Вопрос 3. Классификация ос. §2.1 Классификация операционных систем.

Для классификации ОС используются следующие основные признаки:

- назначение ОС;

- режим обработки задач;

- способ взаимодействия пользователя с системой;

- архитектурный принцип построения ОС.

Различают ОС общего и специального назначения.

Операционные системы общего назначения широко используются во всех сферах применения компьютеров для решения широкого круга задач: поддержка баз данных, обработка аудио и видеоданных, игры. Примером таких ОС является семейство Windows и Linux. Данные ОС используются на обычных домашних компьютерах и в составе больших корпоративных сетей, что характеризует их универсальность.

Среди ОС специального назначения можно выделить следующие разновидности:

- ОС для карманных компьютеров, сотовых телефонов и другой бытовой техники, например, PalmOS и Windows CE (Consumer Electronics – бытовая электроника);

- ОС для встроенных систем (телевизоров, СВЧ печей, стиральных машин и т.д.);

- ОС реального времени, которые применяются для управления различными техническими объектами (станок, спутник) или технологическими процессами (гальваническая линия, доменный процесс, конвейерная линия). ОС реального времени должны удовлетворять жестким временным требованиям: гарантированное время реакции на внешние события и гарантированное завершение каждого процесса (программы) к определенному моменту времени. В противном случае может произойти авария на объекте управления. Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы – реактивностью.

По режиму обработки задач различают однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и многозадачные ОС (OC EC, OS/2, UNIX, Windows).

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 между несколькими процессами совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

По способу взаимодействия пользователя с системой различают однопользовательские (однотерминальные) (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2) и многопользовательские (мультитерминальные) ОС (UNIX, Windows NT, Linux).

В мультитерминальных системах с одной ВС одновременно могут работать несколько пользователей, каждый со своего терминала (монитора). При этом у пользователей возникает иллюзия, что у каждого из них имеется своя ВС. Для организации мультерминального режима в ВС необходимо обеспечить многозадачный режим работы. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

По архитектурному принципу построения различают классические и микроядерные ОС.

Вопрос 4. Назначение и основные функции операционной системы (ос) для автономного компьютера. §2.2 Операционные системы для автономного компьютера

Операционная система компьютера представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. В соответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций:

- предоставление пользователям и программистам вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобней работать и легче программировать;

- повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

В первом случае, функцией ОС является предоставление пользователю виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину. Современный разработчик прикладных программ может обойтись без досконального знания аппаратного устройства компьютера. Он может даже не знать системы команд процессора. Например, ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс. ОС берет на себя все трудности, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые операции. То есть та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, имеет дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.

Во втором случае, функцией ОС является распределение ресурсов ВС между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.

ОС должна управлять всеми ресурсами ВС таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение следующих задач:

- планирование ресурса, то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;

- выделение ресурса;

- отслеживание состояния ресурса, то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно;

- освобождение ресурса.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет облик ОС в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс.