Элементов на единицу площади (миниатюризации), компьютеры пятого поколения должны были для

достижения сверхпроизводительности интегрировать огромное количество процессоров.

Компьютеры Cray стали классикой в области векторно-конвейерных суперкомпьютеров.

Первые сверхвысокопроизводительные векторные компьютеры: Cray-1 (1976 год), ILLIAC-IV,

STAR-100, ASC.

Классификация ОС

Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления

Ресурсами компьютера, областями использования.

В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

— Однозадачные и многозадачные

— Однопользовательские и многопользовательские

— Однопроцессорные и многопроцессорные системы

— Локальные и сетевые.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

— Однозадачные (MS DOS)

— Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами,

Средства управления файлами, средства общения с пользователями.

Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме

Того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и

Внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

— Системы пакетной обработки (Old)

— Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)

Системы реального времени (RT11)

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого

Получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная

Способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов

Информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой

Промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго.

Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного

Выполнения нескольких задач.

Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую

Эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или

техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По числу одновременно работающих пользователей - ОС разделяются на однопользовательские

(MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 - XP)

В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя,

Т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную

Цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты.

В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от

Несанкционированного доступа других пользователей

Одним из важнейших признаков классификации ОС является разделение их на локальные и сетевые.

— Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в

Компьютерных сетях в качестве клиента. В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО

Для доступа к удаленным ресурсам и услугам.

— Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью

Совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения

Доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых

Ресурсов

T2. Архитектура ОС

Функции ОС.

Структура ОС.

Архитектура ОС.

Вычислительная система состоит из 3 базовых компонент, которые связаны между собой через 3

Отдельных канала, называемыми магистралями (чаще используется термин из англ.языка - bus).

Информация, которая циркулирует в вычислительной системе делится на 3 категории:

- данные, которые необходимо обработать

- инструкции, при помощи которых осуществляется обработка данных (сложение, вычитание,

Сравнение и т.д.)

- Адреса, которые __________позволяют локализовать данные и инструкции.

Таким образом, основной задачей вычислительной системы является выполнение инструкций

(преобразовательных) над данными.

С точки зрения hardware, все компоненты компьютера контролируются процессором.

В свою очередь, процессор выполняет действия, которые определены программами, которые он

Выпоняет.

НО, поскольку структура вычислительной системы является довольно сложной, она не может

Управляться прикладным ПО. Иначе, программист будет вынужден концентриваваться на задачах

Управления компонентами системы и в этом случае программы становятся объемными, что в свою

Очередь ведет к большой вероятности появления ошибок.

Как следствие, был введен посредник, который осуществлял связь между ТО и прикладным ПО и

Обеспечивал эффективное функционирование системы.

Этим посредником стала ОС, которая обеспечивает контроль над ресурсами компьютера и

Вмешивается тогда, когда появляются нестандартные или нежелательные ситуации

Основные задачи (цели) ИС

Ø Предоставление некоторых объектов своим пользователям:

• Системные команды, которые автоматизируют операции работы с компьютером

• Системные функции, которые находятся в распоряжении программ. Эти функции в

Зничительной мере зависят от характеристик среды в которых используется ОС.

Ø Эффективное управление физической машиной

§ ОС работает как менеджер ресурсов вычислительной системы, выполняя такие операции как:

• Учет состояния всех ресурсов

Разрешение конфлитных ситуаций между различными компонентами системы в случае

Одновременной адресации к одним и тем же ресурсам

Менеджмент ресурсов предполагает распределение ресурсов во времени и в пространстве

Q Когда ресурсы распределены во времени, различные программы или различные

Пользователи используют их по очереди.

Ex.: процессор, принтер.

Q В случае распределения ресурсов в пространстве, каждой из компонент, которая их

Использует выделяется одна или несколько частей соответствующего ресурса.

Ex.: внутренняя u1102 юпамять, диск.

Функции ОС

• Предоставление пользователю/программисту виртуальной машины (логического посредника)

вместо прямого управления электронными компонентами (=>упрощение работы)

• Управление ресурсами

• Процессами

• Памятью

• Взаимодействию с устройствами Ввода/Вывода (I/О)

• Взаимодействие с внешними информационными ресурсами (файловая система)

• Защита данных и администрирование

• Интерфейс прикладного программирования (API)

• Обеспечение пользовательского интерфейса

Структура ОС

Современные ОС состоят из множества взаимозависимых модулей, каждый из которых может быть

отнесен к одному из следующих классов:

Ядро (eng. kernel) – модули, которые выполняют базовые функции ОС.

Эти функции недоступны для пользовательских прогамм.

Некоторые из этих функций обеспечивают необходимую среду для работы приложений. -

Application programming interface (API).

Для обеспечения более высокой скорости работы ОС все или большая часть модулей ядра

находятся постоянно в оперативной памяти. -> являются резидентными.

Дополнительные/вспомогательные (eng. extramodules) – модули, которые выполняют

Обеспечивающие функции (полезные, но не обязательные) (ex. – оперативное архивирование

Данных, дефрагментация дисков и т.д.)

Модули ядра ОС выполняют следующие базовые функции ОС:

— управление процессами

— управление памятью

— управление устройствами ввода-вывода

Ядро обеспечивает решение задачи организации вычислительного процесса: переключение

Контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний и т.п.

Другая задача – поддержка приложений, создание для них прикладной программной среды.

Приложения обращаются к ядру с запросами (системными вызовами) для выполнения базовых

операций (открытие и чтение файла, вывод информации на дисплей и т.п.)