Меню
Бесплатно
Регистрация
Главная  /  Прошивка  /  Операционная система ее общая характеристика. Список операционных систем: особенности, характеристики и отзывы

Операционная система ее общая характеристика. Список операционных систем: особенности, характеристики и отзывы

Год за годом происходит эволюция структуры и возможностей операционных систем. В последнее время в состав новых операционных систем и новых версий уже существующих операционных систем вошли некоторые структурные элементы, которые внесли большие изменения в природу этих систем. Современные операционные системы отвечают требованиям постоянно развивающегося аппаратного и программного обеспечения. Они способны управлять работой многопроцессорных систем, работающих быстрее обычных машин, высокоскоростных сетевых приспособлений и разнообразных запоминающих устройств, число которых постоянно увеличивается. Из приложений, оказавших влияние на устройство операционных систем, следует отметить мультимедийные приложения, средства доступа к Internet, а также модель клиент/сервер.

Неуклонный рост требований к операционным системам приводит не только к улучшению их архитектуры, но и к возникновению новых способов их организации. В экспериментальных и коммерческих операционных системах были опробованы самые разнообразные подходы и структурные элементы, большинство из которых можно объединить в следующие категории.

  • - Архитектура микроядра.
  • - Многопоточность.
  • - Симметричная многопроцессорность.
  • - Распределенные операционные системы.
  • - Объектно-ориентированный дизайн.

Отличительной особенностью большинства операционных систем на сегодняшний день является большое монолитное ядро. Ядро операционной системы обеспечивает большинство ее возможностей, включая планирование, работу с файловой системой, сетевые функции, работу драйверов различных устройств, управление памятью и многие другие. Обычно монолитное ядро реализуется как единый процесс, все элементы которого используют одно и то же адресное пространство. В архитектуре микроядра ядру отводится лишь несколько самых важных функций, в число которых входят работа с адресными пространствами, обеспечение взаимодействия между процессами (interprocesscommunication -- IPC) и основное планирование. Работу других сервисов операционной системы обеспечивают процессы, которые иногда называют серверами. Эти процессы запускаются в пользовательском режиме и микроядро работает с ними так же, как и с другими приложениями.

Такой подход позволяет разделить задачу разработки операционной системы на разработку ядра и разработку сервера. Серверы можно настраивать для требований конкретных приложений или среды.

Выделение в структуре системы микроядра упрощает реализацию системы, обеспечивает ее гибкость, а также хорошо вписывается в распределенную среду.

Многопоточность (multithreading) -- это технология, при которой процесс, выполняющий приложение, разделяется на несколько одновременно выполняемых потоков. Ниже приведены основные различия между потоком и процессом.

Поток: Диспетчеризуемая единица работы, включающая контекст процессора (куда входит содержимое программного счетчика и указателя вершины стека), а также свою собственную область стека (для организации вызова подпрограмм и хранения локальных данных). Команды потока выполняются последовательно; поток может быть прерван при переключении процессора на обработку другого потока.

Процесс: Набор из одного или нескольких потоков, а также связанных с этими потоками системных ресурсов (таких, как область памяти, в которую входят код и данные, открытые файлы, различные устройства). Эта концепция очень близка концепции выполняющейся программы. Разбивая приложение на несколько потоков, программист получает все преимущества модульности приложения и возможность управления связанными с приложением временными событиями.

Многопоточность оказывается весьма полезной для приложений, выполняющих несколько независимых заданий, которые не требуют последовательного исполнения. В качестве примера такого приложения можно привести сервер базы данных, который одновременно принимает и обрабатывает несколько запросов клиентов. Если в пределах одного и того же процесса обрабатываются несколько потоков, то при переключении между различными потоками непроизводительный расход ресурсов процессора меньше, чем при переключении между разными процессами. Кроме того, потоки полезны при описанном в последующих главах структурировании процессов, которые являются частью ядра операционной системы.

До недавнего времени все персональные компьютеры, рассчитанные на одного пользователя, и рабочие станции содержали один виртуальный микропроцессор общего назначения. В результате постоянного повышения требований к производительности и понижения стоимости микропроцессоров производители перешли к выпуску компьютеров с несколькими процессорами.

Для повышения эффективности и надежности используется технология симметричной многопроцессорности (symmetricmultiprocessing -- SMP).

Этот термин относится к архитектуре аппаратного обеспечения компьютера, а также к образу действий операционной системы, соответствующему этой архитектурной особенности. Симметричную многопроцессорность можно определить как автономную компьютерную систему со следующими характеристиками.

  • - В системе имеется несколько процессоров.
  • - Эти процессоры, соединенные между собой коммуникационной шиной или какой-нибудь другой схемой, совместно используют одну и ту же основную память и одни и те же устройства ввода-вывода.
  • - Все процессоры могут выполнять одни и те же функции (отсюда название симметричная обработка).

Операционная система, работающая в системе с симметричной многопроцессорностью, распределяет процессы или потоки между всеми процессорами. У многопроцессорных систем есть несколько потенциальных преимуществ по сравнению с однопроцессорными, в число которых входят следующие.

Производительность. Если задание, которое должен выполнить компьютер, можно организовать так, что какие-то части этого задания будут выполняться параллельно, это приведет к повышению производительности по сравнению с однопроцессорной системой с процессором того же типа. Сформулированное выше положение проиллюстрировано на рис. 2.12. В многозадачном режиме в один и тот же момент времени может выполняться только один процесс, тогда как остальные процессы вынуждены ожидать своей очереди. В многопроцессорной системе могут выполняться одновременно несколько процессов, причем каждый из них будет работать на отдельном процессоре.

