Операционные системы

ОС - это комплекс программ, который выполняет следующие функции:

• обеспечивает пользователей программными средствами для доступа к ресурсам компьютера;

• обеспечивает эффективное разделение ресурсов компьютера между пользователями.

ОС значительно отличаются в зависимости от типа компьютера. Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС.

Так как в наше время мы все реже и реже видим ОС, которые не поддерживают многозадачность, то имеет смысл немного поговорить об этих ОС.

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

• Системы пакетной обработки (например, OC EC) предназначались для решения задач в основном вычислительного характера.

• Системы разделения времени (UNIX, VMS).

• Системы реального времени (QNX, RT/11, VxWorks,).

Стоит отметить, что выбор не ограничивается только ОС и архитектурой ЭВМ, так например приложения на Java или C# для своего выполнения требуют специального ПО, называемого виртуальной машиной. Выбор платформы является ключевым решением для разработчиков.

Выбор языка и среды программирования

При решении конкретной прикладной задачи в большинстве случаев язык и среда программирования не выбираются, а задаются извне - заказчиком, начальником и т.п.

В том случае, когда возможен выбор, исходить следует из следующего:

• Характера самой задачи и технических требований;

• Наработанного инструментария и имеющихся для данной среды библиотек;

• Имеющихся в языке и среде программирования инструментальных средств.

Применимость языка для той или иной задачи зависит от того, каким набором понятий он оперирует, в рамках каких концепций (парадигм) он позволяет работать, какие имеются стандартные и распространенные пользовательские библиотеки и т.д.

По набору понятий языки прежде всего подразделяются на высоко- и низкоуровневые. Первые предоставляют высокий уровень абстракции от оборудования, вторые - низкий, приближенный к машинному.

С точки зрения того, внесены ли в набор понятий особые, специфичные для предметной области объекты, языки делятся на универсальные (процедурные) и специализированные. К последним можно отнести Prolog, Lisp. Универсальные языки позволяют реализовать любой алгоритм, пользуясь стандартным набором конструкций. Благодаря этому, код на таком языке может быть достаточно легко перенесен из одного процедурного языка в другой при помощи консервативных изменений.

• Типизация/структуры данных

Любой язык характеризуется набором базовых типов, возможностями по пополнению этого набора при помощи ряда конструкторов: массив, запись (структура), объединение. В некоторых языках имеется универсальный тип (Variant в Delphi и Visual Basic), свободно используемый как любой из базовых типов. Степень контроля типов может быть очень разной - от полного отсутствия до крайне жесткого. Важно наличие (возможно, в виде библиотеки) структур данных переменной длины, например, динамических массивов.

• Подпрограммы и вызовы

Различия в языках сводятся к способам определения процедур и функций, вариантам передачи параметров, возможностям определения рекурсивных процедур и наличию процедурного типа данных.

• Типы памяти

Наличие и широкая классификация типов памяти дает возможность эффективно управлять ее распределением, но и вносит сложность, требующую от программиста более внимательного отношения. Обычно выделяют (максимальный спектр): регистры, глобальные, локальные и динамические переменные.

• Модули

Наличие средств логического объединения группы процедур/функций/переменных позволяет работать с большими проектами, упрощая их структуру. Важное свойство - возможность описания процедур инициации и завершения модуля.

• Объектный подход

Объединение структур и методов их обработки (_инкапсуляция_) создает значительные удобства при программировании. Возможность _наследования_ позволяет привести в систему набор структур. Автоматически вызываемые конструкторы и деструкторы упрощают отслеживание взаимосвязей. Все это составляет удобный инструмент для описания понятий и действий прикладной программы.

• Переносимость

Независимость от аппаратуры, реализуемая при помощи семантики, не зависящей от конкретной машины и внесением в язык ряда специфичных понятий - таких как базовый тип с нефиксированным размером (int в C).

С точки зрения эффективности, важно как исполняется программа - последовательной интерпретацией исходного текста (интерпретатор) либо непосредственным исполнением готового кода (компилятор). Интерпретатор целесообразно использовать лишь в случае когда скорость интерпретации не сильно сказывается на эффективности программы. Кроме интерпретации и компиляции возможны промежуточные варианты с генерацией псевдокода, который отличается от от исходного текста высокой скоростью интерпретации либо другими полезными свойствами (например, возможностью исполнения на машинах различной архитектуры - как Java).