Характеристика современных операционных систем

В 1987 году появился Macintosh 2. Его разработчики отказались от принципа all-on-line, предусмотрели шесть слотов для плат расширения. В 1989 году Apple продала компьютеров больше, чем сама IBM, ее новые разработки привлекли внимание заказчиков из среды промышленных предприятий и исследовательских центров. В 1990 году на рынок вышел Macintosh 2fx - самый быстрый персональный компьютер своего времени (и самый дорогой за всю историю Apple - ценой в десять тысяч долларов).

В конце 1999 года, компания Apple объявляет о выходе PowerMac G4 - с частотой процессора до 500 МГц, эти суперкомпьютеры (более миллиарда операций с плавающей точкой в секунду) оставляют далеко позади все компьютеры Pentium. Новые компьютеры оборудованы жесткими дисками 20, 30 и 40 Гб.

Тогда же начинает развиваться производство двухпроцессорных G4, работающих более чем в два раза быстрее обычных G4.

Летом 2000 года Apple разворачивает выпуск нового класса машин - Power Mac G4 Cube - компьютеров, призванных объединить в себе мощь Power Mac G4 с дизайном и миниатюрностью iMac.

G4 Cube, заключенный в прозрачный 8-и дюймовый куб, не смотря на свои размеры, обладает процессором Power PC G4 450. Спроектированный как нечто, слегка напоминающее машину времени, G4 Cube имеет центральный вертикальный охладительный канал, так как использовалась новая технология охлаждения, он не издает абсолютно никаких звуков, а легко снимающиеся внешние панели помогут вам в считанные секунды получить доступ к любому устройству компьютера. Power Mac G4 Cube включает в себя 450 МГц процессор PowerPC G4 с Velosity Engine (с изменяемой конфигурацией до 500 МГц), 64 Мб памяти (максимально - 1.5 Гб), жесткий диск 20 Гб или 40 Гб, слот DVD на вершине Куба, два FireWire и два USB порта, 10/100BASE-T Ethernet карту, 56К V.90 модем и новую оптическую мышь с клавиатурой.

3.3 Unix-Linux

Исходная философия для разработки Unix состоит в распределении функциональности по нескольким маленьким частям, программам.

Изначально это было требованием, исходящим из аппаратуры, на которой Unix изначально работал. По какой-то странной причине, получившаяся операционная система оказалось весьма полезной на другой аппаратуре. Вы можете относительно просто достичь новой функциональности и новых возможностей, объединяя маленькие части (программы) новым способом. Если появляются новые утилиты (так и происходит), Вы можете встроить его в Ваш старый инструментарий. К сожалению, в наше время программы для Unix становятся все большими, и включают в себя все больше возможностей, но некоторая гибкость и возможность взаимодействия по-прежнему остается. К примеру, когда я писал этот документ, я активно использовал эти программы; fvwm – для управления "окнами", emacs для редактирования текста, LaTeX - для форматирования его, xdvi для просмотра отформатированного текста, dvips - для подготовки его к печати, и, наконец, lpr для печати. Если я завтра найду новую лучшую программу просмотра dvi, я смогу использовать ее вместо старой, не изменяя остальных установок.

В 1965 году Bell Telephone Laboratories (Bell Labs, отдел AT&T) совместно с General Electric и проектом MAC MIT занимались созданием новой операционной системы, названной Multix. Не вдаваясь в подробности, скажем только, что Bell Labs решили не принимать больше участия в этом проекте и вышли из группы. Таким образом, они остались без операционной системы.

Кен Томпсон и Деннис Ритчи решили набросать эскиз операционной системы, которая удовлетворяла бы нужды Bell Labs. Когда Томпсону в 1970 году понадобилась среда разработки для PDP-7, он воплотил в жизнь их идеи. В противовес Multix'у Брайан Керниган дал своей системе имя UNIX.

Позднее Деннис Ритчи разработал язык программирования С. В 1973 году UNIX был переписан на С, что дало мощный толчок к дальнейшему развитию. В 1977 г. UNIX был перенесен с PDP на новую машину, именно благодаря этому.

Постепенно UNIX стал популярным. Сегодняшний UNIX весьма отличается от UNIX'а семидесятых. Существовало две основных его версии: System 5, созданная в UNIX System Laboratories (USL), филиале Novell, и версия BSD, Berkeley Software Distribution. Версия USL сейчас имеет хождение в своем четвертом релизе, SVR4, а последняя версия BSD имеет номер 4.4. Однако, кроме этих двух существует множество других версий. Большинство версий UNIX'а было созданы компаниями-разработчиками программного обеспечения и по большому счету могут быть отнесены к одной из двух групп (в основе которых лежат две версии, о которых говорилось выше). Недавно появились версии UNIX'а, объединяющие в себе свойства обоих групп.

В наше время UNIX стал более коммерческим, чем в былые дни, и лицензия на его использование весьма дорога. Новые версии UNIX'а для Intel PC стоят от 500 до 2000 долларов.

