Модульный контроль №1. Часть 1 «Операционные системы»

Поперешняк С.В. Макогонюк 304, ёпта

1. Место ос в структуре компьютера

Програми-застосунки: Браузер, наприклад

Системні програми: компілятори, редактори, інтерпретатори команд, операційна система

Обладнання, апаратура: фізичні пристрої, мікроархітектура, машинна мова

Операційна система – те програмне забезпечення, котре працює або завантажується у режимі ядра, тобто є захищене від втручання користувача.

Різновиди програмного забезпечення

• Системне ПЗ: операційні системи; окремі утиліти (робота з диском, файлові системи, антивірусні програми і т.д.); системні ПЗ для організації роботи прикладного ПЗ, написаного на мові високого рівня (компілятори, інтерпретатори тощо)

• Прикладне ПЗ

• Системи і мови програмування

_{0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000}

2. _{История ОС}

Історія появи ос

ОС – найбільш близьке до апаратури ПЗ, тому етапи розвитку ОС тісно пов’язана з етапами розвитку техніки.

Покоління:

1. Перше, 1945-1955, електронні лампи і комутаційні панелі

Лампові машини: нема розподілу роботи у середовищі працюючих з нею, програмування – лише на машинній мові, і так як ОС ще не з’явилися, то всі задачі організації обчислювального процесу виконувалися вручну.

2. Друге, 1955-1965, транзистори і системи пакетної обробки

Комп’ютери стали більш надійними, їм стало можливим «довірити» виконання дійсно практично важливих задач, з’явилися перші алгоритмічні мови і заодно – транслятори. Процесор – доволі дорогий пристрій (простоює більшість часу), низька ефективність його використання означала низьку ефективність використання комп’ютера у цілому, тому було розроблено системи пакетної обробки для вирішення цієї проблемки.

Характеристики систем пакетної обробки (кожна задача виконується повністю, максимальна пропускна здатність (?)):

• Плюс – підвищення ефективності використання комп’ютера

• Мінус – програмісти-користувачі втратили можливість безпосереднього доступу до комп’ютера, що знижало ефективність їх роботи – внесення будь-якого виправлення вимагало набагато більше часу, ніж при роботі з пультом.

3. Третє, 1965-1980, інтегральні схеми і багатозадачність

У період 1965-1975 були реалізовані практично всі основні механізми, які притаманні сучасним ОС: мультипрограмування (у пам’яті знаходяться одночасно декілька програм, що позмінно виконуються на одному процесорі), мультипроцесування, підтримка багато термінального багатокористувацького режиму, віртуальна пам’ять, файлові системи, розмежування доступу і мережева робота. Додаткові особливості: розподіл цін на апаратуру і ПЗ, створення сімейств програмно-сумісних машин і операційних систем для них, поява систем розподілу часу (на відміну від пакетної обробки – задачі виконуються «шматками»).

Зміни у апаратній частині, що були викликані розвитком ОС: у процесорах з’явився привілегійований і користувацький режим роботи, спеціальні регістри для швидкого перемикання з одної програми на іншу, засоби захисту областей пам’яті, розвита система переривань.

Мережеві ОС:

• З’явилися з появою глобальних мереж

• Виконують усі функції локальної ОС

• Мають деякі додаткові засоби, що дозволяють їм взаємодіяти по мережі з операційними системами інших комп’ютерів

• 1969 – ARPANET.

Локальні мережі і ОС – середина 70-х років: широке застосування одержали міні-комп’ютери, операційні системи яких…бла-бла-бла

4. Четверте, 1980 і донині, персональні комп’ютери

80-ті роки: розробка стека TCP/IP, становлення Інтернету, стандартизація технологій локальних мереж, поява персональних і операційних систем для них (серпень 1981 року) (DOS; нема графічного інтерфейсу – оболочки компенсуюють).

MS DOS – одна з перших ОС для ПК

• Однопрограмна

• Одно користувацька

• З інтерфейсом командного рядка

• Здатна стартувати з дискети

• Має UNIX-подібну ієрархічну файлову систему

Інші відомі ОС для ПК (80-ті роки): NetWare (Novell); OS 2 (Microsoft & IBM)…

3. _{Операционная система как расширенная машина}

Архітектура більшості комп’ютерів на рівні машинної мови примітивна та незручна для роботи. Програма, що приховує істину про ПЗ і представляє простий список іменованих файлів, котрі можна читати і записувати, і є ОС. ОС усуває не лише необхідність роботи з дисками і представляє простий інтерфейс, але і приховує багато «неприємної» роботи з перериваннями, лічильниками часу, організаціями пам’яті та іншими елементами нижнього рівня. Тобто, у будь-якому випадку абстракція, яку пропонує операційна система, набагато простіша і зручніша, ніж робота з обладнанням. З точки зору користувача ОС виконують функції розширеної машини або віртуальної машини, котрі проще програмувати і з якими легше працювати, ніж безпосередньо з апаратурою. Тобто, ОС надає ряд можливостей, які можуть використовувати програми за допомогою спеціальних команд, які називаються системними викликами. Ця концепція – зверху вниз.

4. _{Операционная система как менеджер ресурсов}

Концепція знизу вверх, у відповідності з другим «підходом» робота ОС полягає у забезпеченні організованого і контрольованого розподілу процесора, пам’яті і пристрої введення-виведення між різноманітними програмами. Управління ресурсами включає у себе їх мультиплексування (розширення) двома способами: у просторі або часі.

5. _{Лидеры ОС в настоящее время}

Лідери ОС в даний момент: Windows і UNIX.

Windows: 3 XX -> 95/98 (для клієнтських станцій, домашніх комп’ютерів), NT (New Technology – для професійної роботи – для робочих станцій, домашніх комп’ютерів і для серверів). Версій Windows Vista багацько. «Сімка» носить номер 6.1 у лінії «нових технологій».

ОС на основі UNIX – це або комерційні з закритим кодом (в основному – для спецобладнання) або некомерційні з відкритим (Linux).

6. _{ОС построенные на принципах UNIX}

UNIX — многозадачная многопользовательская система. Один мощный сервер может обслуживать запросы большого количества пользователей. Система может выполнять самые различные функции: работать как вычислительный сервер, обслуживающий сотни пользователей, как сервер базы данных, как сетевой сервер или сетевой маршрутизатор.

Несмотря на многообразие версий UNIX, основой всего семейства являются принципиально одинаковая архитектура и ряд стандартных интерфейсов.

GNU - проект, благодаря которому удалось сделать операционную систему, которую все пользователи компьютера могли свободно использовать, изучать, исправлять, пересобирать. Различные UNIX-подобия разрабатывались аналогично GNU, часто с теми же основными компонентами. Они прежде всего служили дешёвым замещением UNIX и включали 4.4BSD, Linux и Minix. Некоторые из них послужили основой для коммерческих UNIX-систем, таких как BSD/OS и Mac OS X. Примечательно, что Mac OS X 10.5 (Leopard) сертифицирован Единой спецификацией UNIX^[4].

Большинство производителей открытых UNIX-систем не добиваются сертификации UNIX для своего продукта даже в качестве компромата: стоимость сертификации считается недопустимой. Для таких систем обычно используют термин «Freenix». Примером являются GNU, Linux, Minix, OpenSolaris, Plan 9 и BSD со своими потомками, такими как FreeBSD,NetBSD и OpenBSD.

• UNIX (разработана Bell Labs в 1970 году, идея Кена Томпсона)

• Mach (от разработчиков ядер ОС в CMU; см.: NeXTSTEP)

• xv6 (учебная ОС, сделанная в MIT)

• K42 (разрабатывается в IBM)

• MISS (первая отечественная UNIX-подобная операционная система)

• ДЕМОС (советский клон UNIX)

• ИНМОС (Инструментальная мобильная операционная система — разработана в СССР в 1985 году в ИНЭУМ Институт электронных управляющих машин, Головное КБ Минприбора).

Есть множество запатентованных UNIX-подобий, таких как: AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, LynxOS, QNX, SCO OpenServer,Solaris, Tru64 UNIX, UnixWare, Xenix и VxWorks, которые построены на принципах UNIX, но не являються прямими «потомками».

7. _{Свободное ПО}

"Свобода ПО" означает право пользователя свободно запускать, копировать, распространять, изучать, изменять и улучшать его. Более точно, существуют четыре разновидности свободы пользователей программы:

• Свобода запускать программу в любых целях (свобода 0).

• Свобода изучения работы программы и адаптация ее к вашим нуждам (свобода 1). Доступ к исходным текстам является необходимым условием. 

• Свобода распространять копии, так что вы можете помочь вашему товарищу (свобода 2).

• Свобода улучшать программу и публиковать ваши улучшения, так что все общество выиграет от этого (свобода 3). Доступ к исходным текстам является необходимым условием.

Программа считается свободной, если пользователи располагают всеми четырьмя свободами.

FreeBSD – займає 2-ге місце у світі серед систем з відкритим кодом; серед варіантів системи: Current (для розробників), Stable (кінцевих користувачів), Release… Розробляється як цілісна операційна система. Вихідний код ядра, драйверів пристроїв і базових користувацьких…

8. _{Многообразие операционных систем}

_{[---Пишем опять про UNIX (про все подтипы и тд и тп), Mac OS, Windows, можно рассказать про Android, iOS и т.п.---]}

9. _{Роль и функции операционной системы}

Операційна система представляє собою…

• структурне визначення – комплекс взаємопов’язаних програм, який діє як інтерфейс між за стосунками і користувачами з одного боку, і апаратурою комп’ютера з іншого боку;

• функціональне – комплекс взаємопов’язаних програм, що виконує дві основні функції: ефективне управління ресурсами комп’ютера і створення зручного інтерфейсу між комп’ютером та користувачем. Або: Ос це є системне програмне забезпечення, що забезпечує керування ресурсами комп’ютера і надає прикладному ПЗ стандартні функції, доступні через певний інтерфейс.

_{<-- смотри ответы [3] и [4] -->}