Компьютерные сети и мультимедиа

Компьютерные сети начали развиваться исподволь с начала 70-х годов, но именно в 90-е годы скорость их распространения превысила некоторый критический порог. Произошло то, что специалисты предсказывали давно: вычислительная техника и техника связи, слившись воедино как две половинки атомного заряда, привели к подлинному информационному взрыву. Миллионы компьютеров, разбросанных по всему свету, оказались связанными всемирной паутиной Интернета. Гигантские объемы научной, культурной и всякой другой информации сделались доступными любому рядовому пользователю, оказались, по меткому выражению Билла Гейтса «на кончиках пальцев».

Появление «сети сетей» — Интернета — вызвало рождение целой отрасли нематериального производства — сетевого бизнеса. Тысячи фирм делают деньги «из воздуха», занимаясь предоставлением доступа в Интернет (Internet providing) и предоставляя различные услуги по организации электронной почты, публикации и поиску информации в сети, размещению рекламы, электронной торговле и т. д. Годовой оборот таких гигантов сетевой индустрии как America On Line (AOL), Yahoo, Amazon измеряется миллиардами долларов, и это только начало.

Развитие сетевых технологий потребовало разработки соответствующего слоя общего программного обеспечения. Историю и современное состояние компьютерных сетей, а также их программного обеспечения мы будем рассматривать в главе 4, а сейчас несколько слов скажем еще об одном важном достижении, которое в 90-х годах перешло из разряда экспериментальных в общедоступные. Речь идет о мультимедиа-технологиях. Буквальный перевод слова multimedia — «многие среды». Имеются в виду типы объектов, с которыми имеет дело компьютер. В прежние времена вариантов было немного: стандартный компьютер вводил, обрабатывал и выводил только строки символов или неподвижные картинки, на большее не хватало ни мощности процессора, ни объема памяти, ни возможностей устройств вввода-вывода. Однако в последние годы эти характеристики достигли такого состояния, что появилась возможность существенно рас-

ширить класс обрабатываемых объектов.

Операционные системы

Давайте вначале ответим на вопрос – Что такое операционная система и какие задачи она выполняет?

По сути ОС – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования ресурсов компьютера удобным для пользователя способом.

Компьютер сложная система, многоуровневый подход к ее рассмотрению приводит к определению ОС как ИНТЕРФЕЙСА между компьютером и пользователем.

Архитектура на уровне машинных команд сложна и неудобна для применения прикладного ПО. Пример: работа с ЖД (по существу это заниматься разработкой драйверов). Поэтому нужна высокоуровневая абстракция, которая представляла бы ЖД как набор поименованных файлов с их атрибутами. К тому же необходимо создавать иллюзию неограниченного размера оперативной памяти и т.д. и т.п. Таким образом, ОС представляется пользователю ВИРТУАЛЬНОЙ машиной, с которой проще иметь дело.

ОС предназначена для управления всеми частями сложной архитектуры компьютера, ОС в этом случае выступает в роли МЕНЕДЖЕРА ресурсов и осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов компьютера. Ну и конечно, ОС представляется системой безопасности реализующей функции защиты пользователей и программ в многопользовательском режиме и мультипрограммном режиме работы ВМ.

История операционных систем начинается в 60-е годы, когда для облегчения труда операторов и экономии машинного времени были созданы первые программы-автооператоры и мониторные системы. Впоследствии они развились в операционные системы следующих основных типов:

• пакетные (однозадачные и с мультипрограммированием);

• диалоговые (с разделением времени — ОС РВ);

• системы реального времени.

Пакетные операционные системы, поддерживающие режим мультипрограммирования, были разработаны в начале 60-х годов. Наиболее совершенной системой такого типа было OS/360 MVT для IBM S/360. Следующий этап в развитии ОС для больших ЭВМ — диалоговые операционные системы с разделением времени (ОС РВ). Экспериментальные ОС такого типа, сформировавшие идеологию систем, были созданы в Массачусетском технологическом институте. Сама идея была высказана Джоном Маккарти в 1961 году, проект Multics под руководством Фернандо Корбато реализовывался во второй половине 60-х годов. Промышленные ОС РВ появилсь в 70-х годах, их разработка и доводка выполнялась как правило фирмами-производителями соответствующих ЭВМ, например, OS/VM для IBM S/360 или RSX-11 для PDP-11. Для отечественной ЭВМ БЭСМ-6 также было разработаны ОС «Диспак» и «Дубна». Среди ОС РВ особое место занимает система Unix, первый вариант которой был разработан Кеннетом Томпсоном и Деннисом Ричи в Bell Laboratories в 1969 году. Написанная на машинно-независимом языке Си, она является портируемой, то есть допускает перенос на различные аппаратные платформы. Это свойство, а также доступность и бесплатность исходного кода, сделали Unix чрезвычайно популярной в 80-х и 90-х годах. Однако доступность исходного кода привела к тому, что единая система перестала существовать, образовалось множество хоть и близких по существу, но различающихся в деталях Unix-подобных систем, как бесплатных, так и коммерческих, например, Solaris от Sun, AIX от IBM, Xenix от Microsoft.

Появление персональных ЭВМ в 80-х годах породило новый класс настольных операционных систем, которые на первых порах относились к классу простейших пакетных однозадачных ОС. Для первого поколения 8-битовых ПК характерной была ОС CP/M, разработанная в 1976 году Гэри Килдолом. Второе поколение, ознаменовавшиеся выпуском 16-битовой IBM PC, оснащалось в основном операционной системой MS-DOS, выпущенной фирмой Microsoft в 1981 году. Эта система стала классической ОС для 80-х годов, однако ей присущи принципиальные недостатки, вытекающие из ограниченности аппаратных ресурсов:

• однозадачный режим работы;

• отсутствие встроенных средств управления расширенной памятью и внешними устройствами, прикладная программа должна решать эти задачи сама;

• отсутствие унифицированного графического интерфейса, каждое приложение имеет свою логику взаимодействия с пользователем.

Третье поколение 32-битовых персональных компьютеров, появившееся к концу 80-х годов, обладало достаточными аппаратными возможностями для организации графического человеко-машинного интерфейса. Идеи этого интерфейса, разработанные еще в 70-х годах в Xerox PARC, были впервые широко использованы фирмой Apple в операционной системе Mac OS для ЭВМ Macintosh, выпущенной в 1984 году. Фирма Microsoft, отставшая в этом отношении от Apple, выпустила в 1985 году графическую надстройку над DOS под названием Windows. Первые две версии коммерческого успеха не имели, и только Windows 3.0, появившаяся в 1990 году, стала завоевывать рынок. К концу века Microsoft с настольными ОС Windows-95/98/Me, поддерживающими многозадачный режим работы, стала фактическим монополистом на рынке ОС для платформы Intel, победив в конкурентной войне фирму IBM с ее OS/2.

Кроме настольных ОС, в 90-е годы разрабатывались серверные операционные системы, являющиеся прямыми потомками ОС с разделением времени 70-х и 80-х годов. На рынке доминировали NetWare фирмы Novell, Windows NT фирмы Microsoft и различные версии Unix, среди которых наиболее активно развивалась бесплатная система Linux, первая версия которой была создана в 1991 году финским студентом Линусом Торвальдсом.

Особый класс операционных систем — системы реального времени. Они применяются в системах управления технологическими процессами, в которых критическим является время реакции системы на запросы внешних устройств.

Итак, система программного (математического) обеспечения ЭВМ представляет собой комплекс программных средств, в котором можно выделить операционную систему. Операционная система – предназначена для эффективного управления вычислительным процессом, планирования работы и распределения ресурсов