3.Понятие операционной системы

Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.

Назначение ОС - организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса ( Интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.

В соответствии с условиями применения различают три режима ОС: пакетной обработки, разделения времени и реального времени. В режиме пакетной обработки ОС последовательно выполняет собранные в пакет задания. В этом режиме пользователь не имеет контакта с ЭВМ, получая лишь результаты вычислений. В режиме разделения времени ОС одновременно выполняет несколько задач, допуская обращение каждого пользователя к ЭВМ. В режиме реального времени ОС обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с ОС реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным.

Назначение операционной системы

Операционная система (ОС) - это комплекс программного обеспечения, предназначенный для снижения стоимости программирования, упрощения доступа к системе, повышения эффективности работы.

Цель создания операционной системы - получить экономический выигрыш при использовании системы, путем увеличения производительности труда программистов и эффективности работы оборудования.

Функции операционной системы:

- связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы.

- выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами.

- управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами.

- управление файлами; основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации.

- обработка исключительных условий во время выполнения задачи

- появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд.

- вспомогательные, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

Microsoft Windows Millennium Edition (Windows ME

приложений, в Windows XP используется так называемый алгоритм группировки

задач, согласно которому однотипные программы, работающие на компьютере

одновременно, объединяются в логическую визуальную группу.

В состав Windows XP включен специальный механизм - быстрое

переключение сеансов (Fast User Switching), с применением которого можно

быстро, без регистрации подключать к работе с операционной системой новых

пользователей и групп пользователей. Появилась также возможность

переключаться между несколькими сеансами работы без необходимости сохранять

данные или перезагружать систему. При этом каждый из пользователей может

самостоятельно изменять настройки Windows и работать с собственными файлами

и документами, создавать, изменять и сохранять какие-либо данные независимо

от других пользователей Windows XP.».

. Microsoft Windows.NET

Microsoft Windows.NET - это семейство серверных операционных систем,

разрабатываемых корпорацией Microsoft на основе Windows XP, которые придут

на смену Windows 2000 Server, Advanced Server и Datacenter Server. По

состоянию на середину 2002 года Windows.NET находится на стадии бета-

тестирования, и потому окончательное суждение о функциональных возможностях

этой системы говорить пока еще рано. Предполагается, что Windows.NET будет

поставляться в вариантах Windows NET Server, Windows NET Advanced Server и

Windows NET Datacenter Server. Соответственно, технические возможности этих

версий операционных систем различны: например, Windows XP Professional

Edition поддерживает двухпроцессорные аппаратные платформы, Windows NET

Server может адресовать четырехпроцессорные системы, Windows NET Advanced

Server «умеет» работать с восьмипроцессорными компьютерами, а Windows NET

Datacenter Server поддерживает машины, аппаратная конфигурация которых

включает до 32 синхронно работающих процессоров.

OS/2

Сегодняшняя OS/2 - это мощная многозадачная операционная система с

оконным графическим интерфейсом и набором созданных специально для нее

прикладных программ, ориентированная на рынок персональных компьютеров и

рабочих станций. Интерфейс OS/2 включает все необходимые элементы

современных OS - рабочий стол и корзину, иконки и панель задач, программу

просмотра содержимого дисков, часы и драйвера множества периферийных

устройств, таких как, например, порты USB или инфракрасный порт.

Инсталляция платформы производится автоматически, причем OS/2

самостоятельно определяет оптимальную конфигурацию системы исходя из

быстродействия процессора и объема оперативной памяти (однако пользователь

может и самостоятельно указать комплект необходимых программ, исключив

ненужные), тестирует оборудование и настраивает все необходимые драйвера

без участия оператора. В комплект поставки входит пакет IBM Works,

аналогичный MS Office и содержащий текстовый и табличный редактор, имеется

удобный web-броузер WebExplorer и почтовый клиент NotesMail, система для

создания анимации NeonGraphics, широчайший выбор всевозможных бизнес-

приложений и множество игр от Civilisation и Quake lll до Master of Orion.

Имеются и глобальные отличия OS/2 от привычной пользователям IBM PC

Microsoft Windows - например, специальный самообучающийся программный пакет

позволяет управлять системой с использованием голосовых команд, для чего в

коробку с компакт-дисками разработчики вкладывают микрофон и наушники.

Однако, несмотря на поистине широчайшие возможности, высокую

производительность и потрясающую надежность данной платформы, она не

пользуется сейчас высоким спросом в силу доминирования на рынке более

распространенной и дешевой MS Windows. Основная проблема, препятствующая

развитию OS/2, заключается в ее несовместимости с программами производства

Microsoft, посредством которых создается практически вся деловая

документация и с которыми работает подавляющее большинство частных

пользователей.

BeOS

Основанная в 1990 году Жаном-Луисом Гасси компания Be Incorporated

поставила своей целью разработать и выпустить на рынок операционную систему, которая объединяла бы в себе достоинства всех перечисленных выше программных продуктов, оставаясь при этом достаточно компактной, надежной, простой в инсталляции и использовании, а также отвечающей требованиям, предъявляемым к современным ОС. В частности, такая платформа должна иметь удобный оконный интерфейс и обеспечивать многозадачность. Операционная

система, созданная программистами Be Incorporated, получила название BeOS и

в настоящий момент является одной из наиболее перспективных разработок в

области системного программного обеспечения для персональных компьютеров.

. Операционная система UNIX

Операционная система UNIX

Операционная система UNIX – это набор программ, который управляет компьютером, осуществляет связь между пользователем и компьютером и обеспечивает инструментальными средствами, чтобы помочь выполнить работу.

Разработанная, чтобы обеспечить легкость, эффективность и гибкость программного обеспечения, система UNIX имеет несколько полезных функций:

. основная цель системы - выполнять широкий спектр заданий и программ;

. интерактивное окружение, которое позволяет связываться напрямую с компьютером и получать немедленно ответы на запросы и сообщения;

. многопользовательское окружение, которое позволяет разделять ресурсы компьютера с другими пользователями без уменьшения производительности. Этот метод называется разделением времени.

Система UNIX взаимодействует с пользователями поочередно, но так быстро, что, кажется, взаимодействие происходит со всеми пользователями одновременно;

. многозадачное окружение, позволяющее пользователю выполнять более одного задания в одно и тоже время.

Операционная система LINUX

Linux – многозадачная и многопользовательская операционная система

для образования, бизнеса, индивидуального программирования. Linux

принадлежит к семейству UNIX-подобных операционных систем.

Linux изначально был написан Линусом Торвальдсом, а затем улучшался

бесчисленным количеством народа во всем мире. Он является клоном

операционной системы Unix, одной из первых мощных операционных систем

Linux поддерживает большую часть популярного Unix'овского

программного обеспечения, включая графическую систему X Window, - а это

огромное количество программ, но стоит подчеркнуть, что Linux

поставляется АБСОЛЮТНО БЕСПЛАТНО. Максимум, за что приходится платить,

так это за упаковку и CD, на которых записан дистрибутив Linux.

Дистрибутив – это сама ОС + набор пакетов программ для Linux. Стоит также

упомянуть, что все это поставляется с исходными текстами, и любую

программу, написанную под Linux, можно переделать под себя. Это же

позволяет перенести любую программу на любую платформу – Intel PC,

Macintosh. Кстати, все вышеописанное получилось благодаря Free Software

Foundation, фонду бесплатных программ, который является частью проекта

GNU. И именно для этих целей была создана GPL – General Public License,

исходя из которой Linux – бесплатен, как и весь софт под него, причем

коммерческое использование программного обеспечения для Linux или его

кусков запрещено.

Кроме вышеописанного, Linux – очень мощная и стабильная ОС.

Использование его в Сети оправдывает себя, да и взломать его не так уж и

легко.

На сегодняшний день, развитие Linux идет по двум ветвям. Первая, с

четными номерами версий(2.0, 2.2, 2.4), считается более стабильной,

надежной версией Linux. Вторая, чьи версии нумеруются нечетными

номерами(2.1, 2.3), является более дерзкой и быстрее развивающейся и,

следовательно (к сожалению), более богатой ошибками. Но это уже дело

вкуса.

