Характеристика современных операционных систем

Система прерываний позволяла синхронизировать работу различных устройств компьютера, работающих параллельно и асинхронно, таких как каналы ввода-вывода, диски, принтеры и т.п. Аппаратная поддержка операционных систем стала с тех пор неотъемлемым свойством практически любых компьютерных систем, включая персональные компьютеры.

Еще одной важной тенденцией этого периода является создание семейств программно-совместимых машин и операционных систем для них. Примерами семейств программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, являются серии машин IBM/360 и IBM/370 (аналоги этих семейств советского производства — машины серии ЕС), PDP-11 (советские аналоги — CM-3, CM-4, CM-1420). Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Однако такая совместимость подразумевает возможность работы на больших и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. Операционные системы этого поколения были очень дорогими. Так, разработка OS/360, объем кода для которой составил 8 Мбайт, стоила компании IBM 80 миллионов долларов.

Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы этого поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. За это десятилетие был сделан огромный шаг вперед и заложен прочный фундамент для создания современных операционных систем.

МНОГООБРАЗИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

MS Windows

История развития операционных систем для персональных компьютеров началась в далеком 1981 году. И первой ОС стала MS-DOS (Microsoft Disk Operation System). «ДОС» поставлялась тогда с новыми компьютерами от IBM. Несмотря на то, что «ДОС» была выпущена Microsoft, это не оригинальная разработка этой компании: до нее существовала ОС под названием QDOS, созданная компанией Seattle Computer Products, и Билл Гейтс со товарищи просто взял и переделал ее. К слову сказать, другие версии DOS появлялись и позже. Так, в свое время на Руси была популярна DR-DOS производства компании Digital Research, называвшаяся в России «Дурдосом». Главные недостатки «ДОСа», которые потом и потребовали разработки новых ОС, — невозможность работы с графикой, «объемными» программами и однозадачность. Под DOS было написано великое множество программ, но быстрорастущие потребности, а также конкуренция потребовали новых решений. Поэтому в конце 80-х годов и появились Windows.

Первые версии знаменитых «окон» не произвели большого фурора, несмотря на то, что в них уже появилась и многозадачность (хотя и условная: больше, чем три программы, она не позволяла запускать одновременно), и графика. Но в 1992 году, когда вышла Windows 3.0, а затем и версии 3.1 и 3.11, Microsoft уже воспринималась как компания, разрабатывающая системы для домашних компьютеров. ОС от Билла Гейтса могли уже пользоваться не только многоопытные программисты, но и обычные пользователи. Доступность по цене сделала их безумно привлекательными. Хотя Windows 3.0 и все ее модификации не были самостоятельной ОС, это было что-то типа дополнительного ПО для MS-DOS, которое просто расширяло его возможности.

Windows 3.11, несмотря на все его преимущества, еще не мог называться «продуктом года», а вот Windows 95… Девяносто пятый год прошлого века стал поворотным: «окна» увидели свет такими, какими мы привыкли их видеть сейчас. Очевидцы даже утверждают, что в день выхода новой ОС люди праздновали свою победу над ПК. С этого момента он должен был стать «волшебной палочкой» в руках пользователей. Windows 95 открыл для пользователя мир игр с шикарной графикой, мир звуков, мир простоты установки на ОС новых программ и удобство работы с новым «железом». Мир, от которого сейчас уже сложно отказаться (каким бы он ни был «шатким»).

Через три года этот мир модернизировался и стал еще проще, удобнее и приятнее: появилась Windows 98, которая практически ничем не отличалась от предшественницы. Все то, что предлагала пользователям Windows 98, они могли получить и в Windows 95, просто доустановив кучу программ. Фактически Windows 98 в наше время звалась бы Service Pack’ом для Win95.

В 1984 году Microsoft выпустила свой первый сетевой продукт, называемый Microsoft Networks, который обычно неформально называют MS-NET. Некоторые концепции, заложенные в MS-NET, такие как введение в структуру базовых компонент - редиректора и сетевого сервера - успешно перешли в LAN Manager, а затем и в Windows NT.

