Введение в операционные системы. Эволюция операционных систем

Первые Вычислительные машины (Mark-1) появившиеся в конце 40-х прошлого века работали без операционных систем. Все задачи организации вычислительного процессора решались вручную каждым программистом. Прообразом современных ОС являлись мониторные системы середины 50-х годов, которые оптимизировали действия оператора по выполнению пакета заданий.

Монитор(супервизор)-пакет подпрограммного переключения задач в процессоре.

В конце 60-х переход к интегральным микросхемам привел к появлению следующего поколения компьютера(3-го). Явным представителем является IBM-360(EC) на котором реализованы все основные свойства, которые присущие к ОС:

1)Мультипрограммирование;

2)Мультипроцессирование;

3)Многотерминальный режим;

4)Виртуальная память;

5)Файловые системы;

6)Разграничения доступа.

1.1 Миникомпьютеры

К середине 70-х годов, наряду с мейнфреймами широкое распространение получили миникомпьютеры: PDP-11, NDVA, HP(СМ-3, СМ-4). Они были предназначены для решения задач автоматического управления технологической производимости процессами.

Основные отличия миникомпьютера:

1)длина слова до 16 бит;

2)меньший объем памяти;

3)высокое быстродействие при выполнении логических операций и относительно медленная скорость выполнения арифметических процедур;

4)сравнительно малые габариты и стоимость;

5)более простые ОС (RT-11; RSX-11).

Структура миникомпьютера аналогична структуре обычных ЭВМ и включают в себя теже функц. группы:

1)центральный процессор(ЦП);

2)оперативную память(ОП);

3)каналы ввода вывода

4)внешние устройства.

На рис 1.1 приведены наиболее распространенные структуры миникомпьютера, радиальная(а) с общей шиной(б):

В радиальной схеме большая часть внешних устройств подключается к ЦП, либо непосредственно либо через расширители РВВ. Канал прямого доступа к памяти выполняет операции ввода-вывода независимо от ЦП. К нему подключается быстрые устройства.

В схеме с общей шиной для подключения ВУ используют процессоры ввода-вывода, которые выполняют операции независимо от ЦП.

ОС миникомпьютера созданы с учетом ограничений, которые определяет технический характер аппаратуры, в первую очередь с учетом необходимого использования меньшего объема ОП.

1.2 Микро ЭВМ

Микро ЭВМ представляет собой вычислительную машину, построенную на базе больших интегральных схем (БИС).

Микро ЭВМ отличается от миникомпьютеров:

1)меньшей разрядностью;

2)меньшим объемом памяти;

3)меньшей стоимостью;

4)простой архитектуры;

5)более высокая надежность;

6)простой программного обеспечения.

Рис.1.2 структура микро ЭВМ:

Архитектура мини ЭВМ использует систему с общей шиной. Эта шина используется для передачи адресов, управляющий сигнал и другие информации.

1.1 Определение, назначение, состав и функции операционных систем.

ОС- комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые с одной стороны выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем, а с другой предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организация вычислений.

Любой из компонентов ППО обязательно работает под управлением ОС.

Рис. Обобщенная структура ПО вычислительной системы.

Из рисунка видно что ни один из компонентов ПО, за исключением ОС, не имеет непосредственного доступа к аппарат. ЭВМ.

Основные функции, которые выполняет ОС:

1)прием от пользователя заданий или команд и их обработка (команды поступают либо от манипулятора, либо сформулированы на соответственном языке);

2)прием и использование программных запросов на запуск, приостановку или остановку других программ;

3)загрузка в ОП подлежащих исполнению программ;

4)инициация программы (передача ей управление в результате чего процессор исполняет программу);

5)обеспечение работы системы управления файлами;

6)обеспечение режима мультипрограммирования (т.е. выполнение двух или более программ на одном процессоре, создание видимости одновременного исполнения);

7)обеспечения функций по организации и управлению всеми операциями ввода-вывода;

8)распределение памяти и организ. виртуальной памяти;

9)планирование и диспитчерезация задач в соответствии заданной стратегии и дисциплиной обслуживания.

1.2 Классификация ОС.

-назначение

-режим обработки задач

-организация работы

-архитектурные особенности

монолитные