Тема 1. Введение в операционные системы

За полувековой период своего существования операционные системы (ОС) прошли сложный путь развития, находясь под постоянным влиянием успехов в области технологии производства элементной базы и вычислительной техники.

Важной вехой в развитии ОС явилось реализация мультипрограммирования – способа организации вычислительного процесса, когда в памяти компьютера одновременно находится несколько программ, попеременно выполняемых процессором.

В 1990-е годы в результате бурного развития персональных компьютеров и на их основе локальных сетей и сети Интернет практически все операционные системы стали сетевыми.

Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС. В настоящее время определились лидеры в классе корпоративных операционных систем: Windows 2000/XP, Windows Server 2003 (в настоящее время их активно сменяет линейка OC Windows нового поколения – Windows 7 и Windows Server 2008 R2) и UNIX-системы.

Цель темы – раскрыть назначение, основные функции и архитектурные особенности построения современных операционных систем.

В результате изучения темы обучаемые должны усвоить:

• Назначение операционной системы, ее место и роль в вычислительной системе.

• Задачи, возлагаемые на операционную систему, и распределение их между основными подсистемами.

• Понятие операционной среды и человеко-машинного интерфейса.

• Понятие сетевых и распределенных операционных систем.

• Основные термины и понятия, применяемые в теории построения операционных систем.

• Многослойный подход к построению операционных систем.

Оглавление

Тема 1. Введение в операционные системы 1

1.1. Определение, назначение, состав и функции операционных систем 2

1.1.1. Определение и назначение операционной системы 2

1.1.2. Понятие операционной среды 3

1.1.3. Операционные оболочки 4

1.1.4. Рациональное управление ресурсами компьютера 7

1.2. Сетевые операционные системы 10

1.2.1. Локальные и глобальные сети 10

1.2.2. Назначение и функциональные компоненты сетевых операционных систем 11

1.2.3. Компоненты сети 14

1.3. Архитектура операционных систем 16

1.3.1. Архитектура операционной системы, основанная на ядре 16

1.3.2. Микроядерная архитектура 21

1.3.3. Совместимость операционных систем 24

Выводы 25

Вопросы для самопроверки 26

1.1. Определение, назначение, состав и функции операционных систем

Существует большое количество ОС. Можно выполнить обширную классификацию их по самым различным критериям. Поэтому при изучении операционных систем выделим только те функции, которые присущи всем ОС как классу продуктов.

1.1.1. Определение и назначение операционной системы

Можно встретить различные определения операционной системы, но смысл их одинаковый.

Операционная система – комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны.

Отсюда две группы функций ОС, определяющих ее двухстороннее назначение:

1. Предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобнее работать и которую легче программировать. Программные модули ОС, формирующие человеко-машинный интерфейс, предназначены для повышения эффективности работы человека, которая достигается максимальным использованием всех его органов чувств при работе с компьютером.

2. Повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Первая группа функций операционной системы направлена на взаимодействие с пользователем ОС. При этом следует различать интерфейс прикладного программиста, создающий операционную среду, и пользовательский, человеко-машинный интерфейс.

Вторая группа функций ОС направлена на взаимодействие с аппаратурой компьютера. Рациональное управления ресурсами компьютера повышает эффективность его использования.