система Street Talk компании Banyan. К настоящему времени наибольшее признание получила справочная служба NDS компании Novell, выпущенная впервые в 1993 году для первой корпоративной версии NetWare 4.0. Роль централизованной справочной службы настолько велика, что именно по качеству справочной службы оценивают пригодность ОС для работы в корпоративном масштабе. Длительная задержка выпуска Windows NT 2000 во многом была связана с созданием для этой ОС масштабируемой справочной службы Active Directory, без которой этому семейству ОС трудно было претендовать на звание истинно корпоративной ОС.

Создание многофункциональной масштабируемой справочной службы является стратегическим направлением эволюции ОС. От успехов этого направления во многом зависит и дальнейшее развитие Интернета. Такая служба нужна для превращения Интернета в предсказуемую и управляемую систему, например для обеспечения требуемого качества обслуживания трафика пользователей, поддержки крупных распределённых приложений, построения эффективной почтовой системы и т. п.

На современном этапе развития ОС на передний план вышли средства обеспечения безопасности. Это связано с возросшей ценностью информации, обрабатываемой компьютерами, а также с повышенным уровнем угроз, существующих при передаче данных по сетям, особенно по публичным, таким как Интернет. Многие ОС обладают сегодня развитыми средствами защиты информации, основанными на шифрации данных, аутентификации и авторизации.

Современным ОС присуща многоплатформенность, то есть способность работать на совершенно различных типах компьютеров. Многие ОС имеют специальные версии для поддержки кластерных архитектур, обеспечивающих высокую производительность и отказоустойчивость. Исключением пока является ОС Netware, все версии которой разработаны для платформы Intel, а реализации функций NetWare в виде оболочки для других ОС, например NetWare for AIX, успеха не имели.

В последние годы получила дальнейшее развитие долговременная тенденция повышения удобства работы человека с компьютером. Эффективность работы человека становится основным фактором, определяющим эффективность вычислительной системы в целом. Усилия человека не должны тратиться на настройку параметров вычислительного процесса, как это происходило в ОС предыдущих поколений. Например, в системах пакетной обработки каждый пользователь должен был с помощью языка управления заданиями определить большое количество параметров, относящихся к организации вычислительных процессов в компьютере. Так, для системы OS/360 язык управления заданиями JCL предусматривал возможность определения пользователем более 40 параметров, среди которых были приоритет задания, требования к основной памяти, предельное время выполнения задания, перечень используемых устройств ввода-вывода и режимы их работы.

Современная ОС берёт на себя выполнение задачи выбора параметров операционной среды, используя для этой цели различные адаптивные алгоритмы. Например, тайм-ауты в коммуникационных протоколах часто определяются в зависимости от условий работы сети. Распределение оперативной памяти между процессами осуществляется автоматически с помощью механизмов виртуальной памяти в зависимости от активности этих процессов и информации о частоте использования ими той или иной страницы. Мгновенные приоритеты процессов определяются динамически в зависимости от предыстории, включающей, например, время нахождения процесса в очереди, процент использования выделенного кванта (интервала) времени, интенсивность ввода-вывода и т. п. Даже в процессе установки большинство ОС предлагают режим выбора параметров по умолчанию, который гарантирует пусть не оптимальное, но всегда приемлемое качество работы систем.

Постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путём включения в ОС развитых графических интерфейсов, использующих наряду с графикой звук и видеоизображение. Это особенно важно для превращения компьютера в терминал новой публичной сети, которой постепенно становится Интернет, так как для массового пользователя терминал должен быть таким же понятным и удобным, как телефонный аппарат. Пользовательский интерфейс ОС становится всё более интеллектуальным, направляя действия человека в типовых ситуациях и принимая за него рутинные решения.

Операционные системы будущего должны обеспечить высокий уровень прозрачности сетевых ресурсов, взяв на себя задачу организации распределённых вычислений, превратив сеть в виртуальный компьютер. Именно этот смысл вкладывают в лаконичный лозунг «Сеть-это компьютер» специалисты компании Sun, но для превращения лозунга в жизнь разработчикам ОС нужно пройти еще немалый путь.


4.6 Хронология событий, приведших к появлению Windows 98


Октябрь 1981. PS-DOS 1.0 поставляется всем с новым компьютером IBM PC. Вскоре после этого корпорация Microsoft выпускает MS-DOS и выдает лицензии на MS-DOS всем желающим.

Январь 1983. Компания Apple выпускает Lisa, один из первых микрокомпьютеров с графическим пользовательским интерфейсом. Ненадежность аппаратных средств и средняя цена 10т. долларов предопределили неудачу Lisa, но она проложила дорогу более доступной по цене модели Macintosh, появившийся годом позже. Отличительными чертами Lisa и Mac стало то, что сторонники DOS насмешливо называли WIMD – интерфейсом, (wimp – занудный; WIMP – Windows, icons, mice, pointers – окна, пиктограммы, мышь, указатели), а т.ж. папки и длинные имена файлов - эти компоненты начали появляться в Windows, начиная с версии 2.0. Некоторые из них были полностью реализованы лишь в Windows 95.

Март 1983. В MS-DOS 2.0 были внесены существенные изменения, появились функции работы с жесткими дисками и были крупными программами, инсталлируемые драйверы устройств и новая UNIX – подобная иерархическая файловая система. По-прежнему используются малопонятные восьмисимвольными именами файлов и текстовый интерфейс.

