Операционные системы

Министерство  образования и науки Украины          Запорожский национальный технический университет

 

 

 

 

 

                                                                                              Кафедра Автомобили

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Операционные системы

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. Т-115                                     Климович А.В.

 

Принял:                                                                Смоляров А.В.

 

Запорожье 2009 г.

План

 

 

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ОБЗОР

ЧТО ТАКОЕ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА

 

Житель Крайнего Севера в компьютерном магазине:

— У вас операционные системы есть?

— Есть.

— Многозадачные есть?

— Есть.

— Дайте, однако, трехзадачную!

Из коллекции сайта Anecdotov.net

 

Вы когда-нибудь задумывались, как происходит в компьютере обработка команд? Почему - то или иное наше действие вызывает тот или иной результат? Как именно происходит взаимодействие между человеком и компьютером?

Верю, что задумывались. И вот теперь вам пора узнать ответ.

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА  — вот так называется первая и  самая главная программа, благодаря которой становится возможным общение между компьютером и человеком.

Операционная система (или, более фамильярно, просто ОС) — это своего рода буфер-передатчик между компьютерным железом и остальными программами. ОС принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и «переводит» их на понятный машине язык. ОС управляет всеми подключенными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам. Наконец, третья задача ОС — обеспечить удобство работы с компьютером для человека-пользователя.

Получается, что каждая ОС состоит как минимум из трех обязательных частей.

Первая — ядро, командный интерпретатор, «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая - специализированные программки для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Такие программки называются драйверами — т. е. «водителями», управляющими. Сюда же относятся так называемые «системные библиотеки», используемые как самой операционной системой, так и входящими в ее состав программами.

И, наконец, третья часть  — удобная оболочка, с которой  общается пользователь — интерфейс. Своего рода красивая обертка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро. Сравнение с упаковкой удачно еще и потому, что именно на нее обращают внимание при выборе операционной системы, — о ядре же, главной части ОС, вспоминают уже потом. Поэтому такая нестабильная и ненадежная с точки зрения ядра ОС, как Windows 98/ME, и пользовалась таким сногсшибательным успехом — благодаря красивой обертке-интерфейсу.

Сегодня графический интерфейс неизменный атрибут любой операционной системы, будь то Windows 98/ME, Windows NT/2000 или MacOS, операционная система для компьютеров Apple Macintosh. Но операционные системы первых поколений имели не графический, а текстовый интерфейс, т. е. команды компьютеру отдавались не щелчком мышки по рисунку-пиктограмме, а с помощью введения команд с клавиатуры. Например, сегодня для запуска программы редактирования текстов Microsoft Word достаточно щелкнуть по значку этой программы на Рабочем Столе Windows 98/ME. А раньше, при работе в ОС предыдущего поколения — DOS, необходимо было вводить команду типа

C:\WORD\word.exe mybook. doc.

Операционные системы делятся  на однозадачные и многозадачные. Здесь тоже все ясно: однозадачные операционные системы (DOS) могут выполнять в одно и то же время не более одной задачи, а многозадачные ОС (Windows 98/ME) способны, как Александр Македонский, одновременно управляться с несколькими процессами, деля между ними мощность компьютера. Например, в тот самый момент, когда я пишу эти строчки, мой компьютер копирует файл из сети Интернет, одновременно услаждая мой слух музыкой с любимого компакт-диска. В принципе число задач, которое может выполнять ваша ОС, не ограничено ничем, кроме мощности процессора и емкости оперативной памяти.

Еще один критерий — число пользователей  ОС.

Операционная система бывает однопользовательской (предназначенной для обслуживания одного клиента) и многопользовательской (рассчитанной на работу с группой пользователей одновременно). Примером первой может служить все та же Windows 98/ME, а второй -Windows NT/2000. Для домашнего использования вам понадобится, конечно же, однопользовательская ОС.

И последнее — разрядность. Мы с вами уже говорили о разрядности процессора — точно также разрядность характеризует и ОС. 16-разрядные операционные системы (DOS, Windows 3.1, Windows 3.11) ушли в прошлое. С появлением Windows 98/ME. 64-разрядных ОС для домашнего использования пока нет — неудивительно, ведь первый 64-разрядный процессор для рынка массовых компьютеров под названием Itanium появился на рынке только в 2001 году.

