Операционные системы, их назначение и классификация Назначение операционных систем

Среди всех программ, с которыми приходится иметь дело пользователю компьютеров, особое место занимают операционные системы. Первые попытки создать систему, функционально объединяющую части программного обеспечения, были предприняты в США в 1953 г., когда были созданы первые управляющие системы. К ним относится система МТИ, разработанная для учебных целей в Массачусетском технологическом институте. Основное ее назначение – обеспечение непрерывного прохождения через машину группы задач и представление возможности пользоваться библиотекой служебных программ, хранимой в машине. Одной из первых была и система, разработанная для машин Атлас, а также система Ibsis для машин IBM-7090/7094.

Операционная система – это часть программного обеспечения, предназначенная для планирования и организации процесса обработки, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программы и других вспомогательных операций обслуживания.

Из определения видно, что операционная система:

• обеспечивает наиболее эффективное взаимодействие различных устройств ЭВМ в процессе решения задач;

• упрощает взаимодействие человека и машины;

• облегчает процесс составления программ и сокращает сроки прохождения задач от постановки до машинной реализации.

• организует защиту частей вычислительной системы и программ друг от друга;

• определяет права доступа и приоритетов;

Ее можно рассматривать как «слой» программного обеспечения, который непосредственно примыкает к аппаратуре и является фундаментом, на котором строится система внешних услуг, предоставляемых пользователю. В этом смысле операционная система организует интерфейс (связь) между аппаратурой и пользователем, выступая посредником между пользователем и техническими средствами вычислительной системы.

Операционная система также тесно связана с оборудованием, без нее современные компьютеры не могут работать. Поэтому первой операцией, выполняемой после включения компьютера, является загрузка операционной системы. В процессе загрузки в память компьютера помещаются основные программы операционной системы, способные управлять работой компьютера, воспринимать команды пользователя и обеспечивать их выполнение.

Одна из важнейших функций операционной системы – управление выполнением прикладных задач, решаемых пользователем. Операционная система загружает вызываемую программу в память и в дальнейшем следит за ходом ее выполнения. Если возникает ситуация, препятствующая нормальному выполнению программы, операционная система анализирует ее и пытается автоматически обеспечить ее дальнейшее выполнение или выдает сообщение о возникающих затруднениях или указание, что необходимо сделать, чтобы продолжать выполнение программы.

Классификация операционных систем

Классификацию операционных систем обычно проводят по ряду признаков.

По количеству пользователей одновременно работающих с системой:

• однопользовательские (Ms Dos);

• многопользовательские (Windows и др.).

По количеству задач, которые могут решаться в любой момент времени:

• однозадачные;

• многозадачные.

Однозадачные позволяют выполнять только одну программу в текущий момент времени. Примером однозадачной операционной системы является Ms Dos. Многозадачные операционные системы могут одновременно выполнять несколько задач, количество которых зависит от объема оперативной памяти компьютера. Наибольшую известность получили многозадачные системы Windows и Unix. Многозадачной является и операционная система OS/2.

По количеству процессоров, на которые ориентирована операционная система:

• однопроцессорные;

• многопроцессорные.

Многопроцессорная обработка предполагает поддержку нескольких процессоров и присутствует в операционных системах Solaris, OS/2. Многопроцессорные системы подразделяются на асимметрические и симметрические. Асимметрические выполняются на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по другим процессорам. Симметрические системы децентрализованы и используют все процессоры, разделяя между ними системные и прикладные задачи.

По количеству разрядов адресной шины:

• 16- разрядные;

• 32- разрядные;

• 64- разрядные.

Разрядность адресной шины определяет объем памяти, к каждому элементу которой можно обратиться как к единому целому.

По базовому способу общения с пользователем:

• на языке команд;

• на языке меню;

• на языке графических представлений.

Сетевые и несетевые операционные системы.

Сетевые – это комплекс программ, реализующих обработку, передачу, хранение данных в сети. Сетевая система обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети (принтерам, модемам и другим устройствам), распределяет и перераспределяет различные ресурсы сети. Наиболее распространены следующие сетевые операционные системы: Unix, Novell Netware, Windows).

На компьютерах типа IBM чаще всего применяются следующие операционные системы:

• операционная система Ms Dos фирмы Microsoft или совместимые с ней операционные системы PC Dos фирмы IBM и Novell Dos фирмы Novell и др.;

• операционная система Windows фирмы Microsoft. Популярность системы Windows связана с тем, что эта операционная система обеспечивает высокую надежность работы в многозадачной среде, содержит средства для коллективной работы с данными, а также встроенные возможности для контроля и ограничения доступа к данным.

• операционная система OS/2 фирмы IBM.

Сравнение возможностей различных операционных систем

Ms Dos – это однопользовательская однозадачная операционная система с развитыми средствами доступа ко всем аппаратным компонентам, гибкой файловой системой, основанной на иерархической структуре каталогов, с простыми средствами доступа пользователей к прикладным программам.

Ms Windows – это многопользовательская, многозадачная система, ориентированная главным образом на поддержку удобной работы конечных пользователей. Она имеет развитые средства диалога, использующие графику, дисплейные окна, манипулятор мышь для выбора объектов и операций над ними.

OS/2 – это однопользовательская многозадачная система. Она является приемником систем типа Ms Dos и имеет схожий с ними интерфейс.

Unix – многопользовательская многозадачная система, ориентированная в основном на эффективную поддержку процесса разработки программного обеспечения. В ней имеется развитая файловая система, обеспечивается программирование доступа ко всем типам внешних устройств, имеется мощный командный язык. Кроме того, в состав системы входит множество служебных программ (утилит), обеспечивающих выполнение разнообразных функций. В этой системе заложена возможность организации одновременной работы с ЭВМ нескольких пользователей с отдельных терминалов. Эта система требует значительных ресурсов (памяти и быстродействия).