Октябрь 1983. Фирма Visi Corp – дочернее предприятие корпорации Microsoft, Создавшие потрясающую электронную таблицу для DOS. VisiCorp - выпускает «интегрированную среду VisiOn, представляющий собой первый графический интерфейс пользователя (ГИП) для ПК. Для ее функционирования необходимы 512 – Кбайт ОЗУ и жесткий диск – в то время передовой набор аппаратных средств.

10 ноября 1983. Корпорация Microsoft объявляет о выпуске Windows – среды дополняющей DOS графическим интерфейсом.

Сентябрь 1984. Фирма Digital Research объявляет о GEM (Graphics Environment Manager – диспетчер графической среды). Появившаяся в начале 1985 года среда GEM оказывается непригодной для использования DOS – программ, что затрудняет ее практическое применение. Как GEM, так и VisiON поступают на рынок раньше Windows, но они страдают тем же недостатком. Что и первые версии Windows, заключающиеся в малочисленности программ, предназначенных для этих платформ.

Февраль 1985. Фирма IBM выпускает Top View – многозадачную текстовую среду для DOS. В среде Top View – перехватывающей почти все прерывания DOS, можно использовать лишь несколько команд DOS и нельзя использовать командные файлы DOS. Обещание IBM дополнить TopView графическим пользовательским интерфейсом так никогда и не было выполнено.

Июль 1985. Фирма Quarterdeck Office Systems выпускает DESQview – еще одну многозадачную текстовую среду DOS. Она имеет временный успех у ограниченной аудитории пользователей. Компания предпринимает множество попыток привлечь внимание разработчиков к платформе DESQview, но все они закончились неудачей. Qvarterdeck окончательно оставляет свои попытки после того, как Windows 3.0 становится стандартом.

20 ноября 1985. Выход Windows 1.0 Пользователи версии 1.0 могут одновременно работать с несколькими программами, с легкостью переключаясь между ними, без необходимости закрывать и перезапускать отдельные программы. Но перекрытие окон не допускается, что резко снижает удобство среды. Для Windоws 1.0 составлено недостаточно программ, и она не получает распространение на рынке.

Январь 1987 . Вместе со средой и «Времени исполнения» Windows 1.0 поставляет пакет Aldus Page – Maker 1.0 первая издательская программа Windows получившая доступ на рынок настольных машин.

Апрель 1987. Фирмы IBM и Microsoft объявляют о выпуске OS/2 1.0 – Большой Голубой Надежды в области операционных систем. Microsoft продолжает работу над Windows, но основную ставку делает на операционную систему следующего поколения. OS/2 1.0 в конечном итоге терпит неудачу из-за недостаточной поддержки со стороны разработчиков программного и аппаратного обеспечения, плохой совместимости с программами для DOS и отсутствия ясности, можно ли использовать ее с другими компьютерами, кроме PS/2.

6 октября 1987. Excel for Windows 2.0 – первая жизнеспособная, обладающая ГИП, электронная таблица для ПК выпускающая на рынок, чтобы бросить вызов гегемонии пакета Lotus 1-2-3. Благодаря Excel система Windows приобретает респектабельность, но высокие требования к ресурсам и необходимость использовать собственные драйверы устройств. Не позволяют ей достойным конкурентом на данном этапе.

9 декабря 1987. Выход Windows 2.0. Вместо многозначного размещения окон, как в предыдущих версиях. В ней реализована система перекрывающихся окон. Кроме того, используется достоинства защищенного режима процессора 80286 и более совершенных, что позволяет программам выйти за пределы объема основной памяти DOS – 640 Кбайт.

В июне 1988. Выходит версия 2.1, переименованная в Windows 286.

9 декабря 1987. Выпускается Windows 386 – редакция Windows 2.0 оптимизированная для новейшего ЦП фирмы Intel. Она оказывает некоторое влияние на рынок но в основном благодаря возможности запускать несколько DOS – программ в «виртуальных машинах» ЦП 386; в ней заложен фундамент большинства будущих функций Windows 3.0

Июнь 1988. Фирма Digital Research выпускает DR-DOS, которая, по мнению прессы, превосходит MS-DOS благодаря мощным утилитам. Однако дальнейшему развития ОС помешало необходимость внесения изменений для обеспечения совместимости с Windows и DR-DOS никогда не завоевывала значительной доли рынка.

31 октября 1988. Выход OS/2 1.1 фирмы IBM с графической оболочкой Presentation Manager. Версия OS/2 1.1, значительно обновленная по сравнению с OS/2 1.0, по-прежнему недостаточно совместима с широко распространенными DOS программами и существующими аппаратными средствами. Трудности OS/2 заставляют Microsoft продолжить работу над Windows, а IBM по-прежнему ведет разработку OS/2. Спустя некоторое время представители IBM выражают недовольство, что Microsoft переносит акцент на Windows, и пути двух корпораций окончательно расходятся.

Декабрь 1988. Выход SammaAmi – первого текстового процессора для Windows. Пользователи при редактировании могут применять шрифты, похожие на печатные, и показывать поля такими, какие они есть в действительности. Word Perfect остается самым распространенным текстовым процессором, но хотя Ami и оказал заметное влияние, его воздействие на рынок было необходимым. Вскоре появится Microsoft Word for Windows.

22 мая 1990. Выход Windows 3.0; система стала намного удобнее. Диспетчер программ и пиктограммы работают значительно лучше, чем старый компонент MS-DOS Executive из Windows2. Еще одно новшество – Диспетчер файлов. Усовершенствования, ориентированные на программистов, привели к взрыву активности на рынке ПО для Windows. Стабильность ОС оставляет желать лучшего, но Windows 3.0 немедленно становится доминирующим продуктом на рынке благодаря предварительной установке на новых компьютерах и широкой поддержке со стороны независимых поставщиков аппаратных средств и программного обеспечения. Упорное стремление Microsoft сделать Windows работоспособной ОС наконец-то приносит плоды.

