Большие интегральные схемы (LSI -Large Scale Integration)/ С точки зрения архитектуры они похожи на мини-компьютеры типа PDP11. В 1974 г. Intel выпустила первый универсальный 8-разрядный центральный процессор 8080. Для него потребовалась операционная система, чтобы протестировать новинку. Компания привлекла Гэри Кидлдэлла, который сконструировал 8-и дюймовый гибкий диск, затем создал дисковую операционную систему CP/M (Control Program for Microcomputers). В 1977 г. компания Digital Research переработала ее для работы на 8080. DR оставалась лидером до 1982 г. В начале 80-х был привлечен Бил Гейтс, он выбрал ОС программы Seattle Computer Products - DOS (Disk Operating System)/ Он пригласил Тима Патерсона, автора DOS, который написал MS DOS. Гейтс стал продавать ОС вместе с железом.
В 1983 г. появился IBM PC/AT с центральным процессором Intel 80286. Указанные ОС были ориентированы на клавиатуру. Даг Энгельбарт изобрел графический интерфейс пользователя GUI. Дружественный интерфейс. В 1995 г. была разработана автономная версия Windows 95. Следующий шаг Widows NT(New Technology).
С середины 80-х начали развиваться сетевые и распределенные ОС.
|
|
ОС мэйнфреймов (web-сепверы) - пакетная обработка, обработка транзакций (групповая обработка) и разделение времени. ОС 390 (ОС 360).
серверные (печать, интернет, файлы)
многопроцесорные
Для ПК
ОС реального времени
встроенные ОС
ОС для смарт-карт
Аппаратное обеспечение ПК: CPU, указатель стека (SP), слово состояния процессора (PSW), конвейер, системный вызов.
§2 Функции операционных систем: управление ресурсами.
Ресурсы – любой логический или физический компонент вычислительной системы. Основными ресурсами являются процессор, процессорное время, оперативная память, периферийные устройства. Управление ими – обеспечение доступа и распределение времени между конкретными процессами.
Операционную систему поддерживают 2 интерфейса, которые позволяют игнорировать аппаратные различия вычислительных систем. Это - пользовательский интерфейс, который представляет собой командный язык для управления функционированием компьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от рутинных операций; и программный интерфейс – набор услуг, освобождающий программиста от рутинных операций. Пользовательский интерфейс может быть символьным(текстовым) и графическим.
Функция распределения ресурсов необходима для операционных систем, которые должны обеспечивать одновременную работу оперативного запоминающего устройства, нескольких программ и ряда периферийных устройств.
Если система состоит из одного процессора, то одновременное выполнение нескольких программ сводится к дефрагментации каждой программы и своевременной подаче фрагментов на соответствующие устройства. Формулируется режим пакетной обработки, создается пакет задач, в исполнение которого пользователь не имеет права вмешиваться.
|
|
Например, совмещение пакета программ и режима реального времени – поезда в метро.
ПК поддерживают режимы работы: однопрограммный, однопользовательский, многопрограммный, многопользовательский, системы виртуальных машин (возможна одновременная работа нескольких операционных систем – необходим управитель).
§3 Операционные системы семейства DOS
Являются однозадачными, хотя возможна организация фоновой печати и размещение некоторой программной базы.
Свойства:
· возможность задания в качестве имен файлов образцов, что позволяет специализировать множество файлов вместо одного
· удобный и простой пользовательский интерфейс и легко обеспечиваемая поддержка командных файлов (позволяет создавать пользовательские макрокоманды)
· поддержка иерархической (древовидной) файловой структуры
· возможность обеспечения не только последовательного, но и прямого доступа к содержанию файлов
· интерпретация на логическом уровне устройств ввода-вывода как файлов, что унифицирует средства обмена информации с любыми устройствами и файлами
· наличие конвейеров (средств передачи вывода одной программы (команды) на вход другой) и возможность перенаправления ввода-вывода на уровни командного языка
· некоторые средства поддержки сетей вычислительных систем
· модульность структуры, которая упрощает перенос этой операционной системы на другие компьютеры
· небольшой объем оперативной и внешней памяти
· возможность создания в памяти виртуальных дисков
· возможность запуска фоновых задач
· поддержка национальных алфавитов и соглашений
Недостатки: отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа, жесткое ограничение на размер ОЗУ.