Надежность. При симметричной мультипроцессорной обработке отказ одного из процессоров не приведет к остановке машины, потому что все процессоры могут выполнять одни и те же функции. После такого сбоя система продолжит свою работу, хотя производительность ее несколько снизится.

Наращивание. Добавляя в систему дополнительные процессоры, пользователь может повысить ее производительность.

Масштабируемость. Производители могут предлагать свои продукты в различных, различающихся ценой и производительностью, конфигурациях, предназначенных для работы с разным количеством процессоров.

Важно отметить, что перечисленные выше преимущества являются скорее потенциальными, чем гарантированными. Чтобы надлежащим образом реализовать потенциал, заключенный в многопроцессорных вычислительных системах, операционная система должна предоставлять адекватный набор инструментов и возможностей.

Рисунок 4 Многозадачность и многопроцессорность

Часто можно встретить совместное обсуждение многопоточности и многопроцессорности, однако эти два понятия являются независимыми. Многопоточность -- полезная концепция для структурирования процессов приложений и ядра даже на машине с одним процессором. С другой стороны, многопроцессорная система может обладать преимуществами по сравнению с однопроцессорной, даже если процессы не разделены на несколько потоков, потому что в такой системе можно запустить несколько процессов одновременно. Однако обе эти возможности хорошо согласуются между собой, а их совместное использование может дать заметный эффект.

Заманчивой особенностью многопроцессорных систем является то, что наличие нескольких процессоров прозрачно для пользователя -- за распределение потоков между процессорами и за синхронизацию разных процессов отвечает операционная система. В этой книге рассматриваются механизмы планирования и синхронизации, которые используются, чтобы все процессы и процессоры были видны пользователю в виде единой системы. Другая задача более высокого уровня -- представление в виде единой системы кластера из нескольких отдельных компьютеров. В этом случае мы имеем дело с набором компьютеров, каждый из которых обладает своей собственной основной и вторичной памятью и своими модулями ввода-вывода. Распределенная операционная система создает видимость единого пространства основной и вторичной памяти, а также единой файловой системы. Хотя популярность кластеров неуклонно возрастает и на рынке появляется все больше кластерных продуктов, современные распределенные операционные системы все еще отстают в развитии отодно- и многопроцессорных систем. С подобными системами вы познакомитесь в шестой части книги.

Одним из последних новшеств в устройстве операционных систем стало использование объектно-ориентированных технологий. Объектно-ориентированный дизайн помогает навести порядок в процессе добавления к основному небольшому ядру дополнительных модулей. На уровне операционной системы объектно-ориентированная структура позволяет программистам настраивать операционную систему, не нарушая ее целостности. Кроме того, этот подход облегчает разработку распределенных инструментов и полноценных распределенных операционных систем.

Для определения операционных характеристик прежде всего составляют матрицу решений, которая основывается на исследовании когорты пациентов, состоящую из двух групп - здоровых и больных с точно выверенным (референтным) диагнозом заболевания (табл.

Таблица 9.1.

Матрица решений для вычислений операционных характеристик методов диагностики

К операционным характеристикам метода диагностики относятся:

1. чувствительность (Se , sensitivity),

2. специфичность (Sp , specificity),

3. точность (Ac, accuracy),или эффективность диагностики

4. прогностичность положительного результата (+VP, positive predictive value),

5. прогностичность отрицательного результата (-VP, negative predictive value).

Некоторые из вышеперечисленных критериев информативности лучевой диагностики непостоянны. Они зависят от распространенности заболевания, или преваленса.

Преваленс (Ps) - это вероятность определенного заболевания, или проще, его частота встречаемости среди изучаемой группы людей (когорты) или популяции в целом. От преваленса следует отличать инцидент (In) - вероятность нового заболевания в рассматриваемой группе людей за определенный промежуток времени, чаще за один год.

Чувствительность (Se) - это пропорция правильных положительных результатов теста среди всех больных. Определяется по формуле:

где Se - чувствительность, TP - верно положительные случаи, D+ - число пациентов с наличием заболевания.

Чувствительность априори показывает, какова будет доля больных, у которых данное исследование даст положительный результат. Чем выше чувствительность теста, тем чаще с его помощью будет выявляться заболевание, тем, следовательно, он более эффективен. В то же время, если такой высокочувствительный тест оказывается отрицательным, то наличие заболевания маловероятно. Поэтому их следует применять для исключения заболеваний. В силу этого высокочувствительные тесты нередко именуют идентификаторами.

ся сузить круг предполагаемых заболеваний. Необходимо также отметить, что высокочувствительный тест дает много «ложных тревог», что требует дополнительных финансовых затрат на дальнейшее обследование.

Специфичность (Sp) - это пропорция правильных отрицательных результатов теста среди здоровых пациентов. Данный показатель определяется по формуле

где Sp - специфичность, TN - истинно отрицательные случаи, D- - здоровые пациенты.

Определив специфичность, можно априори предполагать, какова доля здоровых лиц, у которых это исследование даст отрицательный результат. Чем выше специфичность метода, тем надежнее с его помощью подтверждается заболевание, тем, следовательно, он более эффективен. Высокоспецифичные тесты называются в диагностике дискриминаторами. Высокоспецифичные методы эффективны на втором этапе диагностики, когда круг предполагаемых заболеваний сужен и необходимо с большой уверенностью доказать наличие болезни. Отрицательным фактором высокоспецифичного теста является тот факт, что его использование сопровождается весьма значительным числом пропусков заболевания.

