Современные операционные системы

     2.4. Операционные системы,

     основанные  на графическом интерфейсе 

     Помимо  широко распространенных машин, проектируемых  в соответствии со сложившимися стандартами, часто создаются машины, в которых  особо выделяется какое–либо свойство. Так, наибольшее внимание в начале и середине 80–х годов привлекли своими графическими возможностями машины Macintosh и Amiga. В первой из них дисплей был монохромным, во второй – цветным, но обе отличались высокой разрешающей способностью и скоростью вывода графической информации на дисплей.

     Операционные  системы для этих машин были спроектированы так, чтобы максимально использовать возможности работы с графикой. В  них используется многооконный интерфейс  и манипулятор "мышь". Для выбора той или иной операции или рабочего объекта на экран выводится несколько  условных графических символов (пиктограмм), среди которых пользователь делает выбор с помощью "мыши". 

     2.5. Пи-система 

     В начальный период развития персональных компьютеров была создана операционная система USCD p-system. Основу этой системы составляла так называемая Пи-машина – программа, эмулирующая гипотетическую универсальную вычислительную машину. Пи-машина имитирует работу процессора, памяти и внешних устройств, выполняя специальные команды, называемые Пи-кодом. Программные компоненты Пи-системы (в том числе компиляторы) составлены на Пи-коде, прикладные программы также компилируются в Пи-код. Таким образом, главной отличительной чертой системы являлась минимальная зависимость от особенностей аппаратуры ПЭВМ. Именно это обеспечило переносимость Пи-системы на различные типы машин. Компактность Пи-кода и удобно реализованный механизм подкачки позволял выполнять сравнительно большие программы на ПЭВМ , имеющих небольшую оперативную память.

     Однако  принципиальной особенностью данной системы  являлся преимущественно интерпретационный  режим исполнения прикладных программ, что влекло интенсивные обмены информацией  между оперативной памятью и  внешними накопителями. В результате происходило существенное замедление работы. 

     2.6. Операционная система Multics 

     Итак, все началось в далеком 1965–м... Четыре года компания American Telegraph & Telephone Bell Labs совместно с фирмой General Electric и группой исследователей из Масачусесткого технологического института творила проект Os Multics (также именуемый MAC – не путать с МасOS). Целью проекта было создание многопользовательской интерактивной операционной системы, обеспечивающей большое число пользователей удобными и мощными средствами доступа к вычислительным ресурсам. Эта ОС основывалась на принципах многоуровневой защиты. Виртуальная память имела сегментно–страничную организацию, где с каждым сегментом связывался уровень доступа. Для того, чтобы какая–либо программа могла вызвать программу или обратиться к данным, располагающимся в некотором сегменте, требовалось, чтобы уровень выполнения этой программы был не ниже уровня доступа соответствующего сегмента. Также впервые в Multics была реализована полностью централизованная файловая система. То есть, даже если файлы находятся на разных физических устройствах, логически они как бы присутствуют на одном диске. В директории же указан не сам файл, а лишь линк на его физическое местонахождение. Если вдруг файла там не оказывается, умная система просит вставить соответствующий девайс. Помимо этого, в Multics наличествовал большой объем виртуальной памяти, что позволяло делать имэйджи файлов из внешней памяти в виртуальную. Увы, но все попытки наладить в системе относительно дружественный интерфейс провалились. Было вложено много денег, а результат был несколько иной, нежели хотелось ребятам из Bell Labs. Проект был закрыт. Кстати, участниками проекта значились Кен Томпсон и Денис Ритчи. Несмотря на то, что проект был закрыт, считается, что именно ОС Multics дала начало ОС Unix. 

     2.7. Операционные системы семейства UNIX 

     Система UNIX приобрела популярность в связи  с ее успешным использованием на мини–ЭВМ. Этот успех послужил толчком к тому, чтобы создать подобную систему и для персональных компьютеров. Как правило, различные версии ОС, относящихся к этому семейству, имеют свои названия, но в основных чертах повторяют особенности UNIX.

