17. Виды операционных систем, их характеристики.

Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.

Функции ОС: * Управление памятью;* Управление доступом к устройствам ввода-вывода;* Управление файловой системой;* Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов;* Управление использованием ресурсов;* Загрузка программ в оперативную память и их выполнение;* Интерфейс с пользователем;* Межмашинное взаимодействие (сеть);* Защита самой системы и пользовательских данных и программ;* Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Операционные системы (ОС) дополняют аппаратные средства любого персонального компьютера, позволяя прикладным программам обращаться к внешним устройствам, а человеку — пользователю ЭВМ — управлять работой машины с помощью соответствующих команд. Ядро операционной системы обычно дополняется набором сервисных программ, которые служат разным целям; с их помощью производиться начальная разметка дисков, установка параметров внешних устройств, тестирование оперативной памяти и других устройств, выдача информации на печать, стыковка с локальной сетью и т.д.

Операционная система является неотъемлемой частью ПЭВМ, обеспечивая управление всеми аппаратными компонентами и позволяя отделить остальные классы программ от непосредственного взаимодействия с клавиатурой.

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями и многими другими свойствами.

В зависимости от особенностей использования алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на многопроцессорные и однопроцессорные системы, на системы, поддерживающие и не поддерживающие распараллеливания вычислений в рамках одной задачи.

 Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач ОС могут быть разделены на два класса:

-   однозадачные (MS-DOS, MSX);

-   многозадачные (ОС ЕС, OS/2, UNIX, Windows 95).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию представления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами[1], средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

-   однопользовательские (MS-DOS, Windows3.x, ранние версии OS/2);-   многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Многопроцессорная обработка. Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Oрen Server 3.x компании Santa Crus Oрerations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.

 Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

-   системы пакетной обработки (например, OC EC), -   системы разделения времени (UNIX, VMS), -   системы реального времени (QNX, RT/11). Многозадачность (multitasking, multiprogramming) - свойство операционной системы и ЭВМ, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за какой-то период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ. Наиболее распространенной многозадачной системой является Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США).

Виды ОС: * Многопользовательская система, система с коллективным доступом, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) - вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Примерами разработок указанного вида могут служить помимо Windows операционные системы: NetWare, созданная и развиваемая фирмой Novell (США) для локальных информационных вычислительных систем; Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США); REAL/32 и * Однопользовательская система (one user system) -  операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS фирмы Microsoft (США) и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM. * Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др.