Из сказанного следует очень важный практический вывод, который состоит в том, что в медицинской диагностике желателен тест, который был бы априори как высокоспецифичен, так и высокочувствителен. Однако в реальности этого достичь нельзя, так как повышение чувствительности теста неизбежно будет сопровождаться потерей его специфичности и, наоборот, повышение специфичности теста сопряжено со снижением его чувствительности. Отсюда следует вывод: чтобы создать оптимальную диагностическую систему, нужно найти компромисс между показателями чувствительности и специфичности, при которых финансовые затраты на обследование будут оптимально отражать баланс между рисками «ложных тревог» и пропуска заболеваний.

Точность (Ac), или информативность диагностического теста. - это пропорция правильных результатов теста среди всех обследованных пациентов. Она определяется по формуле:

где Ac - точность, TP - истинно положительные решения, TN - истинно отрицательные решения, D+ - все здоровые пациенты, D- - все больные пациенты.

Точность, таким образом, отражает, сколько всего правильных ответов получено в результате испытаний данного теста.

Для правильного понимания диагностической эффективности методов важную роль играют критерии апостериорной вероятности - прогностичность положительного и отрицательного результатов. Именно эти критерии показывают, какова вероятность заболевания (или его отсутствия) при известном результате исследования. Нетрудно видеть, что апостериорные показатели имеют большее значение, чем априорные.

Прогностичность положительного результата (+VP) - это пропорция правильно положительных случаев среди всех положительных значений теста. Данный показатель определяется по формуле

где +PV - прогностичность положительного результата, TP - истинно положительные случаи, FN - ложноотрицательные случаи.

Прогностичность положительного результата, таким образом, напрямую показывает, насколько велика вероятность болезни при положительных результатах диагностического исследования.

Прогностичность отрицательного результата (-VP) - это пропорция верно отрицательных случаев среди всех отрицательных решений. Критерий определяется по формуле

где -PV - прогностичность отрицательного результата, TN - истинно отрицательные случаи, FP - ложноположительные случаи.

Данный показатель, таким образом, показывает, насколько велика вероятность того, что пациент здоров, если результаты лучевого исследования отрицательные.

Поясним методику расчета операционных характеристик диагностического теста на следующем примере.

Предположим, разрабатывается новый метод цифровой флюорографии. Следует дать оценку его информативности в диагностике заболеваний легких. Для этой цели подбираются больные с безупречно и точно установленным диагнозом этого заболевания. Допустим, всего подобрано по 100 пациентов каждой группы, т.е. составлены две когорты наблюдений. В первой группе больных туберкулезом флюорографический тест оказался положительным у 88 пациентов, а у 12 человек он был отрицательный. Из второй группы пациентов здоровыми признаны 94 человека, у 6 пациентов возникло подозрение на туберкулез, и они отправлены на дальнейшее обследование. На основании полученных данных составляется матрица решений (табл.9.2).

Таблица 9.2

Распределение пациентов по наличию у них заболевания и результатам теста

Результаты вычислений по данным, изложенным в таблице, позволяет определить диагностическую информативность, т. е. определить чувствительность (Se), специфичность (Sp), точность (Ac), вероятность положительного (+VP) и отрицательного ответов (-VP):

Таким образом, операционные характеристики этого метода будут выглядеть следующим образом: чувствительность - 88%, специфичность - 96%, точность - 92%, прогностичность положительного результата - 96%, прогностичность отрицательного результата - 89%.

Если такие операционные характеристики тестов, как чувствительность, специфичность и точность существенно не зависят от частоты заболевания, то прогностичность результатов, как положительного, так и отрицательного, напрямую связана с прева- ленсом. Чем выше преваленс заболевания, тем выше прогностич- ность положительного результата и ниже прогностичность отрицательного теста. И действительно, хорошо известен тот факт, что гипердиагностика у врача, работающего в специализированном стационаре, всегда выше, чем у того же врача, работающего в поликлинике общего профиля. Естественно, подразумевается, что квалификация обоих специалистов равнозначна.

Существует взаимное влияние характеристик лучевых тестов. Так, чем выше чувствительность лучевого метода, тем выше прогностическая ценность его отрицательного результата. Про- гностичность положительного результата лучевого исследования в основном зависит от его специфичности. Низкоспецифичные методы сопровождаются возникновением большого числа ложноположительных решений. Это приводит к снижению прогностич- ности положительных результатов лучевого исследования.

Перечисленные выше критерии информативности диагностики базируются на принципах дихотомических решений: «да» - «нет», «норма» - «патология». Однако хорошо известно, что в практической работе врача не всегда удается классифицировать получаемые данные по подобной схеме. В ряде случаев у специалиста возможны и другие заключения, такие как, например, «наиболее вероятно, заболевание имеется» или «наиболее вероятно, заболевание отсутствует». Подобные нюансы в принятии врачебных заключений отражают другие характеристики информативности - отношения правдоподобия (likelihood ratio).

