2. Історія розвитку ос. Класифікація сучасних ос.

История развития ОС. Разновидности ОС.

Первое поколение (1945-1955): электронные лампы и коммутационные панели.

На первых машинах использовались механические реле, но они были очень медлительны, длитель­ность такта составляла несколько секунд. Позже реле заменили электронными лампами. Машины получались громоздкими, занимающими целые комнаты, с де­сятками тысяч электронных ламп, но все равно они были в миллионы раз мед­леннее, чем даже самый дешевый современный персональный компьютер.

К началу 50-х, с выпуском перфокарт, установившееся положение несколько улучшилось. Стало возможно вместо использования коммутационных панелей записывать программы на карты и считывать их с карт, но во всем остальном процедура вычислений оставалась прежней.

Второе поколение (1955-1965): транзисторы и системы пакетной обработки.

В середине 50-х изобретение и применение транзисторов радикально изменило всю картину. Компьютеры стали достаточно надежными, машины с высокой ве­роятностью могли работать довольно долго, выполняя при этом полезные функ­ции. Впервые сложилось четкое разделение между проектировщиками, сборщи­ками, операторами, программистами и обслуживающим персоналом.

Машины, теперь называемые мэйнфреймами, располагались в специальных комна­тах с кондиционированным воздухом, где ими управлял целый штат профессио­нальных операторов. Большие компьютеры второго поколения использовались главным образом для научных и технических вычислений, таких как решение дифференциальных уравнений в частных производных, часто встречающихся в физике и инженер­ных расчетах. В основном на них программировали на языке FORTRAN и ас­семблере, а типичными операционными системами были FMS (Fortran Monitor System) и IBSYS (операционная система, созданная корпорацией IBM для ком­пьютера IBM 7094).

Третье поколение (1965-1980): интегральные схемы и многозадачность.

К началу 60-х годов большинство производителей выпускало две полностью не­совместимые линейки компьютеров. С одной стороны, существовали большие компьютеры с пословной обработкой текста типа IBM 7094, использовавшиеся для числовых вычислений в науке и технике. С другой стороны, выпускались коммер­ческие компьютеры с посимвольной обработкой, такие как IBM 1401, широко применявшиеся в банках и страховых компаниях для сортировки и печати данных.

Корпорация IBM выпустила линейку машин IBM/360. Это была серия программно совместимых машин, начиная от компьютеров размером с IBM 1401 и заканчивая машинами, значительно более мощными, чем IBM 7094. Они различались только ценой и производительностью. Так как все машины имели одинаковую архитек­туру и набор команд, программы, написанные для одного компьютера, могли работать на всех других. Самым важным достижением явилась многозадачность.

Четвертое поколение (с 1980 года по наши дни): персональные компьютеры.

Следующий период эволюции операционных систем связан с появлением боль­ших интегральных схем — кремниевых микросхем, содержащих тысячи транзисторов на одном квадратном сантиметре. Это поколе­ние стало поколением персональных компьютеров на базе микропроцессоров. По архитектуре персональные компьютеры (первоначально назы­ваемые микрокомпьютерами) были во многом похожи на мини-компьютеры но, конечно, отличались по цене. Было создано несколько семейств микрокомпьютеров. В 1974 году фирма Intel представила первый 8-разрядный микропроцессор общего назначения 8080. Следующее поколение микропроцессоров было 16-разрядным. Компания Microsoft предложила IBM пакет, включавший собственный интерпретатор BASIC и опера­ционную систему DOS (дисковая операционная система). Операционные системы СР/М, MS-DOS и APPLE DOS имели интерфейс ко­мандной строки, с помощью которого пользователи вводили команды с кла­виатуры. Компания Microsoft разработала опе­рационную систему Windows. Изначально Windows представляла собой лишь графическую среду, работающую поверх 16-разрядной ОС MS-DOS; другими словами, она являлась скорее оболочкой, нежели настоящей операционной сис­темой. Что же касается текущих версий Windows, это — потомки ОС Windows NT, написанной «с нуля».

Другой значимый претендент на лидерство в мире персональных компьютеров — операционная система UNIX и различные ее ответвления. С середины 80-х годов начали расти и развиваться сети персональных компьютеров, управляемых сетевыми и распределенными операционными системами.

Операционные системы могут различаться:

· особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами);

· типами аппаратных платформ;

· областями использования;

· особенностями методов построения;

· сетевыми функциями и многими другими свойствами.

Особенности алгоритмов управления ресурсами. В зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на: многозадачные и однозадачные; многопользовательские и однопользовательские; системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее; многопроцессорные и однопроцессорные системы.

Типами аппаратных платформ. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и компьютерных сетей. Среди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. В любом случае специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем. Очевидно, что операционная система большой машины является более сложной и функциональной, чем операционная система персонального компьютера.

Наряду с операционными системами, 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 или многоплатформенные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающим перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на С, который и был разработан для программирования операционных систем.

Особенности областей использования. Многозадачные операционные системы подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

· системы пакетной обработки (например, ЕС);

· системы разделения времени (UNIX, VMS);

· системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя от процесса выполнения его задач.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка, или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.

Особенности методов построения. При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу. К таким базовым концепциям относятся:

· способы построения ядра системы;

· использование объектно-ориентированного подхода;

· поддержка нескольких прикладных сред;

· распределенная организация.

Сетевые операционные системы. Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС - это ОС отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

Особенности ОС Windows

· оконный графический интерфейс. Окно - это основное поле действия программы;

· многозадачность система обеспечивает работу с несколь­ким задачами одновременно с возможным переключением между ними;

· возможность использования длинных имен файлов и ката­логов — до 256 символов;

· удобная и гибкая справочная система;

· стандартные система меню, форма представления отчетов, операции обработки для сервисных и прикладных программ;

· устойчивость в работе, защищенность программы и информации;

· полная независимость от аппаратуры и др.