Microsoft все еще поставляет свою сетевую ОС LAN Manager. Большое количество независимых поставщиков имеют лицензии на эту ОС и поддерживают свои собственные версии LAN Manager как часть своих сетевых продуктов. В число этих компаний входят такие известные фирмы как AT&T и Hewlett-Packard. LAN Manager требует установки на файл-сервере операционной системы OS/2, рабочие станции могут работать под DOS, Windows или OS/2. OS/2 - это операционная система, реализующая истинную многозадачность, работающая в защищенном режиме микропроцессоров x86 и выше. LAN Manager использует 32-х битную версию файловой системы OS/2, называемую HPFS, которая оптимизирована для работы на файл-сервере за счет кэширования каталогов и данных. LAN Manager - это первая сетевая ОС, разработанная для поддержки среды клиент-сервер. Ключевыми компонентами LAN Manager являются редиректор и сервер. Особенно эффективно LAN Manager поддерживает архитектуру клиент-сервер для систем управления базами данных. LAN Manager разрешает рабочим станциям под OS/2 поддерживать сетевой сервис по технологии "равный-с-равным". Это означает, что рабочая станция может выполнять функции сервера баз данных, принт-сервера или коммуникационного сервера. Ограничением является то, что только один пользователь, кроме владельца этой рабочей станции, имеет доступ к такому одноранговому сервису.

Для работы в небольшой сети фирма Microsoft предлагает компактную, не требующую значительных аппаратных или программных затрат операционную систему Windows for Workgroups. Эта операционная система позволяет организовать сеть по схеме "равный-с-равным", при этом нет необходимости приобретать специальный компьютер для работы в качестве сетевого сервера. Эта операционная система особенно подходит для решения сетевых задач в коллективах, члены которого ранее широко использовали Windows 3.1. В Windows for Workgroups достигнута высокая производительность сетевой обработки за счет того, что все сетевые драйверы являются 32-х разрядными виртуальными драйверами.

С середины 1993 года Microsoft начала выпуск новых операционных систем "новой технологии" (New Technology - NT) Windows NT.

Операционная система Windows NT с самого начала проектировалась с учетом всех требований, предъявляемых к современным ОС: расширяемости, переносимости, надежности, совместимости, производительности. Эти свойства были достигнуты за счет применения передовых технологий структурного проектирования, таких как клиент-сервер, микроядра, объекты.

В отличие от Windows, в которой реализована многозадачность без вытеснения (non-preemptive multitasking), в Windows NT используется механизм многозадачности с вытеснением (preemptive multitasking).

Windows NT поддерживает симметричную многопроцессорную организацию вычислительного процесса, в соответствии с которой ОС может выполняться на любом свободном процессоре или на всех процессорах одновременно, разделяя память между ними. Учитывая, что многозадачность реализуется на уровне нитей, разные части одного и того же процесса могут действительно выполняться параллельно. Следовательно, многонитевые серверы могут обслуживать более одного клиента.

Для управления нитями Windows NT Server использует механизм приоритетов. В определенные моменты производятся оценка приоритетов и перераспределение нитей по процессорам, в результате чего последовательные стадии одного потока программы могут выполняться разными процессорами или откладываться до высвобождения очередного процессора.

Windows NT Server поддерживает до 16 параллельных процессоров, что актуально для таких серверов, как Symmetry 750 фирмы Sequent с 16 процессорами Intel 486/50 МГц. Следует, однако, иметь в виду, что реализация СМП в Windows NT Server нацелена на оптимизацию производительности и не обеспечивает резервирования в целях повышения отказоустойчивости. В случае выхода из строя одного из процессоров система останавливается.

Помимо совместимости программных интерфейсов, Windows NT поддерживает существующие файловые системы, включая файловую систему MS-DOS (FAT), файловую систему CD-ROM, файловую систему OS/2 (HPFS) и собственную новую файловую систему (NTFS).

В отличие от большинства других операционных систем, Windows NT изначально разрабатывался с учетом возможности работы в сети. В результате этого функции совместного использования файлов, устройств и объектов встроены в интерфейс с пользователем. Администраторы могут централизованно управлять и контролировать работу сетей в масштабах крупных предприятий. Особенно важно отметить возможность распространения работы приложений типа клиент-сервер на много компьютерные системы.

Позже на базе Windows NT появились Windows 2000 и Windows XP (eXperience), которые составляют сейчас львиную долю установленных операционных систем в мире.

3.2 Mac OS

Компьютеры с изображением семицветного яблочка уже давно перестали быть диковинкой. Их теперь можно встретить практически везде – в издательствах, рекламных агентствах, дизайн - студиях. Высокую популярность компьютеров Apple среди верстальщиков и дизайнеров можно объяснить множеством причин, но высокое качество, удобный интерфейс и надежность работы техники этой марки отмечают все. К новому тысячелетию компания подходит уверенно занимающей достойное место среди крупнейших производителей компьютеров. Новые разработки на базе процессоров PowerPC 750 (G3) уже завоевали заслуженную популярность, и Apple готовит к выпуску еще более мощные модели компьютеров, оснащенные надежной и удобной операционной системой MacOS. Одна из последних моделей – iMac – стала просто хитом сезона, побив все рекорды по продажам. Отличительные особенности этого компьютера – высокая вычислительная мощность, простота установки и настройки, элегантный дизайн при невысокой стоимости.

