12.4 Базовое программное обеспечение

Операционная система(ОС) —комплекс программ, обеспечивающих поддержку работы аппаратных средств компьютера, сетей и всех программ. Загружается при каждом включении компьютера.

Главным назначением операционной системыявляется управление аппаратурой компьютера и создание диалогового режима пользователя с компьютером.

Под ее управлениемпроисходит взаимодействие процессора с памятью и внешними устройствами.Она распределяет ресурсы компьютера и реализует общение пользователя с компьютером.

Основная функция всех ОС – посредническая. Она обеспечивает:

• интерфейс пользователя,

• аппаратно-программный интерфейс,

• программный интерфейс.

Операционные системы делятся на:

• одно- и многозадачные (по количеству одновременно работающих пользователей);

• одно- и многопользовательские (по числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС);

• 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные (по разрядности процессора);

• непереносимые и переносимые на другие типы ПК;

• командные(текстовые) иобъектно-ориентированные(графические) по типу пользовательского интерфейса;

• локальные и сетевые, обеспечивающие работу в локальной сети ЭВМ.

Главным отличием многопользовательских ОС от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Каждому пользователю выделяется свой сегмент оперативной памяти.

В многозадачном режиме каждой задаче (программе, приложению) поочередно выделяется какая-то доля процессорного времени. Поскольку процесс переключения идет очень быстро, а выделяемые задачам доли процессорного времени достаточно малы, то у пользователя создается впечатление одновременного выполнения сразу нескольких задач.

Можно одновременно запустить на счет математическую систему, включить принтер для печати текста, запустить проигрыватель музыкальных произведений, вести поиск вирусов и рисовать в графическом редакторе или раскладывать пасьянс.

Большое распространение получили следующие ОС:

• MS DOS(дисковая операционная система фирмыMicrosoft-1981 г.). Это однозадачная операционная система, в которой отсутствуют механизмы защиты информации и графический интерфейс; используется в качестве ядраWindows;

• OS/2фирмыIBM, конкурирующей с фирмойMicrosoft. Это однопользовательская,многозадачная и высоконадежная операционная система с встроенным доступом в Интернет, обеспечивает текстовой и графический интерфейс пользователя; повышенные требования к ресурсам компьютера. Используется в среде корпоративных клиентов и сетевиков.

• UnixкорпорацииBellLaboratory. Это многопользовательская и многозадачная операционная система с возможностью обработки данных в сетях ЭВМ.

MSDOSполучает команды от пользователя, но управлятьMSDOSвесьма сложно, поэтому разработаны вспомогательные программы – операционные оболочки.

Операционные оболочки– специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС. Например,Windows3.1/3.11, которая устанавливалась поверхMSDOSи расширяла ее возможности (графическая оболочка).

Наиболее популярные ОО – Norton Commander, Norton Navigator.

Сетевые ОС – комплекс программ, обеспечивающих обработку, передачу и хранение данных в сети. Предоставляют пользователям сетевые службы: управление файлами, электронную почту. К сетевым ОС относятся:

Windows98,WindowsNT,Windows2000,Millennium,WindowsXP- высокопроизводительные 32-разрядные ОС с развитым графическим интерфейсом, защитой информации, расширенными мультимедийными возможностями, стабильные и надежные.

Windows Server2003 – высокопроизводительная, многофункциональная 64-битная ОС, разработанная под процессоры нового поколения, с безопасным подключением к Интернет. Обеспечивает централизованное развертывание настольных приложений иWeb-решения для взаимодействия сотрудников, клиентов, партнеров.

Linux–ОС, созданная любителем в 1994 г. Линусом Торвальдсом, является многозадачной многопользовательской 32-разрядной, обслуживающая промышленные компьютеры.

13 ОС MS-DOS

Появилась в 1981 г. Начиная с 1996 г. MSDOSраспространяется в видеWindows95 – 32 (сейчас 64) - разрядной многозадачной и многопоточной ОС с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.

MS-DOS является промышленным стандартом для 16-разрядных ЭВМ. Все программы MS-DOS хранятся на магнитных дисках, поэтому она называется дисковой ОС.