     UNIX – операционная система, которая позволяет осуществить выполнение работ в многопользовательском и многозадачном режиме. Поначалу она предназначалась для больших ЭВМ, чтобы заменить MULTICS. UNIX является очень мощным средством в руках программиста, но требует очень большого объёма ОЗУ и пространства диска. Несмотря на попытки стандартизировать эту операционную систему, существует большое количество различных его версий, главным образом потому, что она была распространена в виде программы на языке Си, которую пользователи стали модифицировать для своих собственных нужд.

     Главной отличительной чертой этой системы  является ее модульность и обширный набор системных программ, которые  позволяли создать благоприятную  обстановку для пользователей–программистов. Система UNIX органически сочетается с языком Си, на котором написано более 90% ее собственных модулей. Командный язык системы практически совпадает с языком Си, что позволяло очень легко комбинировать различные программы при создании больших прикладных систем.

     UNIX имеет "оболочку", с которой  пользователь непосредственно взаимодействует,  и "ядро", которое, собственно, и управляет действиями компьютера. Компьютер выводит в качестве  приглашения для ввода команд  долларовый знак. Из-за продолжительности пользования этой операционной системы количество команд весьма велико. В добавление к командам по управлению файлами, которые присутствуют в любой операционной системе, UNIX имеет, по крайней мере, один текстовый редактор, а также форматер текста и компилятор языка Си, что позволяет, по мере надобности, модифицировать "оболочку".

     От UNIX многие другие операционные системы  переняли такие функции, как переназначение, канал и фильтр; однако UNIX имеет, несомненно, преимущество в том, что  она с самого начала разрабатывалась  как многопользовательская и  многозадачная операционная система. Имена файлов могут иметь 14 знаков, причём в именах файлов различаются  заглавные и строчные буквы. Первоначальный набор команд операционной системы  расширился до 143 в версии 7.0; в версии System III добавилась ещё 71 команда, ещё 25 – в Berkeley 4.1 и следующие 114 в Berkeley 4.2. Из-за такого обилия команд UNIX не относится к самым удобным для пользователя языкам. Работа облегчается, если применять графический пользовательский интерфейс, но поскольку такое количество команд и без того занимает значительный объём памяти, этот интерфейс требует ещё большего объёма памяти и пространства диска.

     С тем, что такое операционные системы  и их особенностями в целом, мы разобрались, теперь самое время  приступить к более детальному, конкретному  рассмотрению многообразия ОС, которое  обычно начинается с рассмотрения краткой  истории появления и развития.

     Операционная  система Unix.

     Считается, что в появлении Юникса в частности  виновата... компьютерная игра. Дело в  том, что Кен Томпсон непонятно  чего ради создал игрушку «Space Travel». Он написал ее в 1969 году на компьютере Honeywell-635, который использовался для разработки Multics. Но фишка в том, что ни вышеупомянутый Honeywell, ни имевшийся в лаборатории General Electric-645 не подходили для игрушки. И Кену пришлось найти другую ЭВМку – 18-разрядный компьютер РDР-7. Кен с ребятами разрабатывал новую файловую систему, дабы облегчить себе жизнь и работу. Ну и решил опробовать свое изобретение на новенькой машине. Опробовал. Весь отдел патентов Bell Labs дружно радовался. Томпсону этого показалось мало и он начал ее усовершенствовать, включив такие функции как inodes, подсистему управления процессами и памятью, обеспечивающую использование системы двумя пользователями в режиме TimeSharing'а (разделения времени) и простой командный интерпретатор. Кен даже разработал несколько утилит под систему. Собственно, сотрудники Кена еще помнили, как они мучались над ОС Multics, поэтому в честь старых заслуг один из них – Брайан Керниган – решил назвать ее похожим именем – UNICS. Через некоторое время название сократили до UNIX (читается так же, просто писать лишнюю букву настоящим программистам во все времена было лень). ОС была написана на ассемблере. Вот мы и подбираемся к тому, что известно в мире как «Первая редакция UNIX». В ноябре 1971 года был опубликован первый выпуск полноценной доки по Юниксу. В соответствии с этим и ОС была названа «Первой редакцией UNIX». Вторая редакция вышла довольно быстро – меньше, чем через год. Третья редакция ничем особенным не отличалась. Разве что заставила Дениса Ритчи «засесть за словари», вследствие чего тот написал собственный язык, известный сейчас как С. Именно на нём была написана 4-я редакция UNIX в 1973 году. В июле 1974 года вышла 5-я версия UNIX. Шестая редакция UNIX (аkа UNIX V6), выпущенная в 1975 году, стала первым коммерчески распространяемым Юниксом. Большая ее часть была написана на С.

