Осн. Компоненты компьютерной (вычислительной) системы

1. Человек (пользователь)

2. Компьютер (набор электронных взаимосвязанных элементов) – eng. Hardware

3. Компьютерные программы (логические сценарии работы и взаимодействия электронных

элементов) – eng. Software

4. Коммуникационные каналы

5. Информация

Место ОС в компьютерной (вычислительной) системе

— Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК.

— Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных

средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение

всех других программ.

С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему

BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких

уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Операционная система как менеджер ресурсов

Операционная система предназначена для управления всеми частями весьма сложной архитектуры

компьютера.

Операционная система, как менеджер ресурсов, осуществляет упорядоченное и контролируемое

распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.

Операционная система как постоянно функционирующее ядро

можно дать и такое определение:

операционная система – это программа, постоянно работающая на компьютере и

взаимодействующая со всеми прикладными программами.

Казалось бы, это абсолютно правильное определение, но, во многих современных операционных

системах постоянно работает на компьютере лишь часть операционной системы, которую принято

называть ее ядром.

Операционная система как защитник пользователей и программ

Если вычислительная система допускает совместную работу нескольких пользователей, то

Возникает проблема организации их безопасной деятельности.

• Необходимо обеспечить сохранность информации на диске, чтобы никто не мог удалить или

Повредить чужие файлы.

• Нельзя разрешить программам одних пользователей произвольно вмешиваться в работу

Программ других пользователей.

• Нужно пресекать попытки несанкционированного использования вычислительной системы.

Всю эту деятельность осуществляет операционная система как организатор безопасной работы

Пользователей и их программ. полицейские и контрразведывательные функции.

Поколения операционных систем

— Нулевое поколение — В первых компьютерах операционные системы отсутствовали. Это

Период с момента появления первых компьютеров до середины 50-х годов XX века.

— Первое поколение — Пакетная обработка, многозадачные операционные системы. Появились

В середине 50-х годов XX века.

— Второе поколение — Многорежимные операционные системы, операционные системы

Реального времени. Появились в середине 60-х годов XX века.

— Третье поколение — Операционные системы для персональных компьютеров, сетевые

Операционные системы, графический пользовательский интерфейс ОС. Появились в начале

Х годов XX века.

— Четвертое поколение — Распределенные операционные системы. Появились на границе 80-х

И 90-х годов XX века.

— Пятое поколение — Поддержка беспроводной связи для мобильных устройств. Появились в

Середине 90-х годов XX века.

ОС появились и стали развиваться параллельно с вычислительной техникой

Таким образом, существуют ОС для разных компьютеров:

• для 8 bits – CP/M

• для 16-64 bits – MS-DOS,

• для 32-64 bits – Windows 95,

• Для компьютерных сетей – Unix, Novel Netware, OS/2,Windows NT,ect.

Первый период (1945-1955гг) /Ламповые машины./Операционных систем нет

• Программирование на машинном языке

• Организация вычислительного процесса вручную каждым программистом с пульта

Управления

• Загрузка программы с помощью панели переключателей, либо перфокарт

• ВС выполняет одновременно только одну операцию (ввод-вывод, либо собственно

Вычисления)

Возникают первые компиляторы Fortran, Assembler для IBM-701

Строго последовательная обработка данных

Второй период (1955г. – начало 60-х гг.)/Транзисторные машины/Пакетные операционные

Системы

Развитие алгоритмических языков LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1

Разделение персонала на программистов и операторов

Изменение процесса прогона программ: пользователь приносит задание (колода перфокарт) и

оператор вводит задание в память машины и запускает его на исполнение.

Поскольку смена запрошенных ресурсов вызывает остановку работы программ и процессор

простаивает, для повышения эффективности задания с похожими ресурсами собирают вместе,

создавая пакет заданий

Появляются первые системы пакетной обработки!

Третий период (начало 60-х – 1980г.) /Компьютеры на основе интегральных

Микросхем./Первые многозадачные ОС

Появление электронно-лучевых дисплеев

Time-sharing (системы разделения времени) - процессор переключается между операциями не только

на время операций ввода-вывода, но и просто по прошествии определенного времени =>

пользователи могут интерактивно взаимодействовать со своими программами => возможность

Одновременной работы нескольких пользователей на одной компьютерной системе

Запись информации не посредством перфокарт, а непосредственно с клавиатуры на диск

Внешняя эволюция: до этого вычислительные комплексы были несовместимы. Первое семейство

Программно совместимых компьютеров, построенных на ИС было IBM/360, затем последовала

Линия компьютеров PDT, совместимых с IBM. У нас серия ЕС ЭВМ и СМ

Дальнейшее повышение эффективности достигается за счет мультипрограммирования: пока одна

Программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает как при однопрограммном

Режиме, а выполняет другую программу

Мультипрограммные системы обеспечили возможность более эффективного использования

системных ресурсов, но они ещѐ долгое время оставались пакетными (пользователь не мог

непосредственно взаимодействовать с заданием и должен был заранее предусмотреть все возможные

Ситуации), отладка программ по-прежнему требовала распечатки содержимого регистров или

Использования отладочной печати.

Появление электронно-лучевых дисплеев и переосмысление возможностей использования клавиатур

Стали шагом к решению этой проблемы

Логическим расширением систем мультипрограммирования стали time-sharing (системы разделения

Времени), в них процессор переключается между операциями не только на время операций ввода-

вывода, но и просто по прошествии определенного времени => пользователи могут интерактивно

взаимодействовать со своими программами => возможность одновременной работы нескольких

Пользователей на одной компьютерной системе

В системах разделения времени пользователь получил возможность записывать вводить

информацию не посредством перфокарт, а непосредственно записывать еѐ с клавиатуры на диск.

Появление On-line файлов привело к необходимости разработки файловых систем

Параллельно внутренней эволюции происходит внешняя эволюция, до этого вычислительные

Комплексы были несовместимы: программу успешно работающую на одном типе машин

Приходилось переписывать для другого типа машин. Первое семейство программно совместимых

Компьютеров, построенных на интегральных схемах было IBM/360, затем последовала линия

Компьютеров PDT, совместимых с IBM

Четвертый период (с 1980г. по настоящее время)/Персональные компьютеры./Классические

Сетевые и распределенные системы

Резкое возрастание интеграции и снижение стоимости микросхем

Массовость, общедоступность

Первоначально персональные компьютеры предназначались для использования одним

Пользователем в однопрограммном режиме, что повлекло за собой деградацию архитектуры этих

ЭВМ и их ОС (например пропала необходимость защиты файлов памяти, планирования заданий)

В середине 80-х развитие сетей компьютеров => развитие сетевых и распределенных ОС

Суперкомпьютеры./Параллельные вычисления и системы искусственного интеллекта

В то время как предыдущие поколения совершенствовались за счѐт увеличения количества