Основные модули:

1. Базовая система ввода/вывода – BIOSосуществляет автоматический контроль работоспособности основных узлов ЭВМ при включении питания.BasicInput/OutputSystemв ней размещаются драйверы, управляющие работой стандартных устройств ЭВМ: дисплея, клавиатуры, жестких дисков, принтера.

2. Блок начальной загрузки предназначен для считывания с системного диска в ОЗУ остальных модулейMS-DOS.

3. Модуль расширения позволяет расширять функции, заложенные вBIOS. Модуль позволяет дополнить BIOS другими драйверами, предназначенными для работы с новыми устройствами.

4. Модуль обработки прерывания по запросу внешнего устройства кратковременно прекращает выполнение основной программы и происходит обслуживание внешнего устройства. По окончании обслуживания вновь продолжается выполнение основной программы.

5. Командный процессор – программа, которая осуществляет прием команд с клавиатуры, выполняет встроенные командыMS-DOS, загрузку и исполнение прикладных и системных программ. Программа размещается в файле command.com.

ОС MS-DOS– командная, т.к. для выполнения необходимых операций следует с клавиатуры набрать соответствующую команду. Для облегчения работы с ней разработаны графические надстройки – операционные оболочки.

14 ОС WINDOWS

Имеет унифицированный пользовательский интерфейс (не зависящий от вида прикладной программы, поэтому сохраняются одинаковые принципы управления работой).

Интерфейсом пользователя называется средство общения человека с программой.

Графический интерфейсозначает, что команды, передаваемые процессору, представлены в виде значков, изображение которых полностью отражает смысл команд.

В ОС WINDOWS заложены принципы:

• WYSIWYG ( What You See Is What You Get – что видите, то и получаете) – на принтере формируется такое же изображение, как и на экране дисплея;

• Plug and Play (вставь и играй или подключи и используй) позволяет без ручной настройки подключать новые устройства к ЭВМ (принтер, лазерный проигрыватель).

В ОС WINDOWS используются технологии:

• Drag and Drop (перетащи и положи). Что позволяет легко изменять положение и размеры окна, перемещать пиктограммы, запускать музыкальное произведение.

• OLE (связывание и внедрение). Что позволяет составлять документы из частей, которые готовятся в различных приложениях.

При работе в операционной системе Windowsпрограммы принято называтьприложениями. В документ, подготовленный в текстовом редакторе, можно вставить рисунок, созданный в графическом редакторе. При этом достаточно дважды щелкнуть мышью по рисунку, чтобы вызвать графический редактор и сделать нужные исправления.

Безусловно, уровень сервиса операционных систем семейства OS/2 и MSWindows значительно выше уровня MS-DOS. Однако за облегчение работы приходится платить большими затратами на аппаратное обеспечение: увеличивать объем ОЗУ, винчестера, повышать быстродействие процессора. Для установки Windows 2000 требуется 650 Мбайт свободного пространства на жестком диске и ОЗУ объемом 32—128 Мбайт.

Главными отличительными чертами ОС UNIXявляется ее модульность, легкая переносимость на другие типы ЭВМ и обширный набор системных программ, которые позволяют создать благоприятную обстановку для системных программистов, т. е. для тех специалистов, основной задачей которых является разработка новых системных программ. Данная ОС органически сочетается с языком Си, на котором написана основная часть модулей. Операционная система UNIX давно побила все рекорды долголетия.

Система была разработана в 1969 г. и быстро завоевала большую популярность, особенно среди телефонных компаний, поскольку обеспечивала работу в сети в режиме диалога и в реальном масштабе времени.

К началу 1984 г. система UNIX была уже инсталлирована(т. е. установлена) приблизительно на 100 000 машин по всему миру, причем на машинах разных изготовителей с широким диапазоном вычислительных возможностей — от микропроцессоров до больших ЭВМ.