Отношение правдоподобия положительного результата (+Lr) показывает, во сколько раз вероятность получения положительного результата выше у больных, чем у здоровых. Соответствующим

образом, отношение правдоподобия отрицательного результата (-Lr) показывает, во сколько раз вероятность получения отрицательного результата у здоровых пациентов выше по сравнению с больными. Эти критерии информативности диагностики определяются, исходя из представленной выше таблицы, по следующим формулам:

Во врачебной практике весьма часто приходится применять несколько диагностических методов. Использование нескольких лучевых исследований может выполняться двумя вариантами: параллельно и последовательно.

Параллельное использование тестов часто применяется в диагностике неотложных состояний больного, т.е. в тех случаях, когда в короткий срок необходимо провести максимально охватывающий объем диагностических процедур. Параллельное применение тестов обеспечивает их большую чувствительность, а, следовательно, и более высокую прогностическую ценность отрицательного результата. Вместе с тем, снижается специфичность и прогностическая ценность положительного результата.

Последовательное применение тестов выполняют при уточнении диагноза, для детализации состояния больного и характера патологического процесса. При последовательном применении диагностических тестов снижаются чувствительность и прогностическая ценность отрицательных результатов исследования, но вместе с тем повышаются специфичность и прогностическая ценность положительного результата.

Таким образом, комбинация различных методик исследования, изменение порядка их выполнения меняют совокупность операционных характеристик каждого теста в отдельности и общую про- гностичность их результатов. Из сказанного следует важный вывод доказательной медицины: прогностические характеристики любого теста нельзя автоматически, без учета преваленса и ряда других обстоятельств, переносить на все лечебные учреждения.

Давая оценку диагностической эффективности метода исследования, обычно указывают на общее количество ошибочных заключений: чем их меньше, тем эффективнее метод. Однако, как уже отмечалось, одновременно уменьшить количество ложно положительных и ложно отрицательных ошибок нереально, поскольку они связаны между собой. Кроме того, принято считать, что ошибки первого типа - ложно положительные - не так опасны, как ошибки второго типа - ложно отрицательные. Это особенно относится к выявлению инфекционных и онкологических заболеваний: пропустить болезнь во много раз опаснее, чем диагностировать ее у здорового человека.

В тех случаях, когда результаты диагностического исследования выражают количественно, их классифицируют на норму и патологию условно. Часть значений теста, принимаемых за норму, будет наблюдаться у больных, и, наоборот, в зоне патологии окажутся некоторые изменения у здоровых. Это и понятно: ведь граница между здоровьем и начальной стадией болезни всегда условна. И все же в практической работе, анализируя цифровые показатели диагностического исследования, врач вынужден принимать альтернативные решения: отнести данного пациента к группе здоровых либо больных. При этом он пользуется разделительным значением применяемого теста.

Изменение границы между нормой и патологией всегда сопровождается изменением операционных характеристик метода. Если к методу предъявляются более жесткие требования, т.е. граница между нормой и патологией устанавливается на высоких значениях теста, увеличивается число ложноотрицательных заключений (пропусков заболеваний), что приводит к повышению специфичности теста, но одновременно к снижению его чувствительности. Если целесообразно смягчить требования к тесту, границу между нормой и патологией сдвигают в сторону нормальных значений, что сопровождается увеличением числа ложноположительных заключений (ложных тревог) и одновременно уменьшением числа ложноотрицательных (пропусков заболеваний). При этом повышается чувствительность метода, но снижается его специфичность.

Таким образом, проводя диагностические исследования и оценивая их результаты количественно, врач всегда находится в условиях выбора: то жертвует чувствительностью, чтобы повысить специфичность, то, наоборот, отдает предпочтение специфичности за счет снижения чувствительности. Как правильно поступать в каждом конкретном случае, зависит от многих факторов: социальной значимости заболевания, его характера, состояния больного и, что не менее важно - от психологических особенностей личности врача.

Из изложенного следует важнейший для современной медицинской диагностики вывод. Количественный математический метод, каким бы совершенством ни отличались математический аппарат или технические средства, его результаты всегда имеет ограниченное, прикладное значение, подчиняясь логическому мышлению врача и соотносясь с конкретной клинической и социальной ситуацией.

Теория доказательной медицины показала, что разграничение групп пациентов по состоянию здоровья на норму и патологию условно и зависит от точки разделения этих состояний в зависимости от субъективных качеств исследователя - его решительности или осторожности, а также от других предпосылок - внешних и внутренних. На рис. 9.2 представлена система координат, отражающих принятие решений в медицине. Ось ординат является показателем заболеваемости, а ось абсцисс - принятия диагностических решений, т.е. . Обращает на себя внимание, что кривые Пуассоновского распределения, отражающая совокупность нормы и патологии, взаимно наслаиваются друг на друга. Это формирует графическое распределение правильных и ошибочных решений в диагностике - как положительных, так и отрицательных: точные попадания, пропуски, ложные тревоги.

Рис.9.2. Связь между результатами теста и критериями принятия решений. ИП - истинно положительные результаты,

ИО - истинно отрицательные, ЛП - ложной положительные, ЛО - ложно отрицательные

Точка X на оси принятия решений является точкой разделения результатов на положительные и отрицательные. Слева от этой оси находятся правильно отрицательные решения и пропуски заболевания, справа от оси - правильно положительные решения и ложные тревоги. Взаимоотношение этих показателей формирует графическое представление об операционных характеристиках метода исследования. На данную картину накладывается характерологические особенности личности врача. Если врач осторожный, ось принятия решений смещается влево, если решительный - вправо. Соответствующим образом меняется взаимоотношение операционных характеристик применяемого диагностического теста. Интервал d обозначает величину критерия распознавания заболевания.