Ноябрь 1990. Появляется еще один ГИП для DOS – GEOS 1.0 так никогда и не ставший настоящим конкурентом Windows. Несмотря на высокую оценку технических достоинств GEOS, данную журналом PC Magazine и некоторыми другими изданиями, программы для разработчиков выпускаются на рынок лишь спустя шесть месяцев после выхода ОС.

Март 1992. Начало поставок OS/2 2.0. В ней обеспечена хорошая совместимость с программами DOS/Windows3.x, но ОС отягощена сложной объектно-ориентированной оболочкой Object-Oriented Workplace Shell, а требования к ресурсам слишком велики для того времени. В OS/2 по прежнему отсутствуют драйвера для широко распространенных устройств и средства совместимыми с программами от независимых поставщиков; в результате Windows занимает господствующее положение на рынке.

6 апреля 1992. Выход Windows 3.1. В ней исправлено множество ошибок, повышена стабильность, добавлены некоторые новые возможности, в том числе масштабируемые шрифты TrueType. Windows 3.x становится самой популярной в США (по числу инсталляций) операционной средой для ПК и остается таковой до 1997г.

4 июля 1992. Корпорация Microsoft объявляет о выходе Win 32 – ADI следующего поколения для 32-разрядной Windows NT. Появляются первые публичные упоминания о “Chicago” (условное название ОС, которая в последствии станет называться Windows 95), а так же ведутся разговоры о том, каким образом NT в конечном итоге вытеснит существующую архитектуру Windows.

27 октября 1992. Выход Windows for Workgroups 3.1 . В ней интегрируются функции, ориентированные на обслуживание сетевых пользователей и рабочих групп, в том числе доставки электронной почты, совместного использования файлов и принтеров и календарного планирования. Версия 3.1 стала предвестником бума малых локальных сетей, но потерпела коммерческую неудачу, получив обидное прозвище ‘Windows for Warehouse” (“Windows для складов”).

Апрель 1993. Начиная с версии 6.0 фирма IBM приступает к маркетингу PS-DOS отдельно от Microsoft. В составе PC-DOS 6.0 имеется диспетчер памяти, отличный от лицензированного у Microsoft в 1981 для первой модели IBM PC. Фирма Novell приобретает DR-DOS и, дополнив ее более развитыми сетевыми функциями, в декабре 1993г. повторно выпускает на рынок как Novell DOS 7.0. Обе попытки были слишком малыми и запоздалыми, поскольку знание DOS шло на убыль. Все настоящие новшества в сфере ПК исходит от Windows и операционных систем, отличных от выпускаемых корпорацией Microsoft.

24 мая 1993. Выпуск Windows NT (сокращение от New Technology – новая технология). Для функционирования первой версии 3.1, изначально ориентированной на аудиторию взыскательных пользователей и рынок серверов, требуется ПК высокого класса; кроме того, продукт не свободен от шероховатостей. Однако Windows NT хорошо принята разработчиками благодаря ее повышенной защищенности, стабильности и развитому API – интерфейсу Win32, упрощающему составлению мощных программ. Проект начинается как OS/2 3.0, но в итоге исходный текст продукта был полностью переработан.

8 ноября 1993. Выпуск Windows for Workgrounds 3.11. В ней обеспечена более полная совместимость с NetWare и Windows NT; кроме того, в архитектуру ОС внесены многие изменения, направленные на повышение производительности и стабильности и позднее нашедшее применения в Windows 95. Продукт был гораздо более доброжелательно встречен корпоративной Америкой.

Март 1994. Выход Linux 1.0 – новый многопользовательский ОС семейства UNIX, зародившийся как любительский проект. Послужил началом движения за открытость исходного пакета, в который могут вносить изменения все желающие, способствуя совершенствованию основного продукта. Новые программы и аппаратные средства могут быть быстро перенесены в среду Linux, часто до того, как они становятся доступными в среде Windows. Linux никогда не пользовалась большим коммерческим успехом, но вызывает неизменный интерес (даже компания Netscape рассматривала вопрос об интеграции Linux и Communicator, чтобы бросить вызов Windows NT). Действительно, Linux стала доминирующим вопросом системы UNIX для ПК – в значительной степени благодаря популярности среди своих сторонников.

24 августа 1995. После многочисленных задержек и без беспрецедентной для программного продукта рекламной шумихи на рынке выходит Windows 95. Потеряв голову, в очередях за ней стоят даже люди, не имеющие компьютера. Windows 95 – самая дружественная пользователю версия Windows для инсталляции которой не требуется предварительно устанавливать Dos; ее появление делает ПК более доступным массовому потребителю. Благодаря значительно усовершенствованному интерфейсу наконец-то ликвидировано отставание от платформы Мас и компьютеры Мас оказываются окончательно оттесненными в узкую нишу рынка. В Windows 95 имеется встроенный набор протоколов TCP/IP, утилита Dial-Up Net-working и допускается использование длинных имен файлов.

31 июля 1996. Корпорация Microsoft выпускает Windows NT 4.0. Данная версия существенно улучшена по сравнению с версией 3.51; в ней появились пользовательский интерфейс Windows 95 расширенные функции для работы с аппаратными устройствами и многочисленные встроенные серверные процессы, такие как Web – сервер Internet Information Server. С выходом NT4.0 продукция фирмы Microsoft занимает прочные позиции в учреждениях. С начало для этой ОС, предназначенной для замены UNIX, на корпоративном рынке в США была невелика но со временем становится платформой для интросетей и общедоступных узлов интернета.