Популярность и успех системы UNIX объясняется несколькими причинами:

— система написана на языке высокого уровня, благодаря чему ее легко читать, понимать, изменять и переносить на другие машины;

— система является многопользовательской, многозадачной; каждый пользователь может одновременно выполнять несколько процессов;

— архитектура машины скрыта от пользователя, благодаря этому облегчен процесс написания программ, работающих при различных конфигурациях аппаратных средств.

Сетевые операционные системы предназначены для эффективного решения задач распределенной обработки данных. Такая обработка ведется не на отдельном компьютере, а на нескольких компьютерах, объединенных сетью. Сетевые операционные системы поддерживают распределенное выполнение процессов, их взаимодействие, обмен данными между ЭВМ, доступ пользователей к общим ресурсам и другие функции, которые превращают распределенную в пространстве систему в целостную многопользовательскую систему.

Все сетевые операционные системы делятся на две группы: одноранговые ОС и ОС с выделенными серверами.

В одноранговыхсетях каждая ЭВМ может выполнять как функции сервера, так и рабочей станции, а в сетях свыделенными серверамироли расписаны более жестко: рабочие станции не предоставляют свои ресурсы для других ЭВМ. Услуги предоставляют только серверы.

Перечислим несколько популярных сетевых операционных систем.

До недавнего времени наиболее широко используемыми были различные версии операционной системы Netware, разработанные фирмой Novell. Фирма Novell была основана в 1983 г. и является крупнейшим в мире поставщиком сетевого программного обеспечения.

К одноранговым операционным системам можно отнести NetWare Lite и Personal NetWare, а к ОС с выделенным сервером — NetWare 2.2, (3.12, 4.0 и 5.0).

Фирма Microsoft выпустила несколько версий сетевых операционных систем: Windows NT 3.51 и 4.0, Windows 2000.

Центральное место среди сетевых операционных систем занимает UNIX. Большая популярность пришла к UNIX в 1983 г., когда появилась версия 4.2BSD, имевшая сетевые средства TCP/IP, что позволяло использовать эту систему для работы в глобальной сети ARPANET.

Классическая ОС UNIX дала жизнь многочисленным своим потомкам, число которых превышает несколько десятков (AIX, SCO, HP-UX, IRIX, Solaris, Linux и др.).

Linux— свободно распространяемая версия операционной системы UNIX для платформ x86, Motorola 68k, Digital Alpha, Sparc, Mips и Motorola PowerPC. В Linux не используется никаких частей программного обеспечения, принадлежащих каким-либо коммерческим организациям. По этой причине она получила достаточно широкое распространение.

Первая версия ОС Linux была разработана в 1991 г. Т. Линусом (Финляндия), а затем в ее разработке участвовало большое число людей из разных частей мира.

В начале 80-х годов ХХ века начались работы в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова (КИАЭ). В шутку диалект КИАЭ получил название УНАС (в противовес UNIX, т. е. У НИХ). В состав разработчиков входили Алексей Руднев, Валерий Бардин, Сергей Аншуков.

В 1982 — 1983 г.г. другой коллектив из Института прикладной кибернетики (ИПК) Минавтопрома стал заниматься иным диалектом — МНОС (машинно-независимая операционная система). Руководителем работ был Михаил Давидов, а костяк команды составили Вадим Антонов, Дмитрий Володин и Сергей Леонтьев.

Результатом объединения коллективов стало рождение ОС ДЕМОС (Диалоговой единой мобильной операционной системы), которая помимо отечественных аналогов вычислительной машины PDP-11 (СМ-4, СМ-1420) была перенесена на ЕС ЭВМ и «Эльбрус». В 1987 г. был образован кооператив «Демос». Через пять лет, в 1992 г., коллектив разделился, и появились на свет известные компании «Релком» и «Демос».

Как и многое в мире бизнеса, развитие ОС идет в условиях острой конкуренции, и здесь можно выделить две наиболее мощные сетевыеОС: UNIX и Windows NT.

О динамике изменения спроса на операционные системы говорят следующие цифры. В 1997 г. продажи рабочих станций с установленной операционной системой Windows NT возросли на 80%, а продажи станций с ОС UNIX упали на 7 %.