§4 Структура операционной системы
Операционная система включает в себя управляющие, обрабатывающие и вспомогательные программы. Управляющие – процессором, оперативной памятью, внешними устройствами, данными, задачами. Обрабатывающие – трансляторы, редакторы. Трансляторы – интерпретаторы (переводят тексты в коды вычислительных систем) и компиляторы (переводят тексты в готовом виде, создают модули и только потом можно решать).Вспомогательные – оболочки, утилиты, тестовые программы.
Программы, управляющие задачами – диспетчеры, обеспечивающие распределение ресурсов между программами.
Инструментальная операционная система должна позволять в определенной среде создавать, тестировать программы, и решать контрольные примеры. Обычно модули исходного текста имеют расширение.pag,.bag,.c,.f.
Исполнительные операционные системы устанавливаются на компьютеры в сфере производства и управляют технологическими процессами. Их задача – обеспечить выполнение программ в заданных условиях с заданными параметрами.
Сервисные операционные системы – дополняющие и расширяющие пользовательский интерфейс. По функциональному назначению делятся на интерфейсные, оболочки, утилиты (обслуживают программы, которые позволяют улучшить/облегчить режимы обслуживания вычислительных систем).
Интерфейсные системы – Windows, Deskview, EGW – используются совместно с DOS. Для работы с UNIX разработаны Ten/Plus, Motif. Они поддерживают графический пользовательский интерфейс.
Все операционные системы – многооконные. Многооконность – экран динамически делится на несколько окон. При этом информация выводится в одно или несколько окон (Windows, Derive,PhotoShop). В целом они повышают уровень общения пользователя с операционной системой.
Недостатки: необходимость значительных объемов памяти, меньшая надежность функционирования.
|
|
Оболочки предоставляют пользователю дополнительные удобства, которые позволяют снизить профессиональный уровень пользователей, упростить знания общих действий. Но, независимо от этого, надо хорошо изучить возможности операционных систем.
Большинство оболочек обеспечивают работу с файлами и каталогами, быстрый поиск файлов, выдачу и смену характеристик файлов, выдачу содержимого каталога в определенном порядке, выдачу части каталога (фильтрация), сравнение содержимого каталогов, выдачу файловой структуры в виде дерева, манипулирование каталогом, просмотр всех текстовых файлов и файлов специального формата, редактирование текстовых файлов, создание пользовательского меню для упрощения запуска часто используемых системных и прикладных программ, выдача сведений о размещении информации на дисках и об ОЗУ, обеспечение доступа к пользовательскому интерфейсу для запуска программ, освобождение большей части занимаемой памяти при запуске программы и автоматическое восстановление оболочки.
Наиболее широко распространенные оболочки – Northon Commander, PCShell. PCShell имеет аверлойную структуру и требует постоянного присутствия своего диска в дисководе.
Сетевая версия оболочки – Landirector.
Имеются специализированные оболочки, которые предназначены для определенных функций (IDCShell для архивации файлов).
Утилиты предоставляют услуги, реализация которых потребовала бы реализации специальных программ. Основные функции:
· обслуживание дисков (форматирование с возможным восстановлением информации, обеспечение сохранения информации)
· обеспечение сохранения и восстановления системной информации
· восстановление ошибочно удаленных
· низкоуровневое редактирование информации
· дефрагментация (упорядочение данных)
· затирание конфиденциальной информации
· создание и обновление архивов
· предоставление пользователю информации о ресурсах компьютера
· шифрование информации
· защита от вирусов
· вычислительные работы
|
|
Утилиты архивации создают резервные копии файлов в архиве. Текст можно сжать в 3 раза, графику – на 10%.