1. Назначение и функци ос

Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом.

Основныересурсы:процессоры, основнаяпамять, таймеры, наборыданных, диски, принтеры,сетевыеустройства, идр.

Управлениересурсамивключаетрешениерядаобщих,независящихоттипаресурсазадач:

планированиересурса–определение,какомупроцессу,когдаивкакомкачестве(еслиресурсможетвыделятьсячастями)следуетвыделитьданныйресурс;

удовлетворениезапросовнаресурсы–выделениересурсапроцессам;

отслеживаниесостоянияиучетиспользованияресурса–поддержаниеоперативнойинформацииозанятостиресурсаираспределеннойегодоли;

разрешениеконфликтовмеждупроцессами,претендующиминаодинитотжересурс.

1-й период (1945–1955 гг.).

• Ламповые машины

• Нет разделения персонала

• Нет операционных систем

• Ввод программы с пульта или с колоды перфокарт

• Отладка программы с пульта

• Одновременное выполнение только одной операции

• Появление прообразов первых компиляторов

Научно-исследовательская работа в области вычислительной техники

2-й период (1955 г.–начало 60-х).

• Транзисторные машины

• Происходит разделение персонала

• Бурное развитие алгоритмических языков

• Ввод задания с колоды перфокарт

• Отладка программы по изучению распечаток

• Пакеты заданий и системы пакетной обработки

Начало использования ЭВМ в научных и коммерческих целях

3-й период (начало 60х гг. – 1980 г.)

• Машины на интегральных схемах

• Использование спулинга (spooling)

• Планирование заданий

• Мультипрограммные пакетные системы

4-й период (1980 г. – настоящее время)

• Машины на больших интегральных схемах (БИС)

• Персональные ЭВМ

• Дружественное программное обеспечение

• Сетевые и распределенные операционные системы

Широкое использования ЭВМ в быту, в образовании, на производстве

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ:

• Планирование заданий и использования процессора

• Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации

• Управление памятью

• Управление файловой системой

• Управление вводом-выводом

• Обеспечение безопасности

Операционные системы существуют потому, что на данный момент их существование – это разумный способ использования вычислительных систем.

Реализация многозадачности

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы можно разделить на два класса:

многозадачные (Unix, OS/2, Windows);

однозадачные (например, MS-DOS).

Многозадачная ОС, решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный режим в соответствии с требованиями раздела "Основные понятия, концепции ОС".

Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе выделяется квант процессорного времени, по истечении которого управление передается другой программе. Говорят, что первая программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают пользовательские программы большинства коммерческих ОС.

Поддержка многопользовательского режима

По числу одновременно работающих пользователей ОС можно разделить на:

однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x);

многопользовательские (Windows NT, Unix).

Наиболее существенное отличие между этими ОС заключается в наличии у многопользовательских систем механизмов защиты персональных данных каждого пользователя.

Многопроцессорная обработка

Вплоть до недавнего времени вычислительные системы имели один центральный процессор. В результате требований к повышению производительности появились многопроцессорные системы, состоящие из двух и более процессоров общего назначения, осуществляющих параллельное выполнение команд. Поддержка мультипроцессирования является важным свойством ОС и приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. Многопроцессорная обработка реализована в таких ОС, как Linux, Solaris, Windows NT, и ряде других.

Многопроцессорные ОС разделяют на симметричные и асимметричные. В симметричных ОС на каждом процессоре функционирует одно и то же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из процессоров доступна вся память.

В асимметричных ОС процессоры неравноправны. Обычно существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.

Системы реального времени

В разряд многозадачных ОС, наряду с пакетными системами и системами разделения времени, включаются также системы реального времени, не упоминавшиеся до сих пор.

Они используются для управления различными техническими объектами или технологическими процессами. Такие системы характеризуются предельно допустимым временем реакции на внешнее событие, в течение которого должна быть выполнена программа, управляющая объектом. Система должна обрабатывать поступающие данные быстрее, чем они могут поступать, причем от нескольких источников одновременно.

Столь жесткие ограничения сказываются на архитектуре систем реального времени, например, в них может отсутствовать виртуальная память, поддержка которой дает непредсказуемые задержки в выполнении программ. (См. также разделы, связанные с планированием процессов и реализацией виртуальной памяти.)

Приведенная классификация ОС не является исчерпывающей.

Сетевая операционная система (англ. Network operating system) – это операционная система, которая обеспечивает обработку, хранение и передачу данных в информационной сети.

Главными задачами сетевой ОС являются разделение ресурсов сети (например, дисковые пространства) и администрирование сети. Системный администратор определяет разделяемые ресурсы, задаёт пароли, определяет права доступа для каждого пользователя или группы пользователей. Отсюда сетевые ОС делят на сетевые ОС для серверов и сетевые ОС для пользователей.

Существуют специальные сетевые ОС, которым приданы функции обычных систем (например, Windows NT) и обычные ОС (Windows XP), которым приданы сетевые функции. Практически все современные ОС имеют встроенные сетевые функции.

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.