     Позже была полностью переписана подсистема управления оперативной и виртуальной  памятью, заодно изменили интерфейс  драйверов внешних устройств. Все  это позволило сделать систему  легко переносимой на другие архитектуры  и было названо «Седьмая редакция» (aka UNIX version 7). Когда в 1976 году в Университет  Беркли попала «шестерка», там возникли местные Юникс-гуру. Одним из них был Билл Джой.

     Собрав  своих друзей-программистов, Билли начал разработку собственной системы на ядре UNIX .Запихнув помимо основных функций кучу своих (включая, компилятор Паскаля), он назвал всю эту сборную солянку Distribution (BSD 1.0). Вторая версия BSD почти ни чем не отличалась от первой. Третья версия BSD основывалась на переносе UNIX Version 7 на компьютеры семейства VAX, что дало систему 32/V, легшую в основу BSD 3.x. Ну, и самое главное – при этом был разработан стек протоколов ТСР/IР; разработка финансировалась Министерством Безопасности США.

     Первая  коммерческая система называлась UNIX SYSTEM III и вышла она в 1982 году. В  этой ОС сочетались лучшие качества UNIX Version 7. Далее Юниксы развивались примерно так:

     Во-первых, появились компании, занимавшиеся коммерческим переносом UNIX на другие платформы. К этому приложила руку и небезызвестная Microsoft Corporation, совместно с Santa Cruz Operation произведшая на свет UNIX–вариацию под названием XENIX.

     Во-вторых, Bell Labs создала группу по развитию Юникса и объявила о том, что все последующие коммерческие версии UNIX (начиная с System V) будут совместимы с предыдущими.

     К 1984 году был выпущен второй релиз UNIX System V, в котором появились: возможности  блокировок файлов и записей, копирования  совместно используемых страниц  оперативной памяти при попытке  записи (сору–on–write), страничного замещения оперативной памяти и т. д. К этому времени ОС UNIX была установлена на более чем 100 тыс. компьютеров.

     В 1987 году выпущен третий релиз UNIX System V. Было зарегистрировано четыре с половиной  миллиона пользователей этой эпической  операционной системы. Кстати, что касается Linux'а, то он возник лишь в 1990 году, а первая официальная версия ОС вышла лишь в октябре 1991. Как и BSD, Linux распространялся с исходниками, чтобы любой пользователь мог настроить ее себе так, как ему хочется. Настраивалось практически ВСЕ, чего не может себе позволить, например, Windows 9x. 

     2.8. Операционные системы семейства Windows 

     Windows была, наверное, первой операционной  системой, которую Биллу Гейтсу  никто не заказывал, а разрабатывать  ее он взялся на свой страх  и риск. Что в ней такого  особенного? Во-первых, графический интерфейс. Такой на тот момент был только у пресловутой Мас 0S. Во-вторых, многозадачность. В общем, в ноябре 1985 г. вышла Windows 1.0. Основной платформой ставились 286-е машины.

