Классификация операционных систем

Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода  дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора.

4. Состояние на сегодняшний день

Windows XP является следующей  — после Windows 2000 и Windows Millennium —  версией операционной системы  Microsoft Windows. В Windows XP осуществлена  эффективная интеграция сильных сторон Windows 2000 (основанной на отраслевых стандартах системы безопасности, высокой надежности и управляемости) с лучшими характеристиками систем Windows 98 и Windows Me, такими как простой в применении интерфейс пользователя, возможности технологии Plug and Play и новые принципы организации службы технической поддержки. Тем самым сделан очередной шаг по пути сближения операционных систем семейства Windows. В результате подобной интеграции была получена лучшая на сегодняшний день операционная система.

NonStop Kernel - операционная  система, основанная на обработке  сообщений. Используя параллельные  вычисления в многопроцессорной  системе, расширяемой до более  4000 CPU, NonStop Kernel обеспечивает высокую  производительность, позволяющую поддерживать обработку большого количества одновременных транзакций. Ее модульная структура гарантирует масштабируемость, высокоуровневую универсальность и прозрачность относительно количества систем, соединенных вместе через сети Expand [7] или TorusNet [8]. Модульность также позволяет облегчить перенос операционной системы на новые аппаратные платформы.

NonStop Kernel опирается на  многопроцессорную аппаратную архитектуру,  поэтому она должна поддерживать  параллельную обработку на всех  уровнях: на системном, на уровне промежуточного программного обеспечения и на уровне прикладных программ. В архитектуре систем сери Himalaya отсутствует общая память, поэтому на каждом процессоре работает своя копия ОС. В нее включены процессы, выполняющие функции распределения ресурсов, управления памятью, межпроцессорного и межпроцессного взаимодействия и т. д. Процессы управления внешними устройствами не копируются на каждом процессоре, а работают только на тех процессорах, к которым физически подключено данное устройство. Обмен данными между CPU выполняется с помощью сообщений, которые передаются по дублируемой межпроцессорной шине Dynabus. Технология TorusNet позволяет объединять до 224 процессоров, а использование сети -Expand до 4080 процессоров.

NSK - отказоустойчивая  операционная система. Безостановочное функционирование системы достигается за счет развитого механизма автоматического восстановления после сбоя. Если какой-либо процесс сконфигурирован как отказоустойчивый, то в системе всегда существуют две его копии, которые размещаются на физически различных процессорах. Одна копия является активным процессом, а другая - резервным. Если основной процесс прерывается из-за неустойчивых сбоев в работе аппаратного или программного обеспечения, то резервный процесс берет на себя функции основного и продолжает вычисления с точки прерывания. Поскольку содержимое памяти обоих процессов полностью совпадает, то второй процессор имеет такой же доступ ко всем системным ресурсам, как и основной, поэтому никаких дополнительных мер для восстановления прерванного процесса не требуется. Операционная система сразу же создает на другом CPU новый резервный процесс, так что резервное дублирование процессов сохраняется.

Откат транзакций при  сбое достигается следующим способом. При выполнении транзакций на чтение/запись из базы данных применяется механизм восстановления, который использует контрольные следы для гарантии целостности базы. Надо отметить, что механизм восстановления не применим для обработки устойчивых сбоев программного обеспечения. Такие сбои всегда являются следствием ошибок программирования, и для их исправления требуются изменения в самом коде.

Принимая во внимание современные тенденции разработки открытых программных средств, Tandem решила сделать NonStop Kernel также открытой системой. При этом для обеспечения совместимости своих ОС сверху вниз и сохранения их прежних свойств компания выбрала концепцию персоналий. Персоналия - это набор прикладных программных интерфейсов (API) и системных программных средств.

В NSK имеются две персоналии - Guardian (стандартный собственный интерфейс) и открытые средства Open System Services (OSS), представляющие собой реализацию Unix с POSIX.2 и прикладными API-интерфейсами, согласованными с XPG4. OSS использует свою иерархическую файловую систему поверх файловой системы Guardian, а для обеспечения доступа к средствам OSS из Guardian и наоборот применяется специальный синтаксис. Доступ к файлам Guardian из OSS осуществляется через специальный каталог /G. Для обращения к ресурсам Expand-сети с других узлов служит каталог /E. Этот подход аналогичен концепции суперкорневого каталога, используемой в системах Microsoft Network, NetWare 4 и различных Unix-реализациях.

Для организации взаимодействий между процессами в OSS доступна полная библиотека Berkeley Socket Library, а для обеспечения прямого доступа Unix- и ПК-клиентов к файлам OSS используется NFS-сервер. Кроме того, стандартные FTP-средства передачи Unix-файлов также включены в состав системы и в качестве сервера, и в качестве клиента.

Операционная система NonStop Kernel поддерживает широкий набор сетевых средств. Все эти средства могут быть сконфигурированы как отказоустойчивые.

Tandem NSK поддерживает следующие  языки программирования: Си, C++, Cobol, Pascal, Basic, и TAL (Transaction Application Language). Компилятор языка Си является также стандартным в специализациях OSS.

Заключение

Сегодня серверы Tandem находят  применение в приложениях, где требуется  высоконадежная и непрерывная работа вычислительных систем. К таким приложениям  относятся финансовые службы: банки; правительственные учреждения; телекоммуникационные компании; службы, предоставляющие транспортные услуги, и т. д.

Файловая система - это  часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы  обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами. В широком смысле понятие "файловая система" включает:

1) совокупность всех  файлов на диске, 

2) наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,

3) комплекс системных программных  средств, реализующих управление  файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.

Важным элементом ОС масштаба предприятия является централизованная справочная служба, в которой хранятся данные о пользователях и разделяемых  ресурсах сети. Такая служба, называемая также службой каталогов, обеспечивает единый логический вход пользователя в сеть и предоставляет ему удобные средства просмотра всех доступных ему ресурсов. Администратор, при наличии в сети централизованной справочной службы, избавлен от необходимости заводить на каждом сервере повторяющийся список пользователей, а значит избавлен от большого количества рутинной работы и от потенциальных ошибок при определении состава пользователей и их прав на каждом сервере.

Важным свойством справочной службы является ее масштабируемость, обеспечиваемая распределенностью базы данных о пользователях и ресурсах. Такие ОС, как Banyan Vines, Novell NetWare 4.x, IBM LAN Server, Sun NFS, Microsoft LAN Manager и Windows NT Server, могут служить в качестве операционной системы предприятия, в то время как ОС NetWare 3.x, Personal Ware, Artisoft LANtastic больше подходят для небольших рабочих групп.

Конечно, ни одна из существующих ОС не отвечает в полном объеме всем требованиям, поэтому выбор ОС, как правило, осуществляется с учетом производственной ситуации и опыта.