Особенности дисциплины

Предметную область и дисциплину «Операционные системы» можно изучать и осваивать по-разному, например, устанавливая и осваивая на практике повседневной работы возможности и особенности конкретных версий ОС. Но более дальновидным видится предварительное изучение ранее накопленного опыта разработчиков и пользователей на уровне общих фундаментальных концепций и принципов построения и организации ОС, общих внутренних механизмов их функционирования, справедливых для большинства известных и перспективных систем. Действительно, различия между разрабатываемыми ОС не столь существенны, как это может показаться на первый взгляд [1-5]. В результате в различных ОС используются одни и те же принципы управления процессами и распределения важнейших ресурсов компьютера или ВС. Поэтому при изучении ОС предпочтительно вначале изучить основополагающие идеи их организации, на основе чего можно проверить в лабораторном практикуме (и затем, осваивая новые версии и ОС) детали и возможности реализации этих идей в конкретных системах [1-10].

Мы не будем подробно изучать свойства и возможности, подсистемы и средства известных и популярных ОС, приводя их в иллюстративном плане, как примеры организации, реализации структуры, основных функций, средств и механизмов ОС, а также с целью сравнения эффективности подходов и результатов разработки конкретных систем.

Важнейшие моменты эволюции ос

За свою почти полувековую историю ОС прошли сложный путь развития, насыщенный многими важными событиями. Огромное влияние на развитие ОС оказывают, в первую очередь, успехи в совершенствовании элементной базы и вычислительной аппаратуры (манипулятор типа «мышь», различные виды памяти, диски: гибкие, жесткие, CD-ROM, CD-RW, магнитооптические, DVD-ROM, DVD-RW, а также соответствующие накопители). Поэтому многие этапы развития ОС тесно связаны с появлением новых типов аппаратных платформ. К ним относятся мини-, микро- и суперкомпьютеры, микропроцессоры, ПК, процессоры и компьютеры с полным и сокращенным набором команд – соответственно Complete Instruction Set Computer (CISC) и Reduced Instruction Set Computer (RISC), многопроцессорные архитектуры и другие. Серьезную эволюцию ОС претерпели и в связи с бурным развитием мультимедиа (поддержка звука, анимации, видео), а также сетевых технологий (локальные вычислительные сети (ЛВС), корпоративные и глобальные сети, массовые коммуникации, электронная почта, Internet, internet/intranet-технологии) и средств защиты информации [1, 3-7].

Важнейшими вехами эволюции ОС в разное время явились следующие средства и механизмы: пакетная обработка, мультипрограммирование, удаленный ввод заданий, прерывания, драйверы внешних устройств (ВУ) или устройств ввода-вывода (УВВ), спулинг, файловые системы, системы реального времени, разделение времени, виртуальная память, свопинг, многозадачность и многопоточность, мультипроцессирование, панели и окна для представления информации, скроллинг, графика и пиктограммы, многооконный графический интерфейс пользователя (ГИП) и многие другие [1-14].

На развитие ОС безусловно оказывает постоянное влияние и всевозможное программное обеспечение (ПО) различного назначения, функционирующее в среде ОС, для управления которым, по сути, ОС и предназначены. От возможностей ОС и качества выполнения ими своих функций во многом зависят успех использования прикладного ПО, возможности, направления и темпы его совершенствования и развития.

Все отмеченные факторы, а также множество других, например, экономических, социальных и даже психологических, являются значимыми ускорителями эволюции ОС, которую может ощутить за 2-3 года работы практически любой пользователь компьютера.

Автор выражает искреннюю признательность своим руководителям – проректору по научной работе ТРТУ, д.т.н., профессору В.М. Курейчику, декану факультета автоматики и вычислительной техники ТРТУ, д.т.н., профессору Ю.М. Вишнякову, заведующему кафедрой систем автоматизированного проектирования ТРТУ, д.т.н., профессору В.В. Курейчику за поддержку работы. Автор благодарен рецензентам – д.т.н., профессору В.Н. Вагину и д.т.н., профессору Ю.О. Чернышеву за внимание к работе и ценные замечания. Автор также благодарен своим коллегам – к.т.н. О.В. Коновалову и аспиранту И.А. Шкамардину за помощь в поиске и подготовке материалов для лабораторного практикума.