В Linux нет разделения на диски С,D, и процесс общения с устройствами

очень удобен. Все устройства имеют собственный системный файл, все диски

подключаются к одной файловой системе и выглядит это все как бы

монолитно, едино. Четкая структура каталогов позволяет находить любую

информацию мгновенно. Для файлов библиотек – свой каталог, для

запускаемых файлов – свой, для файлов с настройками – свой, для файлов

устройств – свой, и так далее.

Модульность ядра позволяет подключать любые сервисы ОС без

перезагрузки компьютера. Кроме того, вы можете переделать само ядро ОС,

благо исходные тексты ядра также имеются в любом дистрибутиве.

В ОС Linux очень умело, если так можно выразиться, используется идея

многозадачности, т.е. любые процессы в системе выполняются одновременно

Но, не все так просто. Linux чуть более сложен, чем Windows, и не

всем так просто перейти на него после использования окошек. На первый

взгляд, может даже показаться, что он очень неудобен и труднонастраиваем.

Но это не так. Вся изюминка Linux’a в том, что его можно настроить под

себя, настроить так, что от пользования этой ОС вы будете испытывать

огромное удовлетворение. Огромное количество настроек позволяет изменить

внешний (да и внутренний) вид ОС, причем ни одна Linux-система не будет

похожа на вашу. В Linux у вас есть выбор в использовании графической

оболочки, есть несколько офисных пакетов, программы-серверы,

Linux - это:

• бесплатный (вернее, свободно распространяемый) клон Юникс;

• операционная система с истинной многозадачностью

• ОС, которую каждый ее "пользователь" может модифицировать, так как можно найти исходные коды практически для любой составляющей ее части;

• которая настраивается именно так, как вам хочется, а не как

предпочитает производитель

. ОБЗОР ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ FAT

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows NT файловых систем. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, которая помещена в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы. Кроме того, таблица размещения файлов и корневой каталог должны храниться в определенном месте на диске (для правильного определения места расположения файлов загрузки).

Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла в каталоге создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

Каталог FAT не имеет определенной структуры, и файлы записываются в первом обнаруженном свободном месте на диске. Кроме того, файловая система FAT поддерживает только четыре файловых атрибута: «Системный», «Скрытый», «Только чтение» и «Архивный».

ОБЗОР ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ HPFS

Файловая система HPFS впервые была использована для операционной системы OS/2 1.2, чтобы обеспечить доступ к появлявшимся в то время на рынке дискам большого размера. Кроме того, назрела необходимость расширения существующей системы имен, улучшения организации и безопасности для удовлетворения растущих потребностей рынка сетевых серверов. В файловой системе HPFS поддерживается структура каталогов FAT и добавлена сортировка файлов по именам. Имя файла может содержать до 254 двухбайтовых символов. Файл состоит из «данных» и специальных атрибутов, что создает дополнительные возможности для поддержки других типов имен файлов и повышению уровня безопасности. Кроме того, наименьший блок для хранения данных теперь равен размеру физического сектора (512 байт), что позволяет снизить потери дискового пространства.

Записи в каталоге файловой системы HPFS содержат больше сведений, чем в FAT. Наряду с атрибутами файла здесь хранятся сведения о создании и внесении изменений, а также дата и время доступа. Записи в каталоге файловой системы HPFS указывают не на первый кластер файла, а на FNODE. FNODE может содержать данные файла, указатели на данные файла или другие структуры, указывающие на данные файла.

HPFS старается по возможности располагать данные файла в смежных секторах. Это приводит к повышению скорости последовательной обработки файла.

ОБЗОР ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ NTFS

С точки зрения пользователя файловая система NTFS организует файлы по каталогам и сортирует их так же, как и HPFS. Однако в отличие от FAT и HPFS на диске нет специальных объектов и отсутствует зависимость от особенностей установленного оборудования (например, сектор размером 512 байт). Кроме того, на диске отсутствуют специальные хранилища данных (таблицы FAT и суперблоки HPFS).

Целью файловой системы NTFS является следующее. Обеспечение надежности, имеющей большое значение для высокопроизводительных систем и файловых серверов.

Предоставление платформы дополнительной функциональности.

Поддержка требований POSIX.

Устранение ограничений, характерных для файловых систем FAT и HPFS.