Октябрь 1996. Корпорация Microsoft выпускает OEM Service Release 2 (OSR 2) for Windows 95, которая предназначена для изготовителей ПК, устанавливающих эту версию ОС на новых машинах. В ней исправлены выявленные ошибки и усовершенствованы многие встроенные функции и апплеты панели управления Windows 95. Некоторые “новшества” Windows 98 впервые появились в OSR2, в том числе файловая система Fat32, обеспечивающая более эффективное использование пространства на жестком диске, и улучшение утилиты Dial-Up Networking. В составе OSR2 вошел Internet Explorer 3.0 – первый удачный браузер фирмы Microsoft.

23 сентября 1997. Первая бета – версия Windows NT 5.0 представлена на конференции программистов. Фундаментальная новая версия обеспечит совместимость с аппаратными средствами следующих поколений, а так же будет обладать усовершенствованными функциями административного управления и защиты данных. Ориентировочная дата 1999г.

25 июля 1998. Корпорация Microsoft выпускает Windows 98 – последнюю версию Windows на базе старого ядра, функционирующего на фундаменте Dos. Система Windows 98 интегрирована с браузером Internet Explorer 4 и совместима с многочисленными – от USB до спецификаций управления энергопотреблением ACPI. Последующие версии Windows для рядового пользователя будут построены на базе ядра NT.


4.7 Развитие Windows NT


Система Windows NT не является дальнейшим развитием ранее существовавших продуктов. Ее архитектура создавалась с нуля с учетом предъявляемых к современной операционной системе требований. Особенности новой системы.разработанной на основе этих требований.перечислены ниже.

Стремясь обеспечить совместимость новой операционной системы разработчики Windows NT сохранили привычный интерфейс Windows и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких,как FАТ) и различных приложений (написанных для МS - DOS ,OS/2 1.х,Windows 3.x и РОSIX). Разработчики также включили в состав Windows NT средства работы с различными сетевыми средствами.

Достигнута переносимость системы которая может теперь работать как на СISC, так и на RISC - процессорах.К СISC относятся Intel - совместимые процессоры 80386 и выше; RISC представлены системами с процессорами МIРS R4000,Digital Alpha AXP и Pentium серии P54 и выше.

Масштабируемость означает, что Windows NT не привязана к однопроцессорной архитектуре компьютеров, а способна полностью использовать возможности, предоставляемые симметричными мультипроцессорными системами. В настоящее время Windows NT может функционировать на компьютерах с числом процессоров от 1 до 32. Кроме того, в случае усложнения стоящих перед пользователями задач и расширения предъявляемых к компьютерной среде требований, Windows NT позволяет легко добавлять более мощные и производительные серверы и рабочий станции к корпоративной сети.Дополнительные преимущества дает использование единой среды разработки как для серверов, так и для рабочих станций.

Windows NT имеет однородную систему безопасности, удовлетворяющую спецификациям правительства США и соответствующую стандарту безопасности В2. В корпоративной среде критическим приложениям обеспечивается полностью изолированное окружение.

Распределенная обработка означает, что Windows NT имеет встроенные в систему сетевые возможности. Windows NT также позволяет обеспечить связь с различными типами хост - компьютеров благодаря поддержке разнообразных транспортных протоколов и использованию средств "клиент-сервер" высокого уровня, включая именованные каналы вызова удаленных процедур (RPC –remote procedure call) и Windows - сокеты.

Надежность и отказоустойчивость обеспечивают архитектурными особенностями которые защищают прикладные программы от повреждения друг другом и операционной системой. Windows NT использует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех архитектурных уровнях которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью.

Возможности локализации представляют средства для работы во многих странах мира на национальных языках,что достигается применением стандарта ISO Unicod (разработан международной организацией по стандартизации).

Благодаря модульному построению системы обеспечивается расширяемость Windows NT, что позволяет гибко осуществлять добавление новых модулей на различные уровни операционной системы.


Заключение

История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры. На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно.Производительность систем возрастает, а следовательно возрастают возможности обработки больших объёмов данных. Операционные системы класса MS-DOS уже не справляются с таким потоком данных и не могут целиком использовать ресурсы современных компьютеров.Поэтому в последнее время происходит переход на более мощные и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером которых и является Windows NT ,выпущенная корпорацией Microsoft.

Литература

1. В. Э. Фигурнов IВМ РС для пользователей. Изд. 7-е, перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2000. – 640 с.:ил.-

2.Ахметов К.С. Курс молодого бойца. Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Компьютер Пресс, 1998. – 365с.: ил.

3.Системное программное обеспечение./В.М. Илюшечкин, А.Е. Костин Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1991.-128 с.: ил.

4.Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. СПб.:Питер, 2002.-538с.

5.Операционные системы: [Сборник/ Ред.Б.М. Васильев].-М.: Знание, 1990-47 с.: ил.

"Кузбасский государственный университет имени "

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Кемерово 2013

Введение

1. Основные направления развития перспективных ОС.

1.1. Микроядра

1.2. Объектные и объектно-ориентированные технологии в ОС

1.3. Прикладные среды

2. Обзор современных перспективных ОС.

Заключение

Литература

Введение

Что же представляет собой операционная система (ОС)? Это программное обеспечение (П. О.) или целый комплекс П. О. постоянно находящееся в памяти компьютера, которое организует общее управление устройствами машины и ее взаимодействие с пользователем. Обеспечивает запуск и работу всех остальных программ. В частности, выполняет: управление памятью, вводом-выводом, файловой системой, взаимодействием процессов; диспетчеризацию процессов; защиту и учет использования ресурсов.