     Ровно через два года, в ноябре 1987 г. вышла Windows 2.0, через полтора года вышла 2.10. Ничего особенного в них не было. И вот, наконец, революция! Май 1990–го года, вышла Windows 3.0. Чего там только не было: и ДОС-приложения выполнялись в отдельном окне на полном экране, и Сору-Paste работал для обмена с данными ДОС – приложений, и сами Винды работали в нескольких режимах памяти: в реальном (базовая 640 Кб), в защищенном и расширенном. При этом можно было запускать приложения, размер которых превышает размер физической памяти. Имел место быть и динамический обмен данными (DDE). Через пару лет вышла и версия 3.1, в которой уже отсутствовали проблемы с базовой памятью. Также была введена новомодная функция, поддерживающая шрифты True Туре. Обеспечена нормальная работа в локальной сети. Появился Drag&Drop (перенос мышкой файлов и директорий). В версии 3.11 была улучшена поддержка сети и введено еще несколько малозначительных функций. Параллельно вышла Windows NT 3.5, которая была на тот момент сбором основных сетевых примочек, взятых из 0S/2.В июне 1995 вся компьютерная общественность была взбудоражена сообщением Microsoft о релизе в августе новой операционной системы, существенно иной, нежели Windows 3.11.

     24 августа – дата официального релиза Windows 95 (другие названия: Windows 4.0, Windows Chicago). Теперь это была не просто операционная среда – это была полноценная операционная система. 32–битное ядро позволяло улучшить доступ к файлам и сетевым функциям. 32–битные приложения были лучше защищены от ошибок друг друга, имелась и поддержка многопользовательского режима на одном компьютере с одной системой. Множество отличий в интерфейсе, куча настроек и улучшений.

     Чуть  позже вышла новая Windows NT с тем  же интерфейсом, что и 95–е. Поставлялась в двух вариантах: как сервер и как рабочая станция. Системы Windows NТ 4.x были надежны, но не столько потому, что у Microsoft проснулась совесть, сколько потому, что NТ писали программисты, когда–то работавшие над VАХ/VMS.

     В 1996 году вышла Windows-95 OSR2 (это расшифровывается как Open Service Relase). В дистрибутив входил Internet Explorer 3.0 и какая–то древняя версия Outlook'а (тогда называемая просто Exchange). Из основных функций – поддержка FАТ32, улучшенный инициализатор оборудования и драйверов. Некоторые настройки (в том числе и видео) можно менять без перезагрузки. Имелась и встроенная DOS 7.10 с поддержкой FАТ32.

     Год 1998. Вышла Windows-98 со встроенным Internet Explorer 4.0 и Outlook. Появился так называемый Active Desktop. Улучшена поддержка универсальных драйверов и DirectX. Встроена поддержка нескольких мониторов. Опционально можно было добавить замечательную утилиту по переводу жестких дисков из FАТ16 в FАТ32. Встроенный DOS датировался все тем же 7.10.

     Через год вышла Windows-98 Special Edition. С оптимизированным ядром. Internet Explorer добрался до версии 5.0, который по большому счету мало чем отличался от 4-x. Интеграция с Всемирной Паутиной, заключающаяся в поставке нескольких слабеньких утилит типа FrontPage и Web Publisher. DOS был все тем же – 7.10.

     Год 2000. Выходит полная версия Windows Millenium. Интернет Explorer стал версией 5.5, DOS вроде  умер, но умные лица утверждают, что  он был, но назывался 8.0. Досовские приложения просто игнорируются. Интерфейс улучшился  за счет графических функций и  акселерации всего, что может  двигаться (включая курсор мышки), плюс пара сетевых функций. Ну и совсем недавно, можно сказать в наше время вышли ОС Windows Vista и Windows server 2008. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Операционные  системы ЭВМ развиваются и  модифицируются в общем контексте  развития технических и программных  средств. Постоянной средой этого развития является сосуществование по меньшей  мере 3–х уровней организации информационных–вычислительных процессов – аппаратурного, программного, информационного. Они образуют некоторые слои, страты информационных технологий, которые взаимозаменяемы в определенных пределах.