Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
72
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
740.35 Кб
Скачать

2. Обзор операционных систем пк

2.1. Назначение и функции операционной системы

ПК выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п.

Эти операции используются для работы с любой программой, поэтому целесообразно из всего многообразия операций, выполняемых ПК, выделить типовые и реализовать их с помощью специализированных программ, которые следует принять в качестве стандартных средств, поставляемых вместе с аппаратной частью.

Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, входят в состав комплекса программ, называемого операционной системой.

Операционная система(ОС) – совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

Функции операционной системы многообразны, постоянно расширяются за счет введения дополнительных программ и модификации старых.

Операционная система образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда.

Для работы с ОС необходимо владеть языком этой среды – совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом языка.

ОС выполняет следующие функции:

  • управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием;

  • управление выполнением программ;

  • организация хранения информации на внешних носителях;

  • взаимодействие пользователя с ПК (поддержка интерфейса пользователя).

Обычно ОС хранится на жестком диске, а при его отсутствии выделяется специальный гибкий диск, который называется системным диском. При включении компьютера ОС автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место.

ОС определяет общие правила запуска программ, управления данными и доступа к ресурсам компьютера.

ОС для ПК подразделяются на:

  • одно- имногозадачные(в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

  • одно- имногопользовательские(в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с ОС);

  • непереносимыеипереносимыена другие типы компьютеров;

  • несетевыеисетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.

2.2. Развитие операционных систем персональных эвм

За более чем 30-летнюю историю использования ПК сменилось несколько поколений ОС.

Наиболее широко распространенной и универсальной ОС для большинства типов ЭВМ в 1970-80 гг. являлась многозадачная и многопользовательская операционная система UNIX, разработанная компаниейBell Labs(одно из подразделений компанииAT&T). В настоящее времяUNIXиспользуется преимущественно в высокопроизводительных системах — серверах и мощных рабочих станциях.

Первой распространенной ОС для 8-разрядных ПК, основанных на микропроцессоре Intel 8080, стала в 70-е годы системаCP/M-80фирмыDigital Research.

Основной ОС компьютеров IBM PC и совместимых с ними, изначально основанных на микропроцессоре Intel 8088, а в дальнейшем — на последующих моделях микропроцессоров Intel, стала (с 1981 г.) 16-разрядная однозадачнаяMS-DOS(Microsoft Disk Operating System). Кстати,MS-DOSне была оригинальной разработкой компанииMicrosoft– она лишь доработала ОС под названиемQDOS, созданную компаниейSeattle Computer Products. Позднее появились клоны, совместимые с MS-DOS, такие, какPC-DOSфирмыIBM,DR-DOSфирмыDigital Research(впоследствии стала продуктом фирмыNovellпод маркойNovell DOS).

Попыткой уйти от стандарта MS-DOS была совместно разработанная фирмами MicrosoftиIBMоперационная системаOS/2(1987 г.). С 1990 г. фирмаMicrosoftотошла от разработки OS/2 и полностью сконцентрировалась на линии операционных системWindows. Многооконный интерфейсWindowsбыстро завоевал популярность во всем мире и фактически стал промышленным стандартом, а различные версии этой ОС установлены в настоящее время на подавляющем большинстве ПК.

Разработка графической оболочки Windowsдля ОСMS-DOSначалась в 1981 г. В 1985 г. была выпущенаWindows1.0, а позднее в 1987 г. –Windows 2.0, которые из-за отсутствия пользовательских приложений не получили широкого распространения. К концу 80-х годов такие приложения (текстовые процессоры, процессоры электронных таблиц, системы управления базами данных и др.) появились на рынке и сразу жеMicrosoftвыпускает системуWindows3.0(1990 г.). В 1992 г. выпускается версияWindows 3.1, которая как и практически идентичная ейWindows 3.11(1993 г.), работала только в стандартном и 386-м расширенном режимах. В 1993 г.Microsoftвыпускает систему для работы в одноранговых сетяхWindows for Workgroups 3.11.

В августе 1995 г. компания Microsoft выводит на рынок полноценную 32-разрядную многозадачную ОС Windows 95, обладающую рядом несомненных достоинств по сравнениюс MS-DOS. В состав этой ОС в качестве подсистемы была включенаMS-DOS 7.0, служащая для обеспечения совместимости с предыдущими версиями MS-DOS. ВWindows 95впервые был интегрирован программно-драйверный комплексDirectX, предоставляющий приложениямWindowsпрямой доступ к аппаратным устройствам ПК – звуковой плате, видеоплате и т.п. Другая система –ActiveMovie– обеспечивала поддержку воспроизведения различных мультимедийных файлов. Windows 95могла автоматически распознавать большое количество комплектующих и обладала развитым механизмом настройки и конфигурации.

Летом 1996 г. свет увидела версия Windows 95OSR2(OES Service Release), предназначенная только для поставки вместе с готовыми компьютерами, в которой были исправлены многие ошибки предшествующей версии. Однако основным прорывом явился переход к более совершенной файловой системе –FAT32, позволяющей сэкономить место на диске.