Наконец, едва ли не самое важное для  нас деление — специализация, предназначение той или иной ОС. Ведь что бы там ни говорили отдельные руководители отдельной программной корпорации, универсальных операционных систем не существует. Одна более пригодна для работы в сети, другую выберут программисты, третью — домашние пользователи... И потому, как показывает практика, знания одной ОС в наше время отнюдь не достаточно. В работе вам наверняка придется столкнуться с другими ОС — и готовиться к этому надо заранее.

 

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ  КОРПОРАЦИИ MICROSOFT

 

— Что означают числа 3, 95, 98 и 2000 в номере версии Windows?

- Столько раз подряд будешь устанавливать, пока, наконец, не заработает...

DOS

20-летняя история операционных  систем интересна и поучительна, исполнена драматических событий и героизма, подвигов и предательства. А началась она именно с DOS (аббревиатура словосочетания Disk Operating System). Точнее — с первой версией этой ОС, выпущенной корпорацией Microsoft в 1981 г. и предназначенной для поставки с компьютерами IBM PC (хотя сначала IBM отдала предпочтение другой ОС под названием СР/М). Кстати, немногие сегодня помнят, что MS-DOS отнюдь не была оригинальной разработкой самой Microsoft: компания Билла Гейтса лишь доработала «операционку» под названием QDOS, созданную компанией Seattle Computer Products.

16-разрядная однозадачная операционная  система DOS обладала «интерфейсом командной строки», т. е. все команды пользователю приходилось набирать на клавиатуре вручную, в командной строке ОС. Никакой графики. Никакого сервиса...

Однако DOS процветала на протяжении 10 лет. У Microsoft даже появились конкуренты в виде фирм Novell, Digital Research и... IBM. Каждая из этих компаний выпустила свою версию DOS, которые во многом превосходили продукт Microsoft. В частности, Novell DOS пользовалась заслуженной популярностью, как превосходная сетевая ОС, продукт IBM обладал лучшими сервисными возможностями.

Конечно, со временем DOS совершенствовалась и пополнялась новыми программами. С каждой новой версии она поддерживала все больше типов устройств. Однако главные ее недостатки не были, да и не могли быть устранены.

Главным уязвимым местом DOS оставалась работа с оперативной памятью. Дело в том, что в эпоху создания MS-DOS оперативная память большинства компьютеров не превышала 256 килобайт. DOS могла работать с 640 килобайтами оперативной памяти, и Билл Гейтс утверждал, что никому и никогда не понадобится больший объем.

Но время шло... Память на компьютерах  потихоньку росла -1 Мбайт, 2 Мбайта... Появились  программы, которым требовался для  работы весь объем оперативной памяти. Стандартный же сервис DOS этой возможности не предоставлял. Поэтому приходилось использовать специальные программы — менеджеры памяти. Но и они не могли заставить упрямую DOS размещать загружаемые при включении компьютера программы вне «области 640 килобайт». Возникал парадокс: сколько бы оперативной памяти ни имел ваш компьютер, вы не могли запустить программу, если у вас не имелось достаточно свободного пространства в стандартной памяти — той самой области 640 килобайт...

Вторым недостатком DOS была невозможность работы в полноценном графическом режиме, хотя «железо» тогдашних компьютеров уже могло бы обеспечить его поддержку. Дело в том, что DOS практически не позволяла работать с загружаемыми драйверами для различных видеокарт.

Между тем в конце 80-х годов  графический режим стал уже стандартным для таких компьютеров, как Apple Macintosh — благодаря чему эти компьютеры превратились в стандарт «издательского» компьютера. «Писюки» же могли похвастаться только такими текстовыми «оболочками», как знаменитый файловый менеджер Norton Commander, а потому воспринимались скорее как дорогие игрушки.

Наконец, третьим препятствием на пути MS-DOS стала однозадач-ность. Все больше и больше людей желало запускать на своем компьютере сразу несколько программ с возможностями переключения между ними — a DOS при всем желании этого обеспечить не могла, в отличие от ОС тех же компьютеров Macintosh. В результате, с появлением Windows 95, DOS практически сошла со сцены, хотя до сих пор установлена на наших компьютерах в качестве составляющей ядра Windows. А в 1999 году IBM даже выпустила новую версию — DOS 2000.