ОС, несомненно, важная основополагающая составляющая любого компьютера. Без неё никуда.

Вот, приблизительный список существующих на сегодня ОС: Solaris, QNX, Windows, Linux, FreeBSD, Net BSD, DragonFlyBSD, OpenBSD, а так же различные экспериментальные компиляции закрытого и открытого типа.

Эпоха "персонализации" всей страны, кажется, осталась в прошлом, и включившиеся в спор приверженцев и противников ОС UNIX отечественные специалисты все чаще отдают свое предпочтение этой системе. В качестве аргументов используются достоинства, которые UNIX приобрела двадцать лет назад. И при этом, как правило, упускаются из виду концепции, сформированные компьютерной теорией совсем недавно, но уже сегодня образующие фундамент большинства перспективных ОС, с которыми можно познакомиться по бета - и ранним коммерческим версиям либо по предварительным сообщениям в Сетях.

1. Основные направления развития перспективных ОС

1.1. Микроядра

Уже сейчас очевидна тенденция к переходу от монолитных к микроядерным системам. Некоторые компании, например, QNX Software Systems и Unisys, уже в течение ряда лет выпускают пользующиеся успехом микроядерные ОС. ОС QNX имеет спрос на рынке систем реального времени, а CTOS фирмы Unisys популярна в области банковского дела. Микроядро - это минимальная функционально полная часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений. Общепризнано, что каждая ОС нового поколения будет обладать микроядром. Но имеется масса разных мнений, как следует организовывать сервисы операционной системы по отношению к микроядру. Поставщики ОС разрешают технические проблемы по-разному.

Обиходным же понятие микроядра стало с легкой руки Стива Джобса.

Микроядро Mach , первоначально созданное в университете Карнеги-Меллон и послужившее основой небольшого привилегированного ядра ОС для компьютеров Next, вокруг которого располагались подсистемы, выполняемые в режиме пользователя, теоретически должно было обеспечить небывалую гибкость и модульность системы. На практике преимущества эти были несколько обесценены монолитным сервером, реализующим UNIX BSD 4.3, выбранную компанией Next в качестве оболочки. Однако опора на Mach дала возможность включить в систему средства передачи сообщений и объектно-ориентированные сервисы, на основе которых удалось создать элегантныи интерфейс пользователя и продвинутые средства разработки программного обеспечения.

Следующей микроядерной ОС была Windows NT. В среде NT должны были выполняться программы, написанные для DOS, Windows, OS/2 и систем, совместимых со стандартами Posix; присущая микроядерному подходу модульность позволила Microsoft создать структуру, не дублирующую ни одну из перечисленных операционных систем. Впрочем, для Microsoft, по всей видимости, дополнительным доводом в пользу микроядра стала переносимость. Действительно, в разное время и по разным причинам в число первоочередных поддерживаемых NT архитектур вошли одно - и многопроцессорные платформы на процессорах Intel и Mips, а затем и Alpha.

Сегодня микроядерные архитектуры объявлены Novell/USL OSF, IBM, Apple и другими. Интерес к микроядерным архитектурам подогревается отсутствием явных лидеров на рынке ОС. Каждый из поставщиков вынужден обеспечивать возможность выполнения "чужих" прикладных программ. Микроядерная модульная архитектура обладает средствами, упрощающими стыковку компонентов и создание многочисленных операционных сред.

Расширяемость - также необходимое свойство современных ОС. В отличие от аппаратных средств, устаревающих за два-три года, операционные системы могут использоваться в течение десятилетия. Поэтому в жизни каждой ОС настает момент, когда в нее требуется внести функции, не заложенные в исходную конструкцию. Микроядерная организация поддерживает расширения, опирающиеся на ограниченный набор интерфейсов микроядра. Еще правильнее говорить не только о расширяемости, но и о масштабируемости микроядерных ОС с возможностью получения варианта операционной системы, в наилучшей степени соответствующей особенностям аппаратной платформы и прикладной области.

Разделение функций . При организации микроядерных ОС в состав микроядра включаются только функции, которые абсолютно необходимо выполнять в режиме супервизора и в защищенной памяти. Обычно в микроядро включаются машиннозависимые программы (включая поддержку многопроцессорности), базовые функции управления процессами, обработка прерываний и поддержка передачи сообщений.

Во многих случаях в микроядро включается функция планирования процессов, но в реализации Mach компании IBM для будущей ОС Workplace планировщик процессов размещен вне микроядра, а микроядро используется только для непосредственного управления процессами.

В ОС Workplace используется микроядро Mach 3.0, совместно с OSF расширенное средствами поддержки параллельной обработки и реального времени. Микроядро заведует функциями взаимодействия процессов, управления виртуальной памятью, процессами и нитями, процессорами, вводом-выводом и обработкой прерываний. Файловая система, планировщик процессов, сервисы сети и безопасности вынесены из микроядра.

ОС OSF/1 также основана на микроядре Mach. IBM участвует в OSF, и обе компании обменивались микроядерными технологиями микроядра. Однако кое в чем подходы IBM и OSF различаются.

Прежде всего, сервер OSF/1 целиком работает в пространстве пользователя и использует функции Mach. Почему OSF выбрала микроядерную реализацию монолитного сервера Unix. Говорят, потому, что предыдущие версии OSF/1 были настолько хороши, что их было просто жалко выбросить и начать все сначала. В результате OSF/1 получилась не такой модульной, как Workplace. Но использовав значительную часть OSF/1, OSF смогла раньше IBM получить микроядерную ОС (в декабре 1994 года Workplace еще не анонсирована).

