Классификация операционных систем

Операционные системы классифицируются следующим образом:

1) по количеству одновременно работающих пользователей:

• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
• многопользовательские (UNIX, Windows NT, Windows 2000, Windows XP).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами;

2) по количеству решаемых задач:

• однозадачные (например, MS-DOS, MSX);
• многозадачные (ОС ЕС, OS/2, UNIX, Windows 95-XP).

Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени. Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени;

3) по количеству поддерживаемых процессоров:

• однопроцессорные: Windows 95, 98, Me, MS-DOS, MSX;
• многопроцессорные: Solaris 2.x, Open Server 3.x, OS/2, Windows NT, NetWare 4.1.

Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи;

4) по типу интерфейса:

• Командный – предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды (MS-DOS); в этом виде интерфейса пользователь подает команды компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат пользователю.
• WIMP – (Window – окно, Image – изображение, Menu – меню, Pointer – указатель) Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов – меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается через графические образы.
• SILK – (Speech – речь, Image – изображение, Language – язык, Knowledge – знание) (например, BrocadeFabric OS). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный «разговор» человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Разновидностями являются интерфейсы на основе речевой и биометрической технологий;

5) по типу доступа пользователя к ЭВМ:

• системы пакетной обработки (например, ОС ЕС): из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности;
• системы разделения времени (UNIX, VMS), обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;
• системы реального времени (QNX, RT/11), обеспечивающие определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами;

6) по типу использования ресурсов:

• сетевые (UNIX Windows NT/2000/XP и др.). Предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности;
• локальные (MS-DOS Windows 95, 98, Me и др.). Используются для реализации задач пользователя в пределах одной ЭВМ.

Функции операционных систем

1. Основная функция всех операционных систем – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

• интерфейс пользователя – интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера;
• аппаратно-программный интерфейс – интерфейс между программным и аппаратным обеспечением;
• программный интерфейс – интерфейс между разными видами программного обеспечения.

2. Обеспечение автоматического запуска. При подаче питания процессор обращается к фиксированному физическому адресу ПЗУ, с которого начинается запись программы инициализации операционной системы.

Организация файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора.

Файловая система определяет:

• как хранятся файлы и каталоги на диске;
• какие хранятся сведения о файлах и каталогах;
• как можно узнать, какие участки диска свободны, а какие – нет;
• формат каталогов и другой служебной информации на диске.

3. Обслуживание иерархической файловой структуры.

Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры – людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.

Файловая структура состоит из логических дисков, каталогов (папок) и файлов.

Логический диск – это раздел физического диска. Логическим дискам присваиваются имена С:,D: и т.п. Логический диск иногда называют корневой папкой.

Каталог (папка) – это раздел логического диска. Каталог может содержать вложенные каталоги (папки). Поскольку из этого определения вытекает, что файл может иметь нулевую длину, то фактически создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе.

К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением ОС:

• создание файлов и каталогов и присвоение им имен;
• переименование файлов и каталогов;
• копирование и перемещение файлов;
• удаление файлов и каталогов (папок);
• навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу или папке и т.д.;

Файл как объект характеризуется параметрами, которые описывают его свойства:

1. Имя файла. Имя файла может состоять из букв русского и английского алфавитов, цифр и специальных символов (за исключением следующих знаков: \, /, *,?,:, >, <, |, “”). При этом длина имени файла не должна превышать 256 символов.

2. Тип файла (расширение). Это дополнительная информация о файле. Тип записывают после имени файла латинскими буквами (не более трех символов), отделяя его точкой. Объединенные вместе тип и название файла составляют его полное имя. Расширение связывает файл с прикладной программой, в которой данные можно создать, просмотреть или изменить.

3. Размер файла. Размер свидетельствует о том, сколько информации содержит файл и соответственно, сколько места он занимает на диске. Размер файла выражается в единицах измерения информации: байт, Кбайт, Мбайт.

4. Дата и время создания файла. Например, 05.03.97 – дата, 15:30 – время.

В зависимости от расширения все файлы делятся на две большие группы: исполняемые и неисполняемые.

Исполняемые файлы – это такие файлы, которые могут выполняться самостоятельно, а неисполняемые требуют для запуска установки специальных программ.

Для того чтобы воспользоваться хранящейся в файле информацией, необходимо знать, на каком именно устройстве и в какой папке находится нужный файл. Эти сведения содержатся в полном имени файла. Полное имя файла состоит из пути к файлу и имени файла.

В операционных системах семейства Windows полное имя файла начинается с имени устройства внешней памяти (логического диска), на котором он расположен. Имя устройства образуется двумя символами – латинской буквой и следующим за ней двоеточием. После имени устройства следуют имена всех вложенных папок, разделенные символом «\» (Например, «D:\Документы\Сведения о курсантах\2011-2012 уч. год \Результаты экзаменационной сессии.doc»).

4. Взаимодействие с аппаратным обеспечением с помощью специальных программных средств управления – драйверов. Каждому типу внешних устройств соответствует свой драйвер. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода BIOS.

5. Обслуживание компьютера с помощью сервисных программ – утилит, которые позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и др.), работать в компьютерных сетях и пр.

6. Оперативное получение необходимой информации о функционировании операционной системы в целом и о работе ее отдельных модулей с помощью справочной системы и т.д.

7. Управление установкой, исполнением и удалением приложений.