Сучасні тенденції в розвитку ОС

На основі досвіду використання багатьох сучасних ОС, можна виділити наступні основні тенденції в їхньому розвитку.

Графічні оболонки. Будь-яка сучасна ОС має графічний користувальницький інтерфейс, причому (по цілком зрозумілих причинах гострої конкуренції між фірмами-розроблювачами) графічні оболонки для всіх ОС приблизно однакові по можливостях. Часом користувачеві важко зорієнтуватися, у який саме ОС він працює, хоча для кінцевих користувачів (непрограмістів), очевидно, така уніфікація зручна.

Підтримка нових мережних технологій й Web-технологій. Мережі й Інтернет активно розвиваються. З'являються нові стандарти й протоколи - IPv6, HTML 5 (для хмарних обчислень) і т.д. Сучасні ОС розвиваються в напрямку підтримки всіх нових мережних технологій.

Посилена увага до механізмів безпеки й захисту. Багато в чому завдяки ініціативі Trustworthy Computing, початою фірмою Microsoft в 2002 р. (вона докладно розглянута в попередніх лекціях), а також через всі що підсилюється кіберзлочинності, всі сучасні ОС приділяють підвищену увагу безпеки: при перегляді веб-страниц браузери виконують їхню перевірку на відсутність phishing; завантаження й інсталяції програм з мережі виконуються тільки з явної згоди користувача й т.д.

Підтримка багатопоточності й багатоядерних процесорів. Через широке поширення багатоядерних процесорів, всі сучасні ОС мають бібліотеки програм, що підтримують цю можливість апаратури. Саме завдяки багатоядерній архітектурі, стає реально можливим паралельне виконання потоків (threads).

Підтримка розподілених і паралельних обчислень. Сучасні ОС мають у своєму составі високорівневі бібліотеки, що дозволяють розробляти паралельні алгоритми рішення завдань - наприклад, що підтримують стандарти паралелізму OpenMP й MPI.

Віртуализація ресурсів й апаратур. Сучасні ОС мають у своєму составі засобу віртуализації, що дозволяють виконувати додатка для інших платформ в ізольованих віртуальних машинах, у якому можуть бути інстальовані інші операційні системи.

Розвиток файлових систем з метою захисту інформації й значного збільшення розміру файлів (для мультимедиа). Сучасні вимоги обробки мультимедийной інформації приводять до того, що старі файлові системи (наприклад, FAT) виявляються недостатніми для зберігання мультимедийных файлів. Наприклад, максимальний розмір файлу в системі FAT - 4 гігабайти - легко може бути перевищений при переписі на комп'ютер цифрової відеоплівки тривалістю 10-15 хвилин. Тому розробляються нові файлові системи, що допускають зберігання набагато більших файлів, наприклад, система ZFS в ОС Solaris. Іншою вимогою є забезпечення конфіденційності інформації, що приводить до необхідності реалізації у файлових системах можливості криптования (яка реалізована, наприклад, у файловій системі ZFS).

Підтримка хмарних обчислень – зовсім нова тенденція в розвитку ОС, початок який поклала "хмарна" ОС Windows Azure фірми Microsoft

Нові ОС сімейства Windows

Приведемо короткий огляд можливостей нових ОС сімейства Windows, що не знайшли докладного відбиття в курсі.

Windows Server 2008 – найбільш сучасна серверна ОС сімейства Windows. Вона надає: підтримку нової версії Інтернет-протоколу IPv6; поліпшену підтримку мереж; підтримку паралельного програмування; новий потужний командний процесор Windows PowerShell; засобу виртуализации й емуляції додатків за допомогою технології Hyper-V.

Windows 7 - найбільш нова на даний момент (2010 р.) ОС серії Windows. Вона надає підтримку нового виду користувальницького інтерфейсу - multi-touch; засобу кэширования Интернет-трафика (Branch cache); унікальний набір фонових малюнків робочого стола для кожної країни; поліпшену підтримку драйверів пристроїв; більше гнучкі настроювання безпеки й брандмауера; розвиток GUI-інтерфейсу Aero, уперше реалізованого в Windows Vista.

Нові тенденції в розвитку ОС

Проект Midori. Midori -проект Microsoft Research, що початий на початку 2000-х рр. за назвою Singularity. Midori – дослідницька ОС, реалізована на керованому коді (managed code) являющемся основою платформи.NET й обеспечивающем повний контроль типів, безпеки й ін., що значно підвищує надійність і безпека коду. Однак до Midori розроблювачі ОС предпочитали менш надійні, але більше ефективні способи реалізації ОС на мовах C й C++, так що, на наш погляд, Midori – досить сміливий експеримент. На керованому коді в ОС Midori реалізовані, у тому числі, і ядро ОС, і драйвери пристроїв. Midori надає ефективна підтримка распалаллеливания, що особливо важливо при сучасних тенденціях розвитку апаратних платформ. Для підвищення безпеки виконання додатків Midori забезпечує їхній захист на основі виконання кожного додатка у своїй окремій "пісочниці" (sandbox) Одна з основних особливостей Midori – те, що вона є Интернет-ориентированной ОС. У майбутньому не виключений перехід розвитку ОС фірми Microsoft із платформи Windows на нову платформу Midori.