Windows NT. Приложения Windows NT общаются с "подсистемами окружения", которые работают в пространстве пользователя и аналогичны прикладным средам в ОС Workplace. Эти подсистемы поддерживаются NT Executive, работающей в пространстве ядра и никогда не вытесняемой на диск.

1.2. Объектные и объектно-ориентированные технологии в ОС

Микроядро с четко очерченным минимальным набором интерфейсов обеспечивает фундамент для построения модульной операционной системы. Однако вместе с этим требуется применение некоторого дисциплинирующего подхода, организующего процесс модульных расширений микроядра. На сегодняшний день наиболее популярен объектно-ориентированный подход, который также находит надежную опору в микроядерной технологии, а точнее, во встроенном и оптимизированном механизме передачи сообщений.

Полностью объектно-ориентированные ОС привлекательны как для системных и прикладных программистов, так и для конечных пользователей. Объектность позволяет программистам проникать в святая святых ОС и приспосабливать их к специфическим требованиям, подбирать разнообразные средства, не нарушая целостности системы. Использование объектов открывает путь к распределенным вычислениям. Объекты сочетают в себе программы и данные и взаимодействуют, обмениваясь сообщениями. Правильно организованные объекты легко заменяемы, что обеспечивает относительную простоту и прозрачность от локальных объектов к удаленным. Конечно, для достижения подобной организации распределенных систем требуются дополнительные усилия разработчиков, но они скрыты от пользователей.

Ведущие компании развивают свои системы в этом направлении. OLE (Object Linking and Embedding - Связывание и Встраивание Объектов) компании Microsoft, совместный стандарт OpenDoc компаний Apple, IBM, Novell и Borland, модель DSOM (Distributed System Object Model - Распределенная Модель Системных Объектов) компании IBM, PDO (Portable Distributed Objects - Переносимые Распределенные Объекты) компании Next и Frameworks компании Taligent предлагают свои, в большей или меньшей степени следующие канонам объектно-ориентированной технологии модели распределенных объектов для современных и будущих ОС.

Стандарт CORBA. Консорциум OMG (Object Management Group), в котором объединились усилия практически всех ведущих компаний, разрабатывает стандарты для обмена объектами. OMG CORBA (Common Object Request Broker Architecture - Общая Архитектура Посредника Объектных Запросов) предлагает основу для распределеных вычислений с использованием объектного подхода, стандартизуя способы поиска объектов и вызова их методов.

1.3. Прикладные среды

Микроядерная организация и объектная ориентированность решительным образом меняют внутреннюю архитектуру операционных систем, но могут остаться прозрачными для пользователей. Однако нельзя не выделить одно важное следствие новой архитектуры: естественная организация выполнения "чужих" прикладных программ.

В следующем поколении ОС наличие множественных прикладных сред для выполнения чужих программ станет стандартным свойством, а выбор операционной системы не будет ограничивать выбор доступных приложений.

Эффективность прикладных сред. Если прикладная среда воспроизводит не только программные, но и аппаратные особенности другой платформы, то основной проблемой эффективности является потребность в эмуляции. Последовательное, с точностью до каждой команды процессора моделирование поведения одной архитектуры на совсем иной не могло рассматриваться в качестве практического подхода. К счастью, сегодня острота проблемы частично снимается использованием все более быстрых процессоров. Но особенно важно то, что большинство приложений интенсивно пользуются (функционально близкими и вычислительно сложными) графическими пользовательскими интерфейсами (GUI) типа Windows, Мас, OSF/Motif или Open Look

Выполнение таких программ по сути превращается в непрерывную череду вызовов GUI-библиотек для манипулирования окнами и для других связанных с управлением интерфейсом действий. (По некоторым оценкам, именно на это уходит до 90 процентов времени.) Тщательно разработанная прикладная среда включает библиотеки, имитирующие внутренние GUI-библиотеки, но представленные в кодах используемого процессора. Иногда подобный подход называют трансляцией. Примером может служить разработанная SunSelect прикладная среда Wabi, эмулирующая Windows. Как утверждают разработчики, благодаря сильно оптимизированным библиотекам, при исполнении одних и тех же тестов Wabi может обогнать Microsoft Windows.

Wabi (Windows Application Binary Interface - двоичный интерфейс приложений Windows) отделения SunSelect фирмы Sun Microsystems поставляется со многими рабочими станциями. Он использует обычный Х-протокол для создания изображений, вызываемых программами Windows, и стандарные средства Unix для работы с файлами, памятью и другими ресурсами.

Работающие под Wabi Windows-приложения имеют интерфейс в стиле OSF/Motif или Ореп Look Кроме того, вместо запуска полного окружения Windows в выделенном окне, как это делает SoftWindows, Wabi открывает для каждого Windows-приложения новое окно стандартного Х-дисплея. Такой подход позволяет передавать между программами Unix и Windows текстовые и графические данные.

2. Обзор современных перспективных операционных систем

Определено направление развития операционной системы HelenOS. Ведущие разработчики HelenOS определились с вектором развития этой перспективной микроядерной операционной системы. В опубликованном сообщении говорится, что ранее HelenOS рассматривалась разработчиками как операционная система общего назначения. Однако ведущие разработчики признали, что сообщество не обладает достаточными ресурсами, чтобы превратить HelenOS в реального конкурента Windows, Linux и Mac OS для обычных пользователей, поэтому было решено скорректировать направление и цели развития.