Linux изначально был написан Линасом Торвальдсом, а затем улучшался бесчисленным количеством народа во всем мире. Он является клоном операционной системы UNIX. Ни USL, ни Университет Беркли не участвовали в его создании. Один из наиболее интересных фактов из истории Linux'а - это то, что в его создании принимали участие одновременно люди со всех концов света - от Австралии до Финляндии – и продолжают это делать до сих пор.

Вначале Linux разрабатывался для работы на 386 процессоре. Одним из первых проектов Линаса Торвальдса была программа, которая могла переключаться между процессами, один из которых печатал АААА, а другой - ВВВВ. Впоследствии эта программа выросла в Linux.

Linux поддерживает большую часть популярного UNIX'овского программного обеспечения, включая систему X Window. Это довольно большая программа, разработанная в Массачусетском Технологическом институте, позволяющая компьютерам создавать графические окна и используемая на многих различных UNIX-овских платформах. Linux по большей части совместим с System 5 и с BSD и удовлетворяет требованиям POSIX-1 (документа, пытающегося стандартизировать операционные системы). Linux также во многом согласуется с POSIX-2, другим документом IEEE по стандартизации операционных систем. Он является смешением всех трех стандартов: BSD, System 5 и POSIX.

Большинство утилит, включаемых в дистрибутивы Linux'а получены от Free Software Foundation как часть проекта GNU. Проект GNU – это попытка написать переносимую продвинутую операционную систему, которая будет выглядеть также, как UNIX. Слово "переносимая" означает, что она будет работать на различных машинах, а не только на Intel PC, Macintosh или какой-нибудь еще. Linux тяжело переносится на другие компьютерные архитектуры, потому, что писался с расчетом на 80386.

Развитие Linux'а разделилось на две ветви. Первая, с номерами версий, начинающимися с 1.0, считается более стабильной, надежной версией Linux'а. Вторая, чьи версии нумеруются 1.1, является более дерзкой и быстрее развивающейся и, следовательно (к сожалению), более богатой ошибками.

В данный момент изменения в Linux'е касаются поддержки TCP/IP и борьбы с ошибками. Linux - это достаточно большая система, но, к сожалению, содержит ошибки, которые находятся и исправляются. Хотя некоторые люди все еще регулярно сталкиваются с ошибками, как правило, это происходит из-за того, что они используют нестандартную или неадекватную аппаратуру. Очевидных ошибок становится все меньше, и они встречаются все реже.

Конечно, все это касается только ошибок, найденных в ядре. Проблемы могут встречаться в любой части системы, и неопытные пользователи не могут определить, в какой программе случился сбой. Например, компьютер выдает нечто непонятное, - что это - ошибка или правильный результат? Предположим, что это все-таки правильный результат, тогда чем он вызван - последней командой или чем либо еще?

Ядро является базой LINUX-а. Вы можете как угодно переставлять любую из библиотек, но пока есть ядро есть и LINUX. Оно включает в себя драйвера устройств, механизм распределения памяти, управление процессами и связями. Разработчики ядра стараются следовать рекомендациям POSIX, которые иногда осложняют, а иногда упрощают программирование. И если ваша программа поведет себя иначе на новой версии ядра, то вероятнее всего, в этой версии учтена еще какая-нибудь рекомендация POSIX. Информацию о ядре для программиста можно найти в Linux Kernel Hacker's Guide (Справочное руководство по ядру LINUX для программиста).

3.4 OS/2 Warp

В конце 1994 года IBM выпустила третью главную версию OS/2, которую назвала OS/2 Warp 3 (warp - основа). Его демонстрации и развернутая рекламная компания напоминали рекламную компанию 1992 года, когда была выпущена OS/2 2.0. Во всяком случае, один лозунг был точным повторением: в этой системе есть много преимуществ, которые пользователи и корпорации могут извлечь немедленно из 32-х разрядной операционной среды.

OS/2 Warp имеет хорошо продуманный объектно-ориентированный интерфейс с применением техники drug-and-drop при выполнении операций копирования, удаления, печати, а также некоторых других. Перечни свойств объектов легкодоступны в меню, вызываемых щелчком правой клавиши мыши. Имеется специальная панель для размещения часто используемых документов или прикладных программ.

В состав OS/2 Warp входит набор утилит BonusPack, который содержит IBM Works - интегрированный программный пакет начального уровня, и Internet Access Kit - самый полный набор средств для сети Internet из всех средств, поставляемых в составе операционных систем, Web Browser и почта Internet Mail. В публикациях встречаются утверждения, что он более совершенен, чем набор для доступа к Internet, реализованный в Windows 95. В феврале 1995 года IBM начала продавать пакет OS/2 Warp 3 Full Pack, который содержит библиотеки Win-OS/2. Эти библиотеки дают возможность выполнять Windows-программы, не приобретая лицензионных копий Microsoft Windows.