Об операционной системе "Виндовс" знает каждый пользователь компьютера. На сегодня она считается самой распространенной, простой и удобной, ориентированной и на начинающего, и на "продвинутого" владельца. В этой статье мы предлагаем читателю кратко познакомиться со всеми операционными системами семейства Windows, начиная от самой первой и заканчивая самой современной. Представим основную информацию, отличительные характеристики версий.

О MS Windows

Windows - "Окна". Так на русский язык с английского переводится название популярной ОС.

MS Windows - название семейства проприетарных операционных семейств компании "Майкрософт", которые ориентированы на использование графического интерфейса при управлении. Надо сказать, что первоначально "Окна" были лишь графической надстройкой для MS-DOS.

В августе 2014 года Net Application предприняла масштабное статистическое исследование. По его итогам было выявлено, что 89 % персональных компьютеров в мире работают с операционными системами семейства Windows. Согласитесь, значительный показатель.

Сегодня "Виндовс" функционирует на платформах x86, x86-64, IA-64 и ARM. Ранее существовали версии для DEC Alpha, MIPS, PowerPC и SPARC.

Развитие ОС

Первые версии операционных систем семейства Windows, как мы уже говорили, не были полноценными ОС. Это настойки к MS-DOS. Подобное многофункциональное расширение прибавляло новые режимы работы процессора, поддержку многозадачных операций, стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения компьютера, единообразные программы для пользователей. Эта характеристика касается следующих версий:

Новый этап развития - семейства Windows 9x: 95 и 98, 2000, МЕ.

Современный шаг развития приходится на 2001-2016 гг. Его начало считается выпуск двух версий популярной "Виндовс ХР" - корпоративной и "домашней". Затем были представлены версии "Виста", 7, 8, 10.

Рассмотрим каждую вариацию ОС подробнее.

Windows 1.0

Раскроем особенности операционной системы семейства Windows. Данная версия являлась графическим интерфейсом пользователя "Майкрософт" для ОС MS-DOS. Тут использовался принцип фреймового менеджера окон. Помогал диалогу с операционной системой, унифицировал внешний вид программ, оптимизировал работу с периферийными аппаратами.

Билл Гейтс официально анонсировал разработку в 1983 году в Нью-Йорке. Над созданием Windows 1.0 трудились 24 ученых. В розничную продажу интерфейс поступил спустя два года - в 1985-ом. В США тогда продукт стоил 99 долларов, а в Германии - 399 марок.

Один из самых существенных минусов разработки: для ее использования требовалось приобретение дорогостоящих комплектующих - новой модели процессора, мыши, объемной памяти для компьютера.

Windows 2.0

Это пополнение семейства операционных систем MS Windows увидело свет в 1987 году. Его отличали новые характеристики и возможности:

  • Использование скоростного процессора Intel 286.
  • Возможности для расширения памяти и взаимодействия приложений с применением DDE.
  • Применение сочетаний "горячих клавиш".
  • Использование многооконной среды.
  • Собственный API-код.

Несмотря на все вышеперечисленное, данная операционная система не стала широко распространенной, хотя находились разработчики, писавшие под нее программы. Ее существенные минусы: слабая аппаратная часть, большие программные ограничения.

Windows 3.0

Главная характеристика операционной системы семейства Windows: это первый продукт, действительно получивший массовое распространение. Его выпуск начался в 1990 году. Объяснялось тем, что ОС устанавливалась производителями на продаваемые компьютеры.

Файловая оболочка MS-DOS в этой версии была заменена "Диспетчером программ". Использовалась также собственная надстройка: "Диспетчер файлов", применяющийся для навигации по диску.

Можно выделить и внешнее оформление. Интерфейс был псевдотрехмерным: это достигалась расширенной цветовой палитрой VGA. В этой версии уже была полнофункциональная "Панель управления". Она позволяла оперировать настройками системы и открывала совершенно новую возможность - использование изображения в качестве подложки рабочего стола.

Система помощи пользователю была организована с применением языка HTML, уже содержала в себе гиперссылки. Расширенным был и набор сопутствующего программного обеспечения:

  • Текстовой редактор Wordpad.
  • Графический редактор Paintbrush.
  • Игры "Пасьянс-свободные ячейки", "Пасьянс-косынка", "Сапер".
  • Иные утилиты.

Поддерживалось несколько режимов памяти: 16- и 32-разрядный. По словам пользователей, в плане удобства работы ОС была на равных с современными ей продуктами Apple Macintosh.

Windows 3.1

Какое достоинство операционной системы семейства Microsoft Windows версии 3.1? Это первая ОС от корпорации, имеющая поддержку русского языка, отчего получившая широкое распространение в России.

Вышла на рынок в 1992 году. Каких-то отличительных черт тут нет - 3.1 была улучшенной версией предыдущего выпуска. Добавили расширенные настройки рабочей среды, улучшили графический интерфейс, исправили ошибки и повысили стабильность работы.

Windows 95

Кодовое название этой графической операционной системы семейства Windows - "Чикаго". Она была выпущена в августе 1995 года (версия для России представлена в ноябре того же года).

В основном предназначалась для домашних компьютеров. Была гибридной: поддерживала 16- и 32-разрядные системы. Именно здесь появился рабочий стол с привычными нам значками, панели задач и "фирменное" меню "Пуск".

Windows 98

Официальный выпуск (после бета-тестирования) этой версии пришелся на 1998 год. Перечислим основные возможности, характеристику операционной системы семейства Windows:

  • Улучшенная поддержка AGP.
  • Доработанные драйверы для USB.
  • Поддержка работы системы с несколькими мониторами.
  • Первый браузер Internet Explorer.
  • Поддержка Web TV.

В 1999 году была выпущена обновленная версия ОС. Ее отличал более усовершенствованный браузер, добавление поддержки DVD.

Windows 2000 и МЕ

Версия была выпущена, соответственно, в 2000 году. Ее характеризовало следующее:

  • Обновленный интерфейс.
  • Поддержка службы каталогов Active Directory.
  • Файловая система стандарта NTFS 3.0.
  • Служба IIS, представленная в версии 5.0.

В том же 2000-м вышла новая версия системы - Windows ME (Millennium Edition). Кратко представим, чем же она отличалась:

  • Улучшение работы с мультимедийными средствами.
  • Возможность записи как аудио-, так и видеоконференций.
  • Появление средств для восстановления информации после сбоев системы.
  • Отсутствие реального режима от MS-DOS.

Windows XP и Vista

ХР - самая популярная операционная система из группы "Виндовс". Имела версию как для домашних, так и для корпоративных компьютеров. Ключевые добавления:

  • Улучшенный графический интерфейс.
  • Быстрая смена "юзеров".
  • Возможности удаленного управления ПК.
  • Улучшение возможностей восстановления системы.

В 2003 году увидел свет серверный вариант ОС - Windows Server 2003. По словам его разработчиков, здесь было уделено большое внимание безопасности системы. В 2006 году появилась версия ХР для маломощных ПК под названием Windows Fundamentals for Legacy PCs (FLP).

В 2006 году корпоративным клиентам была представлена "Виста". Рядовые пользователи смогли приобрести ее "домашнюю" версию только в 2007 году. "Висту" отличало следующее:

  • Новые возможности по управлению пользовательским интерфейсом.
  • Обновленная подсистема управления памятью, ввода-вывода.
  • Появление режима "гибернации".
  • Улучшение возможностей безопасности.

Windows 7

Эта операционная система от "Виндовс" появилась на прилавках магазинов в 2007 году. Давайте посмотрим на ее отличительные характеристики:

  • Поддержка "Юникод 5.1".
  • Возможность мультитач-управления.
  • Появление 50 новых шрифтов вдобавок к доработанным стандартным.
  • Поддержка псевдонимов папок на внутреннем уровне.
  • Тесная интеграция с изготовителями драйверов.
  • Совместимость с рядом старых приложений, чей запуск был невозможен на "Виста".
  • Новый интерфейс стандартного мультимедиа-проигрывателя.
  • Поддержка нескольких мониторов, расширений мультимедиа, возможность воспроизведения аудиофайлов с низкими задержками.

Windows 8

Данная версия появилась в продаже в 2012 году. По статистике, находится на втором месте по распространенности в мире (после 7-й версии).

Нововведения тут следующие:

  • Вход в систему при помощи учетной записи "Майкрософт".
  • Два новых метода для аутентификации пользователя.
  • Появления магазина приложений для ОС.
  • Новая версия интернет-браузера: в настольном и сенсорном варианте.
  • Возможность восстановления и сброса системы.
  • Новый "Диспетчер задач".
  • Появление опции "Семейная безопасность".
  • Новая панель управления, изменение экрана приветствия.
  • Усовершенствованная система поиска.
  • Удобное переключение раскладок клавиатуры.

Windows 10

Новейшая на сегодня версия операционной системы вышла в свет в июле 2015 года. Вот ее ключевые отличия от предыдущих:

  • Модификация меню "Пуск": представлено в виде настраиваемых пользователем плиток.
  • Изменение размера "Пуска".
  • Новые возможности использования магазина приложений.
  • Появление "Центра уведомлений".
  • Обновленный календарь, часы, батарейный индикатор (для ноутбуков).
  • Современные окна с новой анимацией.
  • Обновленные интерфейсы приветствия и блокировки.

На этом заканчивается наш обзор операционных систем "Виндовс". Возможно, уже в ближайшем будущем список дополнится новой версией.

Операционная система (ОС) – это комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами ЭВМ и процессами, которые используют эти ресурсы при вычислениях. Процесс – это последовательность действий, предписанных программой. Ресурс – это любой логический или аппаратный компонент ЭВМ. Основными ресурсами являются процессорное время и оперативная память. Ресурсы могут принадлежать одной или нескольким внешним ЭВМ, к которым операционная система обращается, используя вычислительную сеть.

Управление ресурсом состоит из двух функций: упрощение доступа к ресурсу и распределение ресурсов между конкурирующими за них процессами. Для решения первой задачи операционные системы поддерживают пользовательский и программный интерфейсы . Для решения второй операционные системы используют различные алгоритмы управления виртуальной памятью и процессором.

Операционные системы характеризуются основными признаками:

· количеством пользователей, одновременно обслуживаемых системой (однопользовательские и многопользовательские);

· числом одновременно выполняемых процессов (однозадачные и многозадачные);

· типом используемой вычислительной системы (однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые, распределённые).

