8.1.1.7.Обзор современных ос.

Одной из альтернатив семейству ОС Windows,является семейство ОСUNIX. Основное отличие и преимущество этой системы заключается в том, что она реализована для очень широкого круга аппаратных платформ. Пример: серверная ОСWindowsNTсуществует только для аппаратных платформAlphaиIntel. При этом различные версииUNIXсозданы для практически любых компьютеров различных производителей от персональных до суперкомпьютеров. Благодаря гибкости, начиная с момента своего появления в 1969 году, ОСUNIXполучила широкое распространение на машинах различной мощности и архитектуры, обеспечивая на них общие условия выполнения программ.

UNIXявляется не только многозадачной ОС, но и многопользовательской системой, которая позволяет нескольким пользователям разделять вычислительные ресурсы одного компьютера. Это свойство позволяет использоватьUNIXв качестве ОС для миникомпьютеров и суперкомпьютеров, к которым пользователи подключаются через терминалы. В первых версияхUNIXвзаимодействие с пользователем осуществлялось с помощью командной строки. Затем появились варианты графического интерфейса дляUNIX.Графический интерфейс позволил существенно облегчить работу пользователя и сделать систему легкодоступной для тех, кто начинал в средеWINDOWS.

Среди ПО кроме мощных СУБД, системы управления предприятием банковских систем, систем автоматизированного проектирования для Unixнаписано большое количество прикладных программ, ( текстовые процессоры, электронные таблицы, графические редакторы), что делаетUNIXеще более универсальной системой.

Средства сетевого взаимодействия являются неотъемлемой частью Unix, что делает эту систему удобной для создания сетевых приложений, а также для использования в качестве основной серверной платформы в Интернете.

В настоящее время существует множество версий ОС Unixот различных производителей. Среди них можно выделить несколько наиболее известных коммерческих версий:SUNOSиSolarisдля компьютеров компанииSUN,AIX–дляIBM,IRIX– дляSilictionGraphics,Scounix– дляSCO. Это все для компьютеров на платформеIntel, а также свободно распространяемыхFreeBSDиLinuxна платформеIntel. Таким образом, можно определить основные причины популярностиUnix:

1.Unixнаписана на языке высокого уровня, благодаря чему ее легко понимать, измерять и переносить на другие аппаратные платформы.

2.Наличие простого пользовательского интерфейса, в котором имеется возможность предоставлять все необходимые пользователю услуги.

3.Наличие иерархической файловой системы легкой в сопровождении и эффективной в работе.

4.Обеспечение согласования форматов в файлах, работа с последовательным потоком байта. Наличие простого последовательного интерфейса с периферийными устройствами.

5.Наличие встроенных средств поддержки компьютерных сетей, что делает Unixодной из самых популярных платформ в Интернете.

6.Система является многопользовательской и многозадачной, каждый пользователь может выполнить одновременно несколько процессов.

Архитектура машины скрыта от пользователя, благодаря чему облегчен процесс написания программ, работающих на различных конфигурациях аппаратных средств.

Отличительными особенностями Unixявляются наличие ядра и организации файловой системы. Ядро взаимодействует с аппаратной частью компьютера, изолируя прикладные программы от особенностей архитектуры компьютера. Ядро представляет прикладным программам набор услуг:

Операции ввода-вывода, создания и управления процессами, синхронизации и межпроцессорного взаимодействия.

В основе взаимодействия ядра и прикладных программ лежит концепция процесса единицы управления и единицы потребления ресурсов. Процесс представляет собой программу в состоянии выполнения, причем в Unixв рамках одного процесса не могут выполнять ни какие параллельные действия. Каждый процесс работает в своем виртуальном адресном пространстве. Совокупность участков физической памяти, отображаемые на виртуальные адреса процесса, называют образом процесса.

При управлении процессами ОС используются два основных типа операционных структур: дескриптор процесса и контекст процесса. Дескриптор процесса содержит такую информацию о процессе, которая необходима ядру в течение всего жизненного цикла, процесса не зависимо от того, в каком состоянии он находится, а также независимо от того, находится ли образ процесса в оперативной памяти ли выгружать на диск.

Дескриптор отдельных процессов объединен в список, образующий таблицу процесса. Память для таблицы процесса отводится динамически в области ядра. На основании информации, содержащейся в таблице процесса, ОС осуществляет планирование и синхронизацию процесса. В дескрипторе прямо или косвенно содержится информация о состоянии процесса, расположении образа процесса в оперативной памяти и на жестком диске, о значении отдельных составляющих приоритета и его итоговом значении – глобальном приоритете.

Дескриптор содержит идентификатор пользователя, создавшего процесс, информацию о родственных процессах, событиях, осуществление которых ожидает данный процесс, и др. информации. Контекст процесса содержит менее оперативную, но более объемную часть информации о процессе, необходимую для возобновления выполняемого процесса с прерванного листа: Содержимое регистров процессора, коды ошибок, выполняемых системных процессоров, информацию обо всех открытых данным процессом файлах, о незавершенных операциях ввода-вывода и другие данные, характеризующие состояние вычислительной среды в момент прерывания.

По аналогии с дескриптором процесса, контекст доступен только программам ядра.BUNIXдля процессов предусмотрены два режима выполнения: привилегированный и обычный. В привилегированном режиме выполняются функции ядра системы, а в обычном – программы пользователя.

Файловая система UNIXобеспечивает единый интерфейс доступа к данным, расположенных на накопителях, к периферийным устройствам. Одни и те же функции могут использоваться при записи данных на жесткий диск и при выводе информации на принтер. Программы, выполняемые под управлениемUNIX, не содержат никакой информации относительно формата, в котором ядро хранит файлы данных. Данные в программах хранятся как бесформатный поток данных. Программы могут интерпретировать поток байтов по своему желанию, при этом любые интерпретация никак не будет связана с фактическим способом хранения данных в ОС.

В последнее время все большую популярность приобретает версия UNIXдля ПК. Одной из таких реализаций являетсяLinux.Linux–это оригинальная реализацияUNIXдля платформыINTEL, являющейся экономичной ОС.Linuxподдерживает большинство свойств, присущих другим реализациямUNIXи является полной многозадачной и многопользовательской ОС. Большинство свободно распространенных по сети программ дляUNIXможно откомпилировать дляLinuxпрактически без изменений. Кроме того, все исходные тексты дляLinux, включая ядро, драйверы устройств, библиотеки, пользовательские программы и инструментальные средства, распространяются свободно.

Другой отличительной особенностью Linuxявляется поддержка национальной и стандартной клавиатур, динамически загружаемых драйверами, что делает эту систему более универсальной.Linuxподдерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы были созданы специально дляLinux. ВLinuxреализована также файловая системаMSDOS,позволяющая прямо обращаться к файламMSDOSна жестком диске, а такжеISO9660CDROMдля работы с дискамиCDROM.Linuxобеспечивает полный набор протоколовTCP/IPдля работы в сети.