На смену этой системы в 1998 г. приходит Windows 98, основное отличие которой отWindows 95состояло в тесной интеграции с Интернетом: в новой ОС была окончательно стерта разница меж ирной паутины (WWWWorld Wide Web) – основным средством работы с информационными объектами становится Проводник (Explorer). Расширились и возможности управления интерфейсом

Последней ОС с использованием DOS-ядра в линейке систем Windows 9xявилась система для пользователей домашних ПК –Windows Millennium Edition (Windows Me), появившаяся в продаже в сентябре 2000 г. Нововведением стали: усовершенствованный браузерInternet Explorer 5.5, расширенный пакет драйверовDirectX 7.1, универсальный проигрывательMicrosoft Media Player, поддержка цифровых устройств ввода (фото- и видеокамер, сканеров). Серьезные изменения претерпела система безопасности самой ОС – в составWindows Meвошел ряд новых инструментов обеспечения сохранности конфигурации и системных файлов.

Многозадачные 32-разрядные ОС на базе ядра NT(New Technology), обеспечивающего повышенную надежность, появились в 1993 г.:Windows NT WorkstationиWindows NT Server. Эти ОС были ориентированы на корпоративных пользователей, работали в расширенном режиме и могли поддерживать несколько параллельно работающих микропроцессоров (МП).

Логическим продолжением Windows NTсталаWindows 2000— многозадачная ОС, способная поддерживать до 32 параллельно работающих МП и ориентированная, прежде всего, на работу с бизнес-приложениями. Официальный выпуск «коробочной» версии состоялся в феврале 2000 г. ОС выпускалась в следующих вариантах —универсальном(Windows 2000 Professional) исерверных(Windows 2000 Server,Advanced ServerиDataCenter Server). Унаследовав защищенность, отличные сетевые возможности и сервисыNT,Windows 2000стала удобней и дружественней пользователю.

В феврале 2001 г. была представлена Windows XP– ОС, известная какWhistlerв период разработки (символыXPявляются сокращением от англ.eXPerienceопыт), обладающая повышенной защищенностью, вытесняющей многозадачностью, интегрируемостью с Интернетом и т.д. Под именемWindows XPмиру была явлена целая линейка ОС: корпоративныеWindows XP иServerWindows XP Professional, и «домашняя»Windows XP Home. Внутреннее устройство новой версии Windows не претерпело значительных изменений со времен Windows 2000, однако появилось ряд нововведений – встроенная система распознавания голосовых команд, переход к поддержке 64-разрядных приложений, широкая возможность настройки пользовательского интерфейса, поддержка записиCD-R/RWна уровне самой ОС и др.

В конце 2002 г. Билл Гейтс заявил, что все силы компании Microsoftбудут брошены не на шлифовку рюшечек, а на обеспечение стабильности и безопасности своих продуктов. И первым продуктом, созданным в соответствии с этим принципом, стала ОСWindows Server 2003– серверная, 64-разрядная, многозадачная ОС, способная централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, появившаяся на рынке в начале 2004 г. ПК, оснащенный такой ОС, может выступать в качестве файлового сервера и сервера печати; веб-сервера и веб-сервера приложений; почтового сервера; сервера терминалов; сервера удаленного доступа/сервера виртуальной частной сети (VPN); сервера службы каталогов, системы доменных имен (DNS), сервера протокола динамической настройки узлов (DHCP) и службыWindows Internet Naming Service(WINS); сервера потокового мультимедиа-вещания.

Семейство Windows Server 2003включает следующие варианты:Standard Edition(сетевая ОС для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации),Enterprise Edition(ОС, удовлетворяющая общим ИТ-требованиям предприятий любого размера и обеспечивающая работу любых приложений, веб-служб и инфраструктур),Datacenter Edition(ОС для ответственных бизнес-приложений и для приложений, используемых в решении важнейших задач, требующих масштабируемости и доступности высокого уровня) иWeb Edition(ОС, предназначенный для использования в качестве веб-сервера).

64-разрядные версии Windows Server 2003 Enterprise EditionиWindows Server 2003 Datacenter Editionмогут использоваться только в системах на базе 64-разрядных МПIntelItanium. Они не могут быть установлены на компьютеры с 32-разрядными процессорами.

В конце 2002 г. Microsoftначала работу над новой ОС, названнойWindows Longhorn, бета-версии которой появились во второй половине 2004 г. В 2005 г. компания объявила, что коммерческая версия появится в 2006 г. под торговой маркойWindows Vista. Революционным новшеством является поддержка новой файловой системыWinFS, имеющей больше сходства с классической базой данных. А это значит, что традиционная древообразная структура папок уходит в историю – при работе сVistaбудет совершенно безразлично, где именно на диске расположен файл. Его можно найти с помощью усовершенствованного поискового механизма, работающего на основе стандартных для баз данных запросов. На смену папкам с фиксированным набором файлов приходят «виртуальные» папки, объединяющие файлы на основе выбранных пользователем критериев. При таком подходе поиск файлов и открытие папки на деле станет обозначать одну и ту же операцию. Примерно так же организован Интернет и его поисковые системы: пользователю совершенно безразлично, что нужные документы могут быть разбросаны по всему свету. Главное – в случае необходимости их всегда можно вызвать с помощью поисковиков.