Пример. Операционная система Windows98 является многозадачной, ОС Linux – многопользовательской, MS-DOS однозадачной и, следовательно, однопользовательской. Операционные системы Windows NT и Linux могут поддерживать многопроцессорные ЭВМ. Операционная система Novell NetWare является сетевой, встроенные сетевые средства имеют также Windows NT и Linux.

Пользовательский и программный интерфейсы. Для упрощения доступа к ресурсам ЭВМ операционные системы поддерживают пользовательский и программный интерфейсы. Пользовательский интерфейс – это набор команд и сервисных услуг, которые упрощают пользователю работу с ЭВМ. Программный интерфейс – это набор процедур, которые упрощают для программиста управление ЭВМ.


Рис. 1. Интерфейсы операционной системы

Пример. ОС Windows предоставляет пользователю графический интерфейс, который представляет собой (с точки зрения пользователя) набор правил для наглядного управления ЭВМ. Кроме основного графического интерфейса пользователю предоставляется также командный интерфейс, то есть набор команд определённого формата. Для этого в системном меню имеется пункт «Выполнить». Набор системных функций в Windows носит название API (Application Programming Interface). В этом наборе имеются более тысячи процедур для решения разных системных задач. В операционной системе Linux также имеются две возможности для управления ЭВМ, но, как правило, предпочтение отдаётся командам.

Процессорное время и организация памяти. Для организации многозадачного режима ОС должна некоторым образом распределять время работы процессора между одновременно работающими программами. Обычно используется так называемый вытесняющий режим многозадачной работы. При вытесняющем режиме каждая программа непрерывно работает в течение строго определённого промежутка времени (кванта времени), по истечении которого процессор переключается на другую программу. Так как квант времени очень небольшой, то при достаточной производительности процессора создаётся иллюзия одновременной работы всех программ.

Одной из главных задач операционной системы является управление памятью. Когда основной памяти не хватает, все данные, которые не используются в данный момент, записываются в особый файл подкачки. Память, представленная файлом подкачки, называется внешней страничной памятью . Совокупность основной и внешней страничной памяти называется виртуальной памятью . Однако для программиста виртуальная память выглядит как единое целое, то есть рассматривается как неупорядоченный набор байтов. В этом случае говорят, что используется линейная адресация памяти.

Пример. Операционные системы Windows и Linux используют линейную адресацию виртуальной памяти. В операционной системе MS-DOS использовалась нелинейная адресация основной памяти. Основная память имела сложную структуру, которую приходилось учитывать при программировании. Файлы подкачки системой MS-DOS не поддерживались.

Структура операционной системы. Современные ОС, как правило, имеют многоуровневое строение. Непосредственно с аппаратурой работает ядро операционной системы. Ядро – это программа или совокупность связанных программ, которые используют аппаратные особенности ЭВМ. Таким образом, ядро является машинно-зависимой частью операционной системы. Ядро определяет программный интерфейс. На втором уровне находятся стандартные программы операционной системы и оболочка, которые работают с ядром и предоставляют пользовательский интерфейс. Программы второго уровня стараются делать машинно-независимыми. В идеале замена ядра равнозначна замене версии операционной системы.


Рис. 2. Уровни операционной системы Linux

Файловая система. Любые данные хранятся во внешней памяти ЭВМ в виде файлов. Файлами нужно управлять: создавать, удалять, копировать, изменять и др. Такие средства пользователю в виде пользовательского и программного интерфейсов предоставляет ОС. Способ организации файлов и управления ими называется файловой системой . Файловая система определяет, например, какие символы могут использоваться для имени файла, каков максимальный размер файла, каково имя корневого каталога и др. Способ организации файлов влияет на скорость доступа к нужному файлу, на безопасность хранения файлов и др.

Одна и та же ОС может работать одновременно с несколькими файловыми системами. Как правило, функции файловой системы реализуются средствами ядра операционной системы.

Пример. Для ПЭВМ используется несколько видов файловых систем:

FAT16 – используется в ОС Windows95, OS\2, MS-DOS;

FAT32 и VFAT – используется в ОС Windows95;

NTFS – используется в ОС Windows NT;

HPFS – используется в ОС OS\2;

Linux Native, Linux Swap – используются в ОС Linux.

Файловая система FAT наиболее просто устроена. Имя корневого каталога имеет всегда вид: А:\, В:\, С:\ и т.д. Имя файла состоит из трёх частей: путь, собственно имя, расширение. Путь – это имя каталога, в котором файл расположен. Расширение указывает на тип файла. Например, полное имя файла C:\Windows\System\gdi.exe, путь - C:\Windows\System\, расширение – exe, собственно имя - gdi. Согласно правилам FAT собственно имя файла может содержать от 1 до 8 символов, а расширение имени, отделяемое от имени точкой – до 3-х. При именовании файлов прописные и строчные буквы не различаются. Полное имя файла включает в себя наименование логического устройства, на котором находится файл и имя каталога, в котором файл расположен. Система хранит информацию о размере файла и дате его создания.

По организации данных VFAT напоминает FAT. Однако она позволяет использовать длинные имена файлов: имена до 255 символов, полные имена до 260. Система позволяет хранить также дату последнего доступа к файлу, что создаёт дополнительные возможности для борьбы с вирусами.

Файловая система может быть реализована в виде драйвера, с которым через операционную систему общаются все программы, читающие или записывающие информацию на внешние устройства. Файловая система может включать в себя средства безопасности хранения информации. Например, файловая система NTFS имеет средства автоматического исправления ошибок и замены дефектных секторов. Специальный механизм отслеживает и фиксирует все действия, выполняемые над магнитными дисками, поэтому в случае сбоя целостность информации восстанавливается автоматически. Кроме этого, файловая система может иметь средства защиты информации от несанкционированного доступа.

