4. Операционные системы

Цель: изучение основных понятий операционной системы..

Задачи:

1. Рассмотреть назначение и функции ОС.

2. Провести классификацию ОС.

3. Провести обзор ОС.

Назначение и функции ОС

Операционная система– это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой компонент прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.

Основные функции, которые выполняют ОС:

• прием от пользователя заданий или команд и их обработка;

• прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку и остановку других программ;

• загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

• инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

• обеспечение работы систем управления файлами (СУФ) и СУБД;

• обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

• обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода\вывода;

• распределение памяти и организация виртуальной памяти;

• планирование о диспетчеризации задач;

• организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

• обеспечение сохранности данных;

• обеспечение работы систем программирования.

Классификация ОС

1) дате появления и продолжению развития:

• ранние/неразвиваемые;

• современные/развиваемые.

2) базовой технологии:

• unix-подобные;

• windows-подобные.

3) типу лицензии:

• проприетарные;

• открытые;

• образовательные.

4) типу использования ресурсов:

• сетевые;

• локальные.

5) количеству одновременно работающих пользователей:

• однопользовательские;

• многопользовательские.

6) количеству решаемых задач:

• однозадачные;

• многозадачные:

• с невытесняющей многозадачностью;

• с вытесняющей многозадачностью.

7) количеству поддерживаемых процессоров:

• однопроцессорные;

• многопроцессорные:

• асимметричные;

• симметричные.

8) Области применения и типа решаемых задач:

• с пакетной обработкой;

• с разделением времени;

• реального времени.

9) типу интерфейса:

• командные (текстовые);

• объектно-ориентированные (графические).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

  Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Обзор операционных систем

MS DOS 6

Системные требования: очень маленькие.

Одна из первых "массовых" ОС, широко распространенная во времена компьютеров на процессорах 286-486. Управление осуществлялось набором команд с клавиатуры, что было крайне медленно и неудобно. Эта ситуация привела к возникновению оболочек-консолей, самой популярной из которых оказался Norton Commander. На сегодняшний день операционная система DOS является устаревшей и практически не используется. Ее можно встретить на совсем древних машинах, которые владельцы не спешат выбрасывать в мусор.

Windows 3 (1990 год)

Системные требования: 386-25, 4 Мb RAM

Сама по себе она не является операционной системой, а устанавливается поверх DOS. Но обладает большим количеством нововведений, что сделало эту надстройку настоящим революционным продуктом. Появились многооконность, красивый (по тем временам) интерфейс, многозадачность, а также иные приятности и полезности. Собственно говоря, отсюда и начинается монопольное владычество Microsoft, потому что разработчики стали создавать программы, работающие только под Windows 3. Сегодня связка DOS+Windows 3 встречается крайне редко, только на очень старых машинах, где мощности железа не позволяют установить нечто более современное.

 Windows 95 (1995 год)

Минимальные системные требования: 486DX-25, 8Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-100, 32Mb RAM

Появление новых окон произвело фурор в компьютерном мире. Это уже не очередная надстройка над DOS, а самостоятельная ОС. Был в корне переработан интерфейс, улучшилась многозадачность, дистрибутив пополнился служебными программами и дополнительными утилитами. Также система могла похвастаться большим количеством встроенных драйверов для многих устройств, что делало процесс инсталляции гораздо проще. Через год Microsoft выпустила версию OSR2 (OEM Service Release), которая поддерживала новую файловую систему FAT32, что позволяло работать с жесткими дисками большого объема. Появился встроенный интернет-браузер и приложение DirectX для работы с трехмерной графикой и медиа-потоками.

Стабильность работы и защищенность в Windows 95 оставляло желать лучшего. Рекомендуется периодически переустанавливать ОС, особенно если часто инсталлировать разного рода программы. В нынешнее время Windows 95 считается устаревшей, хотя для машин класса Пентиум-100, которые еще живут в домах и даже организациях, это наиболее подходящая операционная система.

 Windows NT 4 (1995 год)

Минимальные системные требования: Pentium-66, 16Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-166, 64Mb RAM

Windows NT представляет собой совершенно иную систему, предназначенную для серьезной работы и больших сетей. Например, большинство пакетов для трехмерного моделирования и анимации работали только под NT. Несмотря на внешнее сходство с Windows 95, эта ОС имеет другое ядро и использует иные механизмы работы. Она отличается большой устойчивостью, безопасностью и стабильностью, однако у этого есть обратная сторона. Драйвера устройств должны быть специально написаны под Windows NT, операционка использует собственную файловую систему NTFS, которую не понимают Windows 95-98. Конфигурировать NT гораздо сложнее, это должен делать квалифицированный пользователь. Система предназначена для серьезной работы, так что про всякие игрушки лучше забыть. Windows NT 4 существует в двух вариантах: Workstation и Server. Первый предназначен для персональных рабочих мест, а второй должен работать в качестве сервера.

Благодаря своей надежности и относительно низким системным требованиям Windows NT 4 стала очень популярной. Однако эта система тоже не идеальна, и Microsoft регулярно выпускала пакеты обновлений, называемые сервис-паками. Необходимым минимумом стал сервис-пак 4. Если он не установлен, то некоторые программы просто откажутся запускаться.

Сейчас Windows NT 4 считается устаревшей системой, хотя многие пользователи не спешат устанавливать себе нечто новое.

Windows 98 (1998 год)

Минимальные системные требования: Pentium-66, 24Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-150, 64Mb RAM

Ядро и основные механизмы остались прежними. Появилась поддержка новых на тот день интерфейсов и протоколов, пополнилась коллекция драйверов. Наиболее очевидное новшество - интеграция с Интернет. Рабочий стол можно сделать настоящей веб-страницой. Обновленный Internet Explorer стал довольно простым и в тоже время функциональным, что сделало его лидером на рынке браузеров.

Повторилась история со вторым релизом - через некоторое время появилась Windows 98 SE, что значит Second Edition (вторая редакция). Предпочтительнее использовать именно ее, по причине меньшего количества ошибок и большей устойчивости. Также рекомендуется периодически удалять Windows 98 и устанавливать заново для большей стабильности работы.

На сегодня эта операционная система хоть и является морально устаревшей, но еще широко распространена.

 Windows Me (2000 год)

Минимальные системные требования: Pentium-150, 32Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-300, 64Mb RAM

По сути дела мы имеем очередное обновление системы на ядре Windows 95-98. Много косметических изменений, обновлен и расширен набор драйверов. Из полезностей появилась система восстановления операционки, которая периодически запоминает состояния регистра и дает возможность возврата. Этим разработчики попытались скомпенсировать общую неустойчивость ядра Windows 95-98-Ме. Вместе с тем они стали потихоньку избавляться от тормозящего наследия DOS.

Итог: самая последняя ОС линейки Windows 95-98. Дальнейшее развитие этого направления разработчики посчитали неперспективным.

Windows 2000 Professional

Минимальные системные требования: Pentium-133, 64Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium II-300, 128Mb RAM

Структура управления мало чем отличается от Windows NT 4. Система действительно работает гораздо стабильнее, чем Windows 95-98-Ме, однако конфигурировать ее сложнее. Операционка теперь понимает файловые системы FAT32 и NTFS. При инсталляции пользователь должен выбрать нужную. Еще можно отметить новый режим "засыпания" компьютера. Можно нажать на кнопочку "заснуть", содержимое оперативной памяти запишется на винчестер, затем компьютер выключится. Когда вы включите питание, неважно, когда это произойдет, через час, день или месяц, то все будет абсолютно в таком состоянии, как перед "засыпанием".

Подводя итог, можно сказать, что Windows 2000 стала продолжением линейки NT, недаром в названии употребляется слово Professional. Ее можно использовать как для серьезной работы, так и для развлечений, благо с играми все обстоит хорошо.

 Windows XP (2001 год)

Минимальные системные требования: Pentium II-233, 64Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium III-500, 128Mb RAM

Главные изменения претерпел интерфейс. Наконец-то разработчики поняли, что многим надоели серые окошки, и хочется чего-нибудь покрасивее. Пожалуйста, любуйтесь: прекрасно нарисованные яркие пиктограммы и значки, фоновые картинки в папках, рельефный статус-бар. Несколько открытых документов одного приложения теперь группируются под одной закладкой, что весьма удобно. Функции поиска выполняет симпатичная собачка. Однако за все украшения приходится платить большим расходом аппаратных ресурсов. Но не все так страшно, излишние навороты можно отключить.

Появилась возможность записи компакт-диска без дополнительных программ. Еще возникла служба Remote Assistance, она позволяет удаленно подключаться к компьютеру. Сделано это для тех, кто не может самостоятельно устранить возникшие неполадки. Вот тогда-то они могут обратиться в он-лайн службу Microsoft или к более опытному пользователю, которые, подсоединившись, могут использовать компьютер как локальный. И устранить возникшие сложности.

Улучшено время загрузки, примерно столько же, сколько нужно Windows 98. Это достижение, потому что Windows 2000 грузится гораздо дольше. Существует три версии системы - Professional, Home и 64-Bit Edition. Как ясно из названий, Professional предназначена для профессионального использования, Home - для дома, а 64-Bit Edition должна устанавливаться на компьютеры с процессором Intel Itanium для узкоспециализированных областей применения.

Имеется функция отката драйверов. То есть при установке нового система не удаляет старый, а хранит его на всякий случай.

На сегодняшний день ХР является самой свежей операционкой от Microsoft. Это действительно стабильная и красиво выглядящая система, которую не стыдно и не страшно установить на свой компьютер и спокойно работать-играть, не боясь внезапного обвала. Хотя она тоже не идеальна, в свет вышел первый пакет исправлений.

Linux

Вообще-то операционных систем много. И делает их не только Microsoft. Просто в определенный момент времени эта фирма сумела хорошо раскрутить свою продукцию и теперь держит весь мир в кулаке монополии.

Несмотря на владычество Microsoft, некоторая альтернатива на рынке операционных систем все-таки имеется. Это Linux, второе по распространенности семейство операционок после Windows.

Linux - это необычное семейство операционок. Начнем с того, что они бесплатны. Покупая, вы раскошеливаетесь только на стоимость самих носителей (нас таким не удивишь, а вот для буржуев, у которых софт обычно продается легально и за большие деньги, это серьезный фактор). В отличие от Windows, Linux является открытой системой. Любой, умеющий программировать, может сам не только создать, но дополнить или исправить какое-либо приложение. Это тоже одна из причин, по которой разработчики не торопятся переделывать свои творения для Linux.

Linux успешно работает там, где не справляется Windows. Он более гибок и надежен. Например, в качестве прокси-сервера некоторые предпочитают использовать именно Linux.

Но у этой операционной системы есть свои минусы. Во-первых, как уже упоминалось, малое количество необходимых программ. Как сказал один системный администратор, софта много, а вот нужного - не найдешь. Поэтому Linux часто используется в качестве сервера, все необходимое в нем для этого есть, а вот как операционка для рабочего места, скажем, дизайнера - никогда. Во-вторых, сложность конфигурирования и администрирования. Прежде чем браться за инсталляцию, нужно прочитать хотя бы одну книгу приличной толщины.

В-третьих, производители оборудования не всегда пишут драйвера для Linux. Отчасти проблема решается энтузиастами, которые делают это сами. Если у вас имеется некая экзотическая железка, то можно оказаться перед фактом отсутствия необходимого драйвера.

В-четвертых, Linux создавался огромным количеством народа. Это привело к возникновению большого количества версий и дистрибутивов. Состав различных модулей, их работа и конфигурирование могут сильно различаться. Сейчас мы рассмотрим наиболее распространенные:

 Red Hat Linux

Один из самых популярных дистрибутивов. Многие производители железа и программного обеспечения ориентируются на него. Red Hat снабжен продуманной системой настроек и относительно прост. По нему имеется большое количество документации, поэтому для начинающих пользователей платформы Linux это будет, наверное, лучший выбор.

 Mandrake Linux

Считается самым завершенным дистрибутивом Linux на нынешний момент. Он снабжен большим количеством встроенных приложений и утилит. А так же может похвастаться отличной русификацией.

 ASP Linux

Дистрибутив, сделанный в России. Помимо отличной поддержки русского языка содержит патчи к программам, изначально не работающим с великим и могучим. Включает в себя большое количество разнообразных пакетов. Предназначен для использования не только в качестве домашней мультимедийной платформы, но и качестве сервера для серьезных организаций.

 Slackware Linux

Серьезный дистрибутив для продвинутых пользователей. При его разработке больше внимания уделялось проблемам надежности, стабильности и гибкости управления. С русификацией дело обстоит гораздо хуже, чем у рассмотренных выше особей.

S.u.S.E. Linux

Знаменит тем, что в его пользу правительство Германии даже отказалось от продукции Microsoft. По большому счету является потомком Slackware, хотя имеет своеобразные отличия. Очень большое внимание уделено вопросу безопасности. Специфичный дистрибутив, рекомендуется для опытных польз-лей.

Вопросы для самопроверки.

1. Назовите назначение и основные функции ОС.

2. Проведите классификацию ОС.

3. Назовите ОС семейства Windows. В чем их отличия?

4. Назовите ОС семейства Linux. В чем их отличия?