14. Операционные системы.

Основу базового программного обеспечения составляет опера­ционная система (ОС). Каждый компьютер комплектуется опре­делённой операционной системой, которая начинает работать при включении компьютера. По существу ОС является программой, которая организует работу компьютера и предоставляет пользо­вателю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой.

Операционная система - совокупность програм­мных средств, обеспечивающих управление аппа­ратной частью и ресурсами компьютера, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внеш­ними устройствами и другими программами, а так­же взаимодействие пользователя с компьютером.

Каждая конкретная ОС образует автономную рабочую среду компьютера, не связанную ни с одним из языков программиро­вания. Любая прикладная программа непосредственно связана с операционной системой и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Програм­ма, созданная в среде одной ОС, не функционирует в среде другой ОС, если в ней не обеспечена возможность конвертации (преобразования) программ. Исключением из этого правила являются про­граммы, написанные с использованием Java—технологии. Как уже упоминалось, приложения Java способны работать на различных аппаратных платформах и в различных операционных средах.

Операционные системы постоянно совершенствуются и модифи­цируются с целью исправления ошибок и включения новых воз­можностей. Для сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает на­звание версии.

Классификация операционных систем.

Операционные системы классифицируются:

• по количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские и многопользовательские;

• по числу процессов, одновременно выполняемых под управле­нием системы: однозадачные и многозадачные,

• по количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессор­ные и многопроцессорные;

• по типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориен­тированные (графические;)

• по разрядности кода ОС: 8 - разрядные, 16-разрядные, 32 - разрядные, 64 - разрядные;

• по типу доступа пользователей к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени;

• по типу использования ресурсов: сетевые, локальные.

Многопользовательские ОС, в отличие, от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользо­вателей за различными терминалами.

Понятие многозадачности означает поддержку параллельного (одновременного) выполнения нескольких программ, существую­щих в рамках одной вычислительной системы. Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в от дельный момент времени.

В отличие от однопроцессорных ОС, многопроцессорные под­держивают режим распределения ресурсов нескольких процессов (для многопроцессорных ЭВМ) для решения той или иной задачи.

Подразделяя операционные системы на 8-. 16-, 32-, и 64- разрядные, следует иметь в виду, что разрядность ОС не может превышать разрядности процессора.

В случае ОС с пакетной обработкой информации из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вво­димых в ЭВМ и выполняемых в порядке очерёдности с возможным учетом приоритетности.

Режим разделения времени обеспечивает одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется ОС в соответствии с задан­ной программой обслуживания.

Режим реального времени обеспечивает определённое гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с целью управления какими-либо внешним по отношению к ЭВМ событи­ями, процессами или объектами.

Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляет мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию се­тевых ресурсов.

Как правило, сетевые ОС устанавливаются на один или несколь­ко достаточно мощных компьютеров—серверов, выделяемых ис­ключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов. Все остальные ОС будут считаться локальными и могут использоваться на любом персональном компьютере, а также на отдельном компьютере, подключенном к сети в качестве рабочей станции или клиента.

В настоящее время наибольшее распространение имеют следую­щие семейства операционных систем: UNIX, Win­dows, ОС реального времени.

Microsoft Disk Operating System — MS-DOS.

Эта дисковая операционная система фирмы Microsoft была вы­пущена в 1981 году в связи с появлением персональных компью­теров IBM PC. ОС MS DOS являются однозадачными, облада­ют модульной структурой, а интерфейс с ЭВМ осуществляется с помощью команд, вводимых пользователем, так как собственный графический интерфейс у неё отсутствует. Предпринималось мно­жество попыток упростить процесс общения с системой. Наибо­лее удачное решение было предложено Питером Нортоном (Piter Norton). У многих пользователей работа в ОС MS DOS ассоцииру­ется именно с его программой - Norton Commander. Существен­ным недостатком ОС MS-DOS является отсутствие достаточных средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам пер­сонального компьютера и ОС. Одной из последних версий этого семейства ОС являлась MS-DOS 6 22.

ОС семейства OS/2 (Operating System/2).

Эта ОС разработана фирмой IBM в 1987 году в связи с созданием нового семейства ПК. OS/2 является 32-разрядной графической многозадачной ОС для IBM совместимых персональных компью­теров. ОС OS/2 обладает удобным графическим пользовательским интерфейсом и совместима с файловой системой MS-DOS. Глав­ный недостаток этой ОС — малое число прикладных программ, что делает эту систему менее популярной, чем ОС Windows.

Операционные системы семейства UNIX.

Это 32 разрядные многозадачные многопользовательские опе­рационные системы. Сильная сторона UNIX в том, что одна и та же система используется на различных компьютерах от суперком­пьютера до ПК, что даёт возможность переноса системы с одной машинной архитектуры на другую с минимальными затратами. UNIX объединяет в себе: доступ к распределённым базам данных, локальные сети, удалённую дистанционную связь и возможность выхода в глобальные сети, используя обычный модем.

В настоящее время существует большое количество приложений для UNIX Большинство популярных приложений для MS DOS и Windows могут эксплуатироваться в UNIX. Файловая систем ОС UNIX обеспечивает защиту файлов от несанкционированного доступа на уровнях пользователя и группы пользователей.

Имеется несколько ОС семейства UNIX. Различные версии этого семейства имеют свои названия, но в общих чертах повторяют особенности базовой ОС UNIX. В настоящее время ОС UNIX за­воёвывает еще большую популярность благодаря созданию новой ОС для персональных машин Linux (линукс). Linux — свободно распространяемая версия ОС UNIX.

ОС семейства Windows.

ОС семейства Windows разработаны фирмой Microsoft. Они являются многозадачными операционными системами, предоставляющими удобный графический интерфейс. Основными представи­телями данного семейства являются ОС Windows 95/98/2000/XP/Vista/7/8.

Семейство ОС реального времени.

В тех случаях, когда требуется, чтобы система имела гаранти­рованное время реакции, то есть задержка ответа не превышала определенного времени, используют ОС реального времени. Опе­рационная система реального времени (ОС РВ) операционная система, которая гарантирует определенное время реакции систе­мы. Как правило, это время колеблется от нескольких микросекунд до нескольких десятых долей секунды.

ОС РВ в основном применяется в автоматизации таких областей, как добыча и транспортировка нефти и газа, управление техноло­гическими процессами в металлургии и машиностроении, управле­ние химическими процессами, водоснабжение, энергетика. Приме­няют ОС РВ и в банковском деле

Среди наиболее известных ОС РВ для IBM PC используются RTMX, AMX, OS 9000, Q\X и др