Одним из часто критикуемых недостатков OS/2 Warp является то, что она не поддерживает 32-х битные приложения Windows (точнее, она поддерживает API Win32s, но не поддерживает полный API Windows NT, который называется Win32 и который почти полностью поддерживает Windows 95). Однако в ближайшее время этот недостаток не будет критическим, так как приложений Win32 пока немного, зато с приложениями Win16 у OS/2 Warp проблем нет. IBM говорит, что она может обеспечить поддержку приложений Win32, если этого пожелают пользователи.

В то же время в OS/2 Warp ощущается недостаток сетевых функциональных возможностей. Положение должно измениться, так как летом 1995 года IBM начала продавать следующую версию OS/2 - Warp Connect, которая содержит важнейшие драйверы и утилиты. В число новых средств входят редиректоры для операционных систем NetWare 3.х и 4.1 и OS/2 LAN Server. Версия OS/2 Warp Connect работает с протоколами IPX и NetBIOS, а также с новой реализацией протоколов TCP/IP. Этот новый комплект устанавливает двухточечное соединение по протоколу PPP вместо соединений SLIP, предусмотренных в базовом пакете OS/2 Warp. Этот комплект понизит нагрузку на центральный процессор и обеспечит одновременный доступ к локальной сети и сети Internet.

Кроме того, Warp Connect предоставляет давно ожидаемые в OS/2 средства одноранговой сетевой связи. Согласно сообщению фирмы IBM, в эту версию входит большое число собственных драйвером, которые смогут работать более чем с 70% существующих адаптеров Ethernet и более чем с 90% адаптеров Token Ring. То же самое программное обеспечение дает возможность клиенту Warp Connect подключаться в серверу LAN Server 4.0.

Warp Connect содержит также программу Lan Distance фирмы IBM, которая позволит соединяться через связной сервер с любым подключенным к сети устройством. В отличие от Windows 95 ОС Warp Connect не содержит средств, поддерживающих удаленный доступ через коммутируемые телефонные сети. Еще одним нововведением является справочная база данных ASK PSP на компакт-диске с интерфейсом запросов на языке, близком к естественному английскому.

Что касается почтовых услуг, то IBM выбрала для Warp Connect пакет Lotus Notes Express, а не свой собственный Ultimedia Mail/2. Notes Express позволяет соединиться с любым сервером Notes.

Как и другие версии Warp, Warp Connect тоже будет поставляться в двух версиях: одна без Windows-библиотек, другая, подобно Full Pack, с библиотеками Win-OS/2.

На рисунке 9.1 показана структура операционной системы OS/2 Warp 3.0. В OS/2 имеется несколько видов виртуальных машин для прикладных программ. Собственные 32- и 16-разрядные программы OS/2 выполняются на отдельных виртуальных машинах в режиме вытесняющей многозадачности и могут общаться между собой с помощью средств DDE OS/2. Прикладные программы DOS и Win16 могут запускаться на отдельных виртуальных машинах в многозадачном режиме. При этом они поддерживают полноценные связи DDE и OLE 2.0 друг с другом и связи DDE с 32-х разрядными программами OS/2. Кроме того, можно запустить несколько программ Win16 на общей виртуальной машине Win16, где они работают в режиме невытесняющей многозадачности. Разнообразные сервисные функции API OS/2, в том числе SOM (модель системных объектов), обеспечиваются с помощью системных динамических библиотек DLL, к которым можно обращаться без требующих затрат времени переходов между кольцами защиты. Ядро OS/2 предоставляет многие базовые сервисные функции API, обеспечивает поддержку файловой системы, управление памятью, и имеет диспетчер аппаратных прерываний. В ядре виртуальных DOS-машин (VDM-ядре) осуществляется эмуляция DOS и процессора 8086, а также управление VDM. Драйверы виртуальных устройств обеспечивают уровень аппаратной абстракции. Драйверы физических устройств напрямую взаимодействуют с аппаратурой.

Рис. 5. Структура OS/2

На рисунке 9.2 изображены сетевые средства OS/2 Warp Connect. Они делятся на четыре уровня. Прикладной уровень включает программные интерфейсы приложений операционной системы. Компоненты на уровне файловой системы отвечают за выполнение файловых операций. Транспортный уровень реализует коммуникационные протоколы. Имеется компонента Общая транспортная семантика (Common Transport Semantic), которая позволяет использовать любую файловую систему (а точнее ее редиректор) в сочетании с любым протоколом транспортного уровня.

Рис.6. Структура сетевых средств OS/2 Warp Connect

Программное обеспечение MAC-уровня включает драйверы сетевых адаптеров и диспетчерский слой в стандарте NDIS 2.01, который позволяет различным сетевым протоколам работать через один адаптерам, и различным адаптерам связываться через общий протокол. Существует модуль преобразования ODI-NDIS, который позволяет использовать модули транспортных протоколов, реализованные в расчете на работу с диспетчерским слоем ODI компании Novell.

Диспетчер инсталлируемой файловой системы (IFS) теоретически позволяет любой прикладной программе работать с любой файловой системой.