Графічні оболонки ОС

Як ми вже відзначали, графічна оболонка є в кожної сучасної ОС. Графічні оболонки ОС надають наступні основні можливості.

Зручний графічний користувальницький інтерфейс.

Можливість виконати будь-які системні настроювання за допомогою GUI. Треба, по нашому особистому досвіді, особливо відзначити щодо цього графічні оболонки ОС Linux.

Підтримка нових тенденцій у розвитку інтерфейсів – multi-touch, Tablet PC й ін.

Уніфікація графічних оболонок для різних ОС. У різних операційних системах використаються графічні оболонки CDE, KDE, GNOME. Можливо, у найближчому майбутньому їхній список розшириться.

Відзначимо, що оболонки для різних ОС практично неотличимы (всі вони мають, наприклад, кнопку Start, папку My Documents і т.д.), що зручно для кінцевих користувачів, тому що спрощує вивчення робітничого середовища.

Однак, на наш погляд, використання тільки графічних оболонок (без вивчення командних мов і конфігураційних файлів) знижує рівень підготовки системних програмістів. При вивченні ОС програмістам, особливо - системним, варто мати це у виді. Щодо цього корисні навички фахівцеві дає використання ОС типу UNIX - насамперед, знання командних мов і конфігураційних файлів.

Підтримка паралельних обчислень

Всі сучасні ОС надають бібліотеки для розробки паралельних алгоритмів з використанням можливостей апаратури. Вони підтримують наступні основні види, стандарти й інструменти паралелізму:

· OpenMP - прагматы для распараллеливания програм для компіляторів з різних мов;

· MPI (Message Passing Interface) – паралельне виконання програм, взаємодіючих за допомогою передачі повідомлень.

ОС фірми Microsoft підтримують стандарт OpenMP. Є також бібліотеки MPI.NET, що підтримують стандарт MPI, а також бібліотеки ParallelFx. Фірма Microsoft випустила спеціальну версію операційної системи - Windows High Performance Computing (HPC) 2008, що підтримує паралельне програмування.

Розвиток бездротових мереж

Важливою сучасною тенденцією є розвиток усе більше й більше високопродуктивних бездротових мереж, що знаходить своє відбиття й у розвитку операційних систем. Виділимо наступні перспективні мережні технології.

WiMAX – регіональні бездротові мережі на основі технології Wi-Fi (бездротового радіозв'язку по стандартах IEEE.802.11) продуктивністю до 1 Гбит / с.

3G – мобільний зв'язок третього покоління на основі стандартів CDMA й UMTS (швидкодією до 14 МБит / с)

4G – нове покоління мобільних мереж зв'язку зі швидкістю передачі до 1 ГБит / з, що забезпечують також підвищена якість голосового зв'язку. Формально стандарт на мережі 4G ще не прийнятий, це - справа найближчого майбутнього.

Цікавою тенденцією є також використання цифрових телевізійних каналів для виходу в Інтернет за допомогою спеціальних пристроїв set-top boxes.

Перспективи розвитку ОС

Як видно зі змісту даної лекції й усього курсу, операційні системи залишаються активно, що розвивається напрямком, одним з найцікавіших в області систебагато програмування. Перелічимо деякі характерні тенденції їхнього розвитку.

Тенденція до інтеграції ОС (не тільки на рівні графічних оболонок, але й на рівні загального ядра); розвиток сімейств ОС на основі модулів загального коду.

Значне підвищення надійності, безпеки й отказоустойчивости ОС; розробка ОС на керованому коді або його аналогах.

Подальша тенденція до проектів по ОС із відкритим кодом; це цілком зрозуміло, тому що фірмам-розроблювачам необхідні нові ідеї, що є відмінною можливістю виявити себе для молодих програмістів.

Розвиток виртуализации: Необхідно забезпечити можливість виконати або эмулировать будь-який додаток у середовищі будь-який сучасної ОС.

Подальше зближення по можливостях ОС для настільних комп'ютерів й ОС для мобільних пристроїв.

Подальша інтеграція ОС і мереж.

Перенос ОС і базових інструментів у середовища для хмарних обчислень.