HelenOS обладает рядом преимуществ: она является открытой (основной код опубликован под лицензией BSD, часть – под GPL), переносимой, быстрой и легковесной системой с микроядром. Описанные преимущества делают HelenOS идеальным кандидатом для рада случаев, в которых требуется быстрая и идеально настроенная система для выполнения ровно одной задачи (разработчики предложили для таких систем термин One Application OS). HelenOS планируется применять в системах автоматизированного обслуживания (банкоматах , автоматах оплаты услуг, торговых автоматах , справочных автоматах и т. п.), на информационных табло, а также в ряде систем управления (включая систему «умный дом»). Кроме того, Джири Свобода (Giri Schvoboda) сообщил, что один из чешских банков (в связи с распространением вредоносного ПО под распространенные ОС, нацеленного на воровство денег с карт) заинтересован в операционной системе на основе HelenOS (распространяемой как live-cd), предназначенной для безопасной работы с интернет-банком.

Благодаря поддержке множества архитектур и переносимости HelenOS идеально подходит для описанных задач. Более того, модульность и микроядро позволяют «включить» при настройке те и только те модули ОС, которые действительно необходимы при решении конкретной задачи, что приводит к крайне высокому быстродействию решений на основе данной операционной системы по сравнению с достаточно «тяжеловесными» системами общего назначения.

Разработчики надеются, что через несколько лет многие банкоматы и платежные терминалы будут работать не на Windows, а на быстрой и надежной HelenOS.

Несмотря на то, что выход Windows XP на рынок состоялся почти 12 лет назад, большое количество предприятий и конечных пользователей продолжают использовать данный продукт. Согласно статистике Net Applications, на начало апреля доля Windows XP составила 38,73%. И хотя популярность данной ОС продолжает убывать, она остается одной из наиболее популярный ОС, лишь на 6% уступая Windows 7.

С 8 апреля 2014 года Microsoft прекратит выпуск обновлений и обеспечение поддержки для пользователей, заключивших контракт на расширенную поддержку Windows XP. Microsoft регулярно напоминает своим клиентам о приближающемся окончании поддержки Windows XP и Microsoft Office 2003. Еще год назад компания в блоге Windows призвала своих клиентов, продолжающих использовать устаревающее ПО, к переходу на новые продукты, например, Windows 7.

Доля Windows 8 на рынке достигла 3,2% и уступает Vista. По данным Net Applications, анализирующей данные от 160 млн. уникальных пользователей 40 тысяч веб-сайтов её клиентов, выпущенная 26 октября операционная система Microsoft Windows 8 в течение марта нарастила свою долю до 3,17%, заняв четвёртое место после Vista на рынке настольных операционных систем.

В августе прошлого года после трёх лет присутствия на рынке Windows 7 удалось забрать первенство у Windows XP, но отрыв всё ещё незначительный. Операционная система 2001 года выпуска не собирается так просто уступать свои позиции.

Похоже, Windows 8 предстоит повторить участь неудачной и раскритикованной Windows Vista, доля которой в настоящее время сократилась до 5%. Однако последовательный, хотя и неактивный рост всё же будет наблюдаться ввиду молодой фазы жизненного цикла Windows 8. Ожидается, что летом ей удастся занять третье место на рынке настольных ОС.

В целом экосистеме Windows, по данным Net Applications, принадлежит 91% интернет-трафика с ПК, и за последние месяцы её доля почти не изменилась. Присутствие Mac OS X на настольных компьютерах и ноутбуках несколько снизилось до 6,94%. Тогда как доля занимающей третье, но далеко не почётное, место Linux оценивается в 1,17%.

Windows Phone укрепляет свои позиции на рынке мобильных ОС

Рынок мобильных операционных систем находится в перманентном процессе формирования, хотя уже давно выявлено два лидера - Google Android и Apple iOS. Их постепенно догоняет Windows Phone от Microsoft, причем с каждым разом темпы роста ее доли заметно увеличиваются.

По состоянию на конец февраля Windows Phone уверенно держится на третьей строчке рейтинга, не пуская другие операционки и стремясь догнать своих основных конкурентов. Безоговорочным лидером, согласно статистике аналитической компании Kantar Worldpanel, стала ОС Google Android - ей принадлежит 51,2% американского рынка смартфонов.

Предварительная версия операционной системы с кодовым именем Windows Blue, возможно, будет представлена широкой общественности на международной конференции Microsoft для разработчиков BUILD, которая будет проходить с 26 по 28 июня в расположенном в Сан-Франциско (США) выставочном центре Moscone Center. Об этом сообщает сетевое издание TheVerge.

Ожидается, что новинка станет своего рода комплексным обновлением Windows 8 и предложит пользователям ряд улучшений, включая усовершенствованный интерфейс, интеграцию Internet Explorer 11, расширенное использование технологий поиска Bing, более тесную взаимосвязь с Windows Phone, а также поддержку 7- и 8-дюймовых планшетов. Windows Blue будет иметь глубокую интеграцию с Windows Phone. Windows Blue в настоящее время развивается как самостоятельный проект. Главной задачей, стоящей перед разработчиками, будет объединение операционной системы для ПК с мобильной ОС.

Ubuntu 8 апреля 2013 г. исполнилось пять лет - она дебютировала в далеком 2008 году. Именно тогда Canonical пообещала поддерживать настольные версии системы в течение трех лет, а серверные модификации - целых пять лет. Итого, десктопная 8.04 перестала обновляться в мае 2011, а теперь настал черед server edition. Ранее Canonical призывала пользователей версии 8.04 обновиться хотя бы до 10.04, но теперь и она лишается технической поддержки. Следовательно, всем линуксоидам рекомендовано установить как минимум Ubuntu 12.04 LTS (Precise Pangolin).

До конца апреля 2013 Canonical выпустит новый релиз Ubuntu с индексом 13.04. Сама система существует с 2004 года, то есть в следующем году она отметит свой 10-летний юбилей.

Lenovo, HP и Dell будут выпускать компьютеры с китайской ОС Linux

Крупнейшие производители компьютеров Lenovo, HP и Dell сообщили о своих планах по выпуску компьютеров со специальной версией операционной системы Ubuntu Kylin, которая представляет собой версию Linux на китайском языке.

Совсем недавно Ubuntu Kylin была одобрена Министерством промышленности и информационных технологий КНР. Релиз операционной системы состоится уже в нынешнем месяце.

Организация Linux Foundation опубликовала ежегодный отчет об использовании операционной системы Linux в бизнес-сегменте, из которого можно сделать вывод о популярности этой ОС среди корпоративных клиентов. За год инвестиции в Linux выросли на 12,7%, тогда как другие популярные серверные платформы закончили 2012 год с худшими результатами.

Ubuntu станет основой для национальной ОС Китая

Власти Китая не оставляют идею по разработке и созданию национальной операционной системы, и теперь, похоже, дело сдвинулось с мертвой точки. В качестве помощника правительство КНР наняло компанию Canonical, из чего следует, что в качестве основы для новой операционки будет использована всем известная Ubuntu.

Ubuntu является одной из самых популярных альтернативных операционных систем на базе ядра Linux. Специалисты Canonical регулярно, два раза в год, выпускают новые ее версии, а совсем недавно вышла отдельная ее модификация для планшетных компьютеров - Ubuntu Touch.

Китайская версия Ubuntu выйдет даже скорее, чем можно представить - буквально в мае 2013. Она называется Ubuntu Kylin и, как ни странно, поставляется с открытым исходным кодом. Первоначально Китай выпустит ОС для настольных компьютеров и ноутбуков, а чуть позже к ней присоединится серверная версия.

Главным отличием от стандартной «Убунту» Kylin из Поднебесной является нестандартный набор приложений, в который входят все программы, популярные в данной стране: к примеру, навигационные карты Baidu и торговая система Taobao. Само собой, систему переведут на китайский язык и укомплектуют поддержкой всех его диалектов.

Релиз системы назначен на апрель не просто так: Canonical как раз собирается выпустить Ubuntu 13.04, и именно на ней основана Kylin. Под этим же названием Китай выпускал другую ОС на основе FreeBSD. Проект не пользовался популярностью и, фактически, использовался лишь в китайской армии. Возможно, в будущем военные силы КНР перейдут на Ubuntu Kylin.

Toshiba разработала новую энергоэффективную ОС для встраиваемых систем

Корпорация Toshiba сообщила о разработке новой операционной системы, созданной для максимальной экономии энергии на многоядерных процессорах для встраиваемых систем, используемых в автомобилях и потребительской электронике. Компания оценивает, что ОС на её собственном многоядерном процессоре обеспечивает экономию энергии на уровне 24,6% против «стандартной ОС» при исполнении программы в высоком разрешении, масштабируемом с 1920 x 1080 до 3840 x 2160.

Компания отмечает, что рост требований к электронике приводит к появлению высокопроизводительных процессоров, число ядер в которых доходит подчас до десятка. В результате растёт энергопотребление и повышается спрос на операционные системы, максимизирующие время работы мобильных устройств от аккумулятора и учитывающие окружение.

В рамках современной методики ОС управляет питанием процессора на основе истории нагрузки. Но этот подход неточен для снижения энергопотребления и не может качественно управлять короткими скачками нагрузки - в результате, как отмечает Toshiba, расходуется лишняя энергия. Подход многоядерной операционной системы Toshiba к экономии энергии другой, и основан на анализе природы параллельных вычислений. ОС гораздо точнее предугадывает нагрузку, которая потребуется в ближайшее время, благодаря чему энергия экономится эффективнее и без ущерба производительности. Toshiba планирует внедрить новую ОС во встраиваемые системы, нацеленные на анализ и обработку изображений высоких разрешений.

Заключение

Микроядра, объектные архитектуры, множественные среды - три кита, на которые, по всей видимости, будут опираться все операционные системы будущего. Но уже современные ОС позволяют нам познакомиться с этими концепциями.

Л. Азимов «Современные ОС, это лишь начало, а не конец или середина, как думают многие. Современные ОС не умеют делать еще очень многого. Они все еще отнимают у нас много времени. Их стабильность оставляет желать лучшего. Они еще в стадии зарождения. И пройдет не мало лет, прежде чем первая ОС, поприветствует своего первого хозяина: "Здравствуйте. Я Ваша новая Операционная система и я помогу Вам с решением Ваших задач. Думаю мы подружимся;)". И это будет не просто фраза записанная кем то заранее, это будут ее слова идущие из самого сердца ее железного тела. Это ознаменует начало новой эпохи - Эпохи Смещенного времени».

Литература

1. Операционные системы: , - Москва, Академия, 2010 г.- 64 с.

2. Прикладная информатика: , - Москва, Высшая школа, 2010 г.- 328 с.

3. Самоучитель Linux для пользователя: Виктор Костромин - Москва, БХВ-Петербург, 2005 г.- 658 с.

4. Сетевые операционные системы: , - Санкт-Петербург, Питер, 2007 г.- 544 с.

5. Суперкомпьютер из вашего ПК. Как одновременно работать в нескольких системах на одном компьютере. Запуск одной системы внутри другой как обычной программы (DVD-ROM): , - Москва, Наука и техника, 2011 г.- 224 с.