 

Windows 3.1/3. И

 

«Мне кажется, что Windows уделяют слишком много внимания... Конечно, в будущем люди будут запускать Windows 3.0 для решения некоторых специфических задач, но большинство засунет компьютер с Windows в тот же сортир, где уже пылится Commodore 64»

Джон Дворак, 1990

Первая версия Windows вышла в свет в конце 80-х годов и осталась совершенно незамеченной. Аналогичная участь постигла и следующую версию — лишь версия Windows 3.0 (1992) сумела пробить себе дорогу к сердцам пользователей и стать «продуктом года». А еще через два года на свет появились версии 3.1 и 3.11 (последняя включала такой значительный элемент, как полную поддержку мультимедиа и работу в локальной сети — потому и носила уточняющее название Windows For Workgroups), окончательно утвердившие господство Windows на Олимпе операционных систем.

Хотя вопрос о том, а были ли первые версии Windows ПОЛНОЦЕННОЙ операционной системой, до сих пор остается открытым. Ведь устанавливалась Windows поверх уже имеющейся на компьютере «опера-ционки» — DOS — и лишь расширяла ее возможности. Фактически, она представляла из себя лишь графическую оболочку, настройку над установленным на компьютере комплектом MS-DOS. Однако корпорация Microsoft с самого начала предпочитала позиционировать Windows как ОС — имидж прежде всего! Согласны с Microsoft и многие профессиональные программисты — например, Эндрю Шульма, автор книги «Неофициальная Windows 98» (на эту книгу мне указал один из моих читателей, за что ему огромное спасибо).

 

Неудивительно, что многие опытные пользователи, подобно процитированному в эпиграфе Джону Двораку, отнеслись к Windows, как к модной игрушке. Однако со временем достоинства этой «оболочки» проявлялись все явственнее — полноценный графический интерфейс, позволявший пользователю избавится от лицезрения скучных списков файлов, а команды отдавать простым щелчком мыши по ярким иконкам...

Появилась пусть примитивная, но многозадачность — хотя число  одновременно запускаемых приложений было ограничено двумя-тремя, запустить больше не позволяло малое количество оперативной памяти. А самое главное — исчез пресловутый барьер 640 кбайт, и компьютер смог наконец-то использовать всю установленную на нем оперативную память.

Однако «в ложке меда не обошлось без бочки дегтя»: Windows отличалась своей редкостной неустойчивостью, частыми «зависаниями» и большим количеством ошибок. Это было связано с тем, что программам в Windows приходилось жить в общем, пространстве, затевая настоящую драку по поводу того, кому достанется большее количество оперативной памяти или мощности процессора, т. е. модель многозадачной работы в Windows была упрощенной...

И тем не менее к  середине 90-х годов компьютеров, не оснащенных Windows 3.1, в мире осталось не так уж много...

Windows NT

 

Одновременно с линией «домашних» ОС Microsoft разрабатывала и другие операционные системы, рассчитанные на корпоративных пользователей, на работу в локальных компьютерных сетях. Первоначальным кандидатом на занятие этой ниши была OS/2, но, как известно, в скором времени эта ОС «вышла из доверия» и была отдана на откуп IBM. Тогда-то на арене и появилась Windows NT (Windows New Technology)...

32-разрядная Windows NT, первая версия, которой появилась на рынке в 1993-м, а последняя — в 1998 году, с самого начала создавалась как сверхстабильная, надежная система, рассчитанная, прежде всего на работу, а не на разные игрушки-развлечения. И в этом смысле Windows 98/МЕ может ей только позавидовать: случаи ошибок, крахов и «зависаний» при работе в Windows NT встречаются крайне редко. Происходит это потому, что NT, как и OS/2, заботится о надежном разделении работающих под ее управлением программ, не давая им «драться» за ресурсы. В Windows 3.1/98/ME каждая из загруженных программ чувствовала себя в оперативной памяти полновластным хозяином, считая себя вправе претендовать на любой ее объем и любую область. Принцип «в тесноте да не в обиде» тут не срабатывал — нередко по-молодецки разгулявшиеся в памяти программы устраивали буйную потасовку, в результате которой оперативная система «зависала». NT же учинила у себя настоящую «диктатуру», разведя все задачи и процессы по отдельным «камерам». При этом, в качестве «пайка», каждому «узнику» выделялась своя доля адресного пространства оперативной памяти и системных ресурсов.

Более того — NT пошла еще дальше. В отличие от Windows 98/МЕ она безусловно запрещает безоговорочный доступ к ресурсам компьютера любым программам, пытающимся работать с «железом» напрямую. Это позволяет системе избежать конфликтов (с которыми так хорошо знакомы пользователи «домашних» Windows), однако в результате работать под NT отказываются любые программы, написанные под DOS, и многие созданные для Windows 95. Кроме того, «аппетиты» Windows NT в отношении ресурсов компьютера вдвое выше, чем Windows 98.