Другим ключевым нововведением Vistaявляется улучшенная система защиты под названиемPalladium, которая берет на себя функции брандмауэра, системы шифрования информации, почтового фильтра и антивируса.

Новая ОС по-настоящему интернациональна: превратить Vistaиз англоязычной в украиноязычную (или на любой другой язык) можно с помощью специального языкового пакета.

И наконец, изменился интерфейс. Он стал истинно трехмерным благодаря использованию 3D-технологий.

Сравнительные характеристики современных операционных систем персональных компьютеров приведены в табл. 1.

Обзор альтернативных ОС для персональных компьютеров приведен в приложении 1.

Таблица 1. Сравнение современных операционных систем персональных компьютеров

Функции ОС

MS-DOS

MacOS

MacOS X

UNIX

Win 9.x/ME

Win NT/2000

Win XP

Win 2003 Server

NetWare

Управление внешними устройствами

Режимы работы

клиент, (сервер)

клиент/сервер

клиент/сервер

клиент, (сервер)

клиент/сервер

клиент/сервер

(клиент), сервер

Файловая система

HFS, HFS+

HFS+, (UFS)

NFS

FAT32

NTFS (FAT32)

NTFS

NSS

owner (владелец)

+

+

+

+

+

+

признак

group (группа)

1

1

1

1

много

много

много

Управление прикладными программами

Устойчивость ОС

хорошая

высокая

высокая

низкая

хорошая

хорошая

высокая

Переустановка ОС

быстро

легко, долго

сложно, долго

долго

сложно, долго

сложно, долго

сложно, долго

Связь документа с программой

Type/Creator

T/C, расширения

расширения

расширения

расширения

расширения

расширения

Организация памяти

сквозное

сквозное

платф-завис.

страничное

страничное

страничное

защищ. кольца

Многозадачность

переключатель

вытесняющая

вытесняющая

переключатель

вытесняющая

вытесняющая

невытесняющая

Программная совместимость

Mac-classic

+

Carbon

-

эмулятор (68k)

эмулятор (68k)

эмулятор (68k)

-

PC (DOS, Win 9.x, Win NT/2000/XP)

эмулятор

эмулятор

эмулятор

+

+

+

-

UNIX

-

Darwin (BSD)

+

эмулятор (-)

эмулятор

эмулятор

-

Интерфейс пользователя

виды интерфейса

графический

граф/терминал

терминал/ Х

графический

графический

графический

консоль/Java

Совместимость данных

коды

Mac (Cyr)

Mac(Cyr), utf16

koi-8r, utf-16

windows-1251

ISO-8859-5

utf-8, 16

utf-16

рус. шрифты

CY

CY

ru

Cyr

Cyr

Cyr

ru

графика

PICT

PS, PDF

bmp, wmf

bmp, wmf

bmp, wmf

-

видео

QuickTime

QuickTime

DivX, QuickTime, MediaPlayer

-

аудио

QuickTime

QuickTime

разные

разные

Базы Данных

SQL, ODBC, JDBC

HTML, XML

Требования к аппаратной части ПК

Разрядность

16

32

32

32

32

32-64

32-64

32-64

Тип процессора

минимальный

рекомендуемый

8088

80386

80486

не ниже Р1

Р1

не ниже Р3

Р2

не ниже Р3

Р3

Р4

Частота процессора:

минимальная

рекомендуемая

133 Мгц

233 МГц

не менее 300 МГц

133-733 МГц

500-737 МГц

Объем оперативной памяти:

минимальный

рекомендуемый

максимальный

512 байт

4 Мбайта

8 Мбайт

16 Мбайт

64 Мбайта

128-256 Мбайт

4 Гбайта

64 Мбайта

128 Мбайт

4 Гбайт

128-512 Мбайт

256-1024 Мбайт

4-512 Гбайт

Поддержка нескольких процессоров

1

1

1-8

1-2

2-32

Пространство на жестком диске для установки

120 Мбайт

200-540 Мбайт

1-2 Гбайта

1,5 Гбайта

1,5-2 Гбайта

ВЫВОДЫ

  1. Программа– четкая, подробная и упорядоченная последовательность команд (инструкций) компьютера для решения задачи. Процесс ее создания представляется как последовательность этапов постановки задачи, ее алгоритмизации и программирования.

  2. Основными характеристиками программявляются: алгоритмическая сложность, состав и глубина проработки реализованных функций обработки, полнота и системность функций обработки, объем файлов программ, требования к операционной системе и техническим средствам обработки со стороны программного средства, объем дисковой памяти, размер оперативной памяти для запуска программ, тип процессора, версия операционной системы, стоимость и др.

  3. Для поддержки информационной технологии выделяются три класса программных продуктов: системное программное обеспечение(совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ),пакеты прикладных программ(комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области) иинструментарий технологии программирования(совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов).

  4. Операционная система– совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

  5. ОС для ПК подразделяются на одно- и многозадачные, одно- и многопользовательские, непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров, несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети.