1. 1Определение операционной системы (ос). Назначение и основные функции ос.

Операционная система (ОС) - комплекс программ, обеспечивающих управление ресурсами вычислительной системы и процессами, использующие эти ресурсы при вычислении.

Ресурсы - любой физический или логический компонент компьютера (это процессор, память, информация, жёсткий диск). Информация – файлы, библиотеки.

Функции ОС:

• Управление процессором (чередование выполнения программ)

• Управление памятью (выделение программам памяти)

• Управление устройствами (инициализация запросов на ввод-вывод), управление очередями, фиксация завершения обмена.

• Управление программами (инициализация программ и осуществление межпрограммных связей)

• Управление данными (файловые манипуляции)

Применение ОС позволяет спрятать аппаратные особенности компьютера, то есть с помощью ОС в распоряжении программиста или пользователя поступает виртуальная машина с существенно облегчёнными функциями. ОС поддерживает два интерфейса, уровень обоих существенно выше аппаратного.

Операционная система

ЭВМ

Пользовательский

Пользователь

интерфейс

Системное и прикладное программное обеспечение

Программный

интерфейс

Пользовательский интерфейс – командный язык для управления функционированием компа.

Программный интерфейс – набор услуг, освобождающий программиста от кодирования рутинных операций (API - Application Program Interface). Мы будем использовать WIN32API (в kernel32.dll). Он применяется в таких языках как Visual C++, Delphi, C, Visual Basic.

Эволюция ос.

I. 1945-1955 г.г. В восемнадцатом веке английский математик Чарльз Бэббидж изобрёл компьютер (теоретически). ОС он не имел. С середины 40-х годов были изобретены первые ламповые вычислительные устройства. Занимался разработкой, программированием и использованием один коллектив. ОС не было. Были библиотеки служебных и математических программ.

II. 1955-1965 г.г. Появление полупроводниковых элементов. Выполнение практических задач. Разделение персонала на программистов, операторов и т.д. Появились алгоритмические языки, а следовательно и компиляторы. Появились системы пакетной обработки, из-за высокой стоимости процессорного времени. Формируется группа задач, а затем они выполняются на тачке. Пакет заданий тогда был на перфокартах.

III. 1965-1980 г.г. Переход от полупроводников к ИС(интегральным схемам). Появление семейства программно совместимых машин. Семейство IBM 360, ЕС ЭВМ. Возникла необходимость создания ОС. OS/360. Важнейшее достижение: мультипрограммирование, то есть попеременно выполняются несколько программ. Данная система использовала обработку как пакетную, так и с разделением времени.

IV. 1980-2002 г.г. Появление СБИС(сверхбольшая интегральная схема). Удешевление тачек. Особенность: доступ к тачке получили ламеры. ОС стали иметь дружественный интерфейс. Идёт бурное развитие сетей.

2. Классификация операционных систем.

Операционные системы можно классифицировать по следующим признакам:

1.Особенности алгоритмов управления ресурсами

А) Поддержка многозадачности.

Однозадачные: MS-DOS, MSX.

Многозадачные: OS/2, UNIX, Windows, OS ЕС

Б) Поддержка многопользовательского режима. Основное отличие многопользовательских состоит в наличии средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Однопользовательские: MS-DOS

Многопользовательские: Windows NT, UNIX

В) Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. Отличие состоит в степени централизации механизма планирования процессов. В случае вытесняющей многозадачности механизм планирования процессов сосредоточен в ОС, то есть ОС каждой выполняющейся задаче выделяет квант времени, приблизительно 20 мс. По истечении времени ОС переключается на выполнение другого процесса. В случае невытесняющей многозадачности каждый активный процесс выполняется до тех пор, пока сам не передаст управление ОС, а ОС затем сама определяет, какой процесс выполнять дальше.

Вытесняющая многозадачность: Windows NT, OS/2

Невытесняющая многозадачность: NetWare, Windows 3.x

Г) Поддержка многопоточности (thread - поток). Распараллеливание вычислений в рамках одной задачи.

Представители: OS/2, Windows, UNIX

Д) Многопроцессорная обработка. Существует асимметричная и симметричная. В случае асимметричной системы ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи между другими процессорами. В случае симметричной (SMP) система полностью децентрализована.

2. Особенности аппаратных платформ.

Существуют ОС для: ПК, мини-ЭВМ, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ.

3. Особенности областей использования.

А) Системы пакетной обработки. Носят вычислительный характер, не требуют быстрого полу-чения результата.

Представители: OS EC

Б) Системы разделения времени. Для работы юзеров, программистов. У каждого юзера создаётся иллюзия использования отдельной тачки.

Представители: VMS, UNIX, Windows

В) Системы реального времени. Предназначены для управления различными техническими объектами. Существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа.

Представители: QNX, RT/11

4. Особенности метода построения.

Существует особенность построения ядра: монолитный или микро-ядерный подход. Обычно ОС должны работать в нулевом кольце. Это монолитный подход. В случае

3

микроядра в кольце 0 выполняется минимум функций, которые управляют

2

аппаратным обеспечением. В случае Windows в кольце 0 - виртуальные

1

драйверы, в кольце 3 - kernel32.dll. При микроядерном подходе ОС рабо-

тает медленнее, так как есть переходы между кольцами, но система яв-

0

ляется более гибкой, так как её можно модифицировать, сужать, добав-

лять, удалять.

5. Построение ОС на базе объектно ориентированного подхода.

Наличие нескольких прикладных сред, то есть это возможность в рамках одной ОС использовать приложение для других ОС. Например, в Windows NT можно использовать приложения для UNIX, OS/2.

6. Распределённая организация ОС.

Реализованы механизмы воспринимать сеть, в виде традиционного компьютера с одним процессором.