Модель «клиент-сервер». Важной особенностью современных операционных систем является то, что в основу взаимодействия прикладной программы и ОС заложена модель «клиент-сервер». Все обращения пользовательской программы (клиента) к ОС обрабатываются специальной программой (сервером). При этом используется механизм, аналогичный вызову удаленной процедуры, что позволяет легко перейти от взаимодействия между процессами в пределах одной ЭВМ к распределенной системе.

Технология «plug and play». Под технологией «plug and play» (PnP-технология) понимается способ взаимодействия между ОС и внешними устройствами. Операционная система проводит опрос всех периферийных устройств и должна получить от каждого устройства определённый ответ, из которого можно определить, какое устройство подключено и какой драйвер требуется для его нормальной работы. Цель использования данной технологии заключается в упрощении подключения новых внешних устройств. Пользователь должен быть избавлен от сложной работы по настройке внешнего устройства, требующей высокой квалификации.

Сервисные системы – программный продукт, изменяющий и дополняющий пользовательский и программный интерфейсы ОС. Сервисные системы различаются на операционные среды, оболочки и утилиты.

Операционная среда – система, изменяющая и дополняющая как пользовательский, так и программный интерфейс. Операционная среда создаёт для пользователя и прикладных программ иллюзию работы в полноценной ОС. Появление операционной среды обычно означает, что используемая операционная система не полностью удовлетворяет требованиям практики.

Рис. 3. Роль операционной среды

Защита информации – это очень большая проблема. В рамках работы ОС под защитой информации подразумевается в основном обеспечение целостности информации и защита от несанкционированного доступа. Обеспечение целостности возлагается в основном на файловую систему, а защита от несанкционированного доступа – на ядро. Обычным механизмом такой защиты является использование паролей и уровней привилегий. Для каждого пользователя определяются границы доступа к файлам и приоритетность его программ. Наивысший приоритет имеет системный администратор.

Сетевые средства и распределённые системы. Составной частью современных ОС являются средства, которые позволяют связываться через вычислительную сеть с приложениями, работающими на других ЭВМ. Для этого ОС решает в основном две задачи: обеспечение доступа к файлам на удалённых ЭВМ и возможность запуска программы на удалённой ЭВМ.

Первая задача наиболее естественно решается с помощью использования так называемой сетевой файловой системы , которая организует работу пользователя с удалёнными файлами так, как будто эти файлы находятся на магнитном диске самого пользователя.

Вторая задача решается с помощью механизма вызова удалённой процедуры , который реализуется средствами ядра и также скрывает от пользователя разницу между локальными и удалёнными программами.

Наличие средств для управления ресурсами удалённых ЭВМ, является основой для создания распределённых вычислительных систем. Распределённая вычислительная система – это совокупность нескольких связанных ЭВМ, работающих независимо, но выполняющих общее задание. Такую систему можно рассматривать как многопроцессорную.

Оболочка – система, изменяющая пользовательский интерфейс. Оболочка создаёт для пользователя интерфейс, отличный от такового самой операционной системы. Задача оболочки – упрощение некоторых общеупотребительных действий с операционной системой. Однако оболочка не заменит ОС, и потому пользователь-профессионал должен изучать также командный интерфейс самой ОС.

Утилиты имеют узкоспециализированное назначение и выполняют каждая свою функцию. Утилиты выполняются в среде соответствующих оболочек и предоставляют пользователям дополнительные услуги (в основном по обслуживанию дисков и файлов). Чаще всего это:

Обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т. д.);

Обслуживание файлов и каталогов (поиск, просмотр и т.д.);

Создание и обновление архивов;

Предоставление информации о ресурсах компьютера, о занятости дискового пространства, о распределении оперативной памяти между программами;

Печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

Защита от компьютерных вирусов.

Рис. 4. Роль оболочки ОС

Инструментальные системы – это программный продукт, обеспечивающий разработку информационно-программного обеспечения. К инструментальным системам относятся: системы программирования, системы быстрой разработки приложений и системы управления базами данных (СУБД).

Система программирования предназначена для разработки прикладных программ с помощью некоторого языка программирования. В её состав включаются:

· компилятор и/или интерпретатор;

· редактор связей;

· среда разработки;

· библиотека стандартных подпрограмм;

· документация.

Компилятор – это программа, выполняющая преобразование исходной программы в объектный модуль, то есть файл, состоящий из машинных команд. Интерпретатор – программа, непосредственно выполняющая инструкции языка программирования.

Редактор связей – это программа, которая собирает несколько объектных файлов в один исполняемый файл.

Интегрированная среда разработки – совокупность программ, включающая в себя текстовый редактор, средства управления файлами программного проекта, отладчик программ, которая автоматизирует весь процесс разработки программ.

Библиотека стандартных подпрограмм – набор объектных модулей, организованных в специальные файлы, которые предоставляются производителем системы программирования. В таких библиотеках имеются обычно подпрограммы ввода-вывода текста, стандартные математические функции, программы управления файлами. Объектные модули из стандартной библиотеки обычно автоматически подключаются редактором связей к пользовательским объектным модулям.

Рис. 5. Этапы разработки программ

Системы быстрой разработки приложений представляют собой развитие обычных систем программирования. В RