В будущем:

1. Дальнейшее развитие корпоративных ОС представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем.

2. 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 распределенных приложений, построения эффективной почтовой системы и т. п.)

3. Пользовательский интерфейс операционной системы становится все более интеллектуальным, направляя действия человека в типовых ситуациях и принимая за него рутинные решения.

4. Операционные системы будущего должны обеспечить высокий уровень прозрачности сетевых ресурсов, взяв на себя задачу организации распределенных 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 операционных систем нужно пройти еще немалый путь.

Контрольные вопросы: Виды ПО Понятие ОС П! Прикладного ПО П! Служебного ПО 2-е особенности ОС настоящего Для чего необходимо изучать дисциплину «Операционные системы и среды»?

Домашнее задание: Конспект лекций Подготовиться к устному ответу по пройденному уроку На основании изученного материала, в тетради самостоятельно написать об операционных системах будущего

Лекция 2 (2/4)

Проверка Д/З:

1). У 3 чел. Проверить конспекты + ОС будущего 2). 3 чел. спросить по предыдущему (см. выше)

Раздел 1. Основы теории операционных систем

Требования к знаниям:

понятие, назначение и основные функции операционных систем; типы операционных систем; виды языков взаимодействия пользователя с операционной системой; понятие операционного окружения; услуги, предоставляемые операционным окружением.

Тема 1.1 Общие сведения об операционных системах

Классификация программного обеспечения. Понятие операционной системы. Назначение и функции операционной системы. Состав, взаимодействие основных компонентов операционной системы. Типы операционных систем.

Проблемная ситуация: Может ли компьютер работать без ОС?

Под ОС обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Любой из компонентов прикладного программного обеспечения вычислительной системы обязательно работает под управлением ОС.

Н а рис.1 изображена обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы. Видно, что ни один из компонентов ПО, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователи взаимодействуют со своими программами через интерфейс ОС. Любые команды прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.

Рис.1. Обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы

Основные функции ОС:

1. Прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке — в виде директив (ко­манд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), — и их обработка;

2. Прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, оста­новку других программ;

3. Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

4. Инициация программы (передача ей управления, в результате чего процес­сор исполняет программу);

5. Идентификация всех программ и данных;

6. Обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или' систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эф­фективность всего программного обеспечения;

7. Обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одно­временного исполнения;

8. Обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

9. Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организа­ция виртуальной памяти;

10. Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стра­тегией и дисциплинами обслуживания;

11. Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выпол­няющимися программами;

12. Защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

13. Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

14. Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых поль­зователи готовят свои программы.

Классификация операционных систем

В основу первой и основной классификации положим степень централизации (связности) операционной системы (рис. 3).

Рис. 3. Классификация по типу централизации

Эта классификация принимает во внимание особенности аппаратных плат­форм, для которых операционные системы создаются.

1. Централизованные (локальные) операционные системы - управляют ресурсами единственного локального компьютера:

• однопроцессорные системы;

• многопроцессорные системы.

2. Сетевые операционные системы. Такие системы предоставляют пользо­вателю сети некоторую виртуальную машину, работать с которой проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. Однако пользователь всегда выпол­няет специальные операции для доступа к сетевым ресурсам. Сетевые системы включают дополнительные сетевые средства, состоящие из трех основных компонентов:

• серверная часть операционной системы — средства предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование;

• клиентская часть операционной системы — средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам;

• транспортные средства операционной системы — средства обеспече­ния передачи сообщений между компьютерами сети.

3. Распределенные операционные системы. Они предоставляют пользователю сети единую централизованную виртуальную машину, которая дает мак­симальную степень прозрачности сетевых ресурсов. Распределенные сис­темы объединяют все компьютеры сети, для работы в тесной кооперации. При работе в таких системах пользователь, запускающий приложение, не знает, на каком компьютере оно реально выполняется.

Классификация ОС по особенностям алгоритмов управления ресурсами имеет аспекты, приведенные ниже.

Поддержка многопользовательского режима.

• Однопользовательские операционные системы не предоставляют средств защиты информации одного пользователя от несанкциониро­ванного доступа другого пользователя. Такие системы не предостав­ляют возможностей разделения ресурсов.

• Многопользовательские операционные системы такие средства защи­ты информации имеют.

Поддержка многопоточности. Многопоточные операционные системы дают возможность разделять процессорное время не только между про­цессами, но и между отдельными ветвями процессов — потоками.

Поддержка многопроцессорной обработки. Многопроцессорные операци­онные системы реализуют более сложные алгоритмы управления ресур­сами, предоставляющие возможность работать с несколькими процессо­рами.

Специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционной системы. В функциональной класси­фикации компьютеров каждый из типов имеет определенные свойства, оказывающие непосредственное влияние на свойства операционных систем.

Наибольший интерес в настоящее время вы­зывают следующие группы операционных систем:

• операционные системы для мощных серверов;

• операционные системы для рабочих станций и персональных компьютеров;

• операционные системы для карманных компьютеров.

Поддержка многозадачности.

Мультипрограммирование: или многозадачность (multitasking), — это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются сразу несколько программ. Эти программы совместно используют не только процессор, но и другие ресурсы компьютера: оперативную внешнюю память, устройства ввода-вывода, данные. Мультипрограммирование призвано повысить эффективность использования вычислительной системы, однако эффективность может пониматься по-разному. Наиболее характерными критериями эффективности вычислительных систем являются:

□ пропускная способность — количество задач, выполняемых вычислительной системой в единицу времени;

□ удобство работы пользователей, заключающееся, в частности, в том, что они имеют возможность интерактивно работать одновременно с несколькими приложениями на одной машине;

□ реактивность системы способность системы выдерживать заранее заданные (возможно, очень короткие) интервалы времени между запуском программы и получением результата.

По особенностям областей использования, в зависимости от выбранного критерия эффективности ОС делятся на: