5. Операционные системы. Классификация и краткий обзор

Операционная система (ОС) – это набор программ, который выполняет общее управление работой компьютера, запускает приложения, организует работу с файлами, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ, значительно облегчая общение с компьютером. Без ОС компьютер вообще не может функционировать и представляет не более чем совокупность электронных устройств.

ОС может размещаться в постоянной памяти компьютера или загружаться в оперативную память с диска при включении компьютера (последние называют дисковыми ОС).

ОС обычно классифицируют по следующим признакам:

– число пользователей, одновременно работающих с системой (однопользовательские и многопользовательские);

– число задач, которые могут решаться с их помощью в любой момент времени (однозадачные и многозадачные);

– базовый способ общения пользователя с ОС (диалог на языке команд, диалог на языке меню, диалог на языке графических представлений);

– число разрядов адресной шины (16, 32, 64 …);

– минимально требуемые ресурсы, т.е. минимально необходимые объемы оперативной и дисковой памяти, класс микропроцессора.

В этой классификации MS DOS – однопользовательская, однозадачная, 16-разрядная ОС, общающаяся с пользователем на языке команд.

Windows – это многопользовательская, многозадачная, 32-разрядная ОС.

Еще одним важным свойством операционной системы является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки – мультипроцессирование. В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных.

На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают:

• ОС персональных компьютеров,

• мини-компьютеров,

• мейнфреймов,

• кластеров

• компьютерных сетей.

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют ОС, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные или многоплатформенные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающим перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на Си, который и был разработан для программирования операционных систем.

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

• системы пакетной обработки (например, ЕС);

• системы разделения времени (UNIX, VMS);

• системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, т.е. решение максимального числа задач в единицу времени.

Для систем разделения времени критерием эффективности является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя. В таких ОС каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник и т.п. Критерием эффективности для таких систем является способность выдерживать заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы – реактивностью.

Основу любой вычислительной сети составляет сетевая ОС. Сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Так, например, одноранговые сети (в которых компьютеры имеют равные права доступа к ресурсам друг друга) могут быть построены на базе Windows 98/NT/2000/XP/VISTA и т.п.

К настоящему времени разработано достаточно большое количество различных типов операционных систем: MacOS (предназначена для работы на компьютерах с процессорами PowerPC), DOS, Windows 95, Windows 98, Windows Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA, Linux и др). В нашей стране одной из наиболее используемых, является MS Windows.