Структура. Операционные системы

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффектив-ности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

К современным операционным системам предъявляются следую-щие требования:

§ совместимость — необходимость ОС включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;

§ переносимость — обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;

§ надежность и отказоустойчивость — возможность защиты ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;

§ безопасность — содержание ОС средств защиты ресурсов одних пользователей от других;

§ расширяемость — обеспечение ОС удобства внесения последующих изменений и дополнений;

§ производительность — обладание достаточным быстродействием системы.

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows, Linux).

Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Многозадачность бывает невытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX). В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора очередного процесса. Во втором — решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские (MS DOS, Windows Зх, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользова-тельских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.

Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на различные типы компьютеров. В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программи-рования высокого уровня, как правило, на языке Си и перекомпилируется при переходе на другую платформу.

В настоящий момент около 90 % компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс ОС ориентирован для исполь-зования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство UNIX, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

UNIX — многопользовательская, многозадачная ОС, включающая достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. Она является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (т. е. система особенно эффективна для специалистов — прикладных программистов).

Независимо от версии, общими для UNIX чертами являются: многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени, переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы, прежде всего, на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

ОС MS DOS широко использовалась для персональных компьютеров, построенных на базе процессоров Intel 8088-80486.

В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется. Однако ее не следует считать полностью исчерпавшей свои возможности и потерявшей актуальность. Низкие требования к аппаратным ресурсам оставляют DOS перспективной для практического использования. Так, в 1997 г., начались работы по адаптации DR DOS (аналог MS DOS) к рынку встроенных ОС мелких высокоточных устройств, присоединяемых к Интернету и интранет-сетям. К этим устройствам относятся: кассовые аппараты, факсы, персональные цифровые ассистенты, электронные записные книжки и др.

Операционные системы Windows — это семейство операционных систем, включающее: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME, Windows XP, Windows Vista (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно).

Наиболее популярной ОС на сегодняшний момент является Microsoft Windows XP. От предыдущих версий ее отличают следующие возможности:

– поддержка беспроводных сетей – автоматическое подключение к беспроводной сети как дома, так и на работе, либо в общедоступных точках с помощью простой в использовании функции, не требующей настройки;

– более высокая производительность и совершенная многозадач-ность: одновременное выполнение нескольких программ — даже очень требовательных к вычислительным ресурсам;

– наличие Windows Messenger: обмен мгновенными сообщениями с другими компьютерами. Возможность выбора типа сообщений — текстового, речевого или видео;

– удаленный рабочий стол: простой доступ к настольному компьютеру с другого компьютера;

– удаленная поддержка;

– улучшенный графический интерфейс;

– повышенная надежность.

Самой современной ОС компании Microsoft на сегодняшний момент является Windows Vista – последняя версия операционной системы Windows, которая предлагает новые возможности, в том числе средства обеспечения безопасности, усовершенствованные функции архивации, более полный набор функций для работы в сети, а также ресурсы для обеспечения бесперебойной и эффективной работы компьютеров.

Операционная система OS/2 (Operating system/2) является однопользовательской многозадачной ОС, односторонне (MS DOS —> OS/2) программно совместимой с MS DOS и предназначенной для работы с МП 80386 и выше (ПК IBM PC и PS/2). OS/2 может одновременно выполнять до 16 программ (каждая из них – в своем сегменте памяти), но среди них только одну, подготовленную для MS DOS.

Важными особенностями OS/2 являются наличия: многооконного интерфейса пользователя, программных интерфейсов для работы с системой баз данных, эффективных программных интерфейсов для работы в локальных вычислительных сетях. К недостаткам OS/2 относится, в первую очередь, сравнительно небольшой объем программных приложений, наработанных к настоящему времени.

В последнее время все большее распространение получает ОС Linux – свободно распространяемое ядро Unix-подобной системы, написанное Linus Torvalds при помощи большого числа добровольцев по всей Сети. Linux обладает всеми свойствами современной Unix-системы, включая настоящую многозадачность, развитую подсистему управления памятью и сетевую подсистему. Ядро Linux, поставляемое вместе с свободно распространяемыми прикладными и системными программами образует полнофункциональную универсальную операционную систему. Большую часть базовых системных компонент Linux унаследовал от проекта GNU, целью которого является создание свободной микроядерной операционной системы с лицом Unix. На сегодняшний день существует множество различных поставок Linux, «дистрибутивов», которые можно разделить на дистрибутивы общего назначения и специализи-рованные. К специализированным относятся такие, как LinuxRouter – урезанная поставка Linux для создания дешевого маршрутизатора на базе старого PC и др. Несмотря на различия в дистрибутивах общего назначения, все они образуют лицо ОС Linux такой, какой ее знают большинство пользователей ОС. В отличие от ядра, дистрибутивы могут содержать коммерческие компоненты, и потому их свободное распространение может быть ограниченно. В таком случае авторы дистрибутива делают доступными все свободные компоненты. Обычно под словосочетанием «ОС Linux» понимают дистрибутивы Linux общего назначения.