Настоящий успех пришел с моделью Apple II. Это был первый в истории человечества персональный компьютер в пластиковом корпусе, с цветной графикой. Стоил этот компьютер 1298 долларов. В начале 1978 года на рынок вышел недорогой дисковод для дискет Apple Disk II, который еще больше увеличил объемы продаж.

С помощью фирмы Bell & Howard специальная версия Apple II, выполненная из черного пластика, стала поставляться на образовательный рынок.

Компания быстро росла. Вскоре, к 1980 году, в ее стенах трудилось уже несколько тысяч человек, ее продукция стала поставляться за пределы США. В компанию стали приходить и новые инвесторы, серьезные опытные менеджеры... Компания быстро превращалась в монстра.

Между тем, продукция компании произвела в мире самую настоящую революцию, изменив расстановку сил и заложив фундамент для потрясающего будущего. Из скованных корпоративными рамками компьютерных лабораторий вычислительная техника вырвалась на свободу, и сотни тысяч мечтателей и прожектеров получили в свои руки настолько мощное средство самовыражения, что результат не замедлил сказаться. Дэниел Бриклин, в свободное время, разработал программу, которая буквально "взорвала" рынок. Программа называлась VisiCalc, и представляла из себя компьютерную реализацию обыкновенных таблиц. Дэниел не запатентовал свое изобретение. Эта ошибка стоила ему не менее чем 100 миллионов долларов.

Плоды революции: огромный финансовый успех фирмы Microsoft, возникновение таких гигантов индустрии как Oracle, Borland, Symantec... Многие тысячи фирм стали "второй лигой" огромной индустрии. Программное обеспечение превратилось в ее важнейшую самостоятельную отрасль. Благодаря системам электронных коммуникаций, опутавшим мир "Всемирной Паутиной" возникли тысячи "удаленных рабочих мест" - еще одно измерение пространства свободы личности.

19 мая 1980 года в Анахейме, Калифорния, Apple Computer представила публике свою новую разработку - Apple III.

Новый компьютер стоил от 4500 до 7800 долларов, в зависимости от конфигурации, оснащен в два раза более быстрым процессором Synertek 6502А c тактовой частотой 2МГц. Обладая способностью эмулировать Apple II, это был принципиально новый компьютер, первая попытка фирмы отойти от удачной и хорошо продающейся технологии.

В декабре 1983 года Apple III был заменен более совершенной моделью Apple III Plus, с помощью которой пользовательскую базу удалось расширить до 120 000, но в конце концов в апреле 1984 года проект Apple III был прекращен.

В январе 1983 года на смену Apple II Plus пришел самый последний компьютер серии Apple - Apple IIe. Эта модель выпускалась и пользовалась огромным спросом в течении более чем 10 лет. Огромное количество этих машин до сих пор используется в школах США (в 1997 году они занимали 17% парка компьютеров в школах США, в 1998 году их доля сократилась до 9%)

24 января 1984 года принято считать официальным днем рождения Мака.

Благодаря дизайну all-on-line (все в одном), при котором системный блок и монитор объединены в одном корпусе, компьютер занимал минимум места на столе. Но в то же время у машины отсутствовал жесткий диск и не было возможности подсоединять внешние устройства. 128 килобайт оперативной памяти не позволяли создавать большие файлы, затрудняли копирование дискет. Необычным был формат 3,5 дюймового дисковода, тогда как в начале восьмидесятых годов общепринятым был пятидюймовый формат. Список программного обеспечения для нового компьютера ограничивался всего тремя программами.

Однако высокая репутация продукции Apple среди программистов-разработчиков позволила компании сохранить лицо. В 1985 году компания Microsoft разработала электронную таблицу Excel for Macintosh, версия которой для PC появилась лишь год спустя. Программы для Macintosh Aldus PageMaker и LaserWriter совершили настояющую революцию в издательском деле, обеспечив продукции Apple устойчивый сбыт в этом секторе рынка.

Новая разработка Apple - Macintosh Plus - стала первым компьютером с популярным у программистов-разработчиков SCSI-интерфейсом. Отныне наличие SCSI-порта становится стандартом для Macintosh. Создание в 1986 году версии операционной системы для работы с иероглифами KadjiTalk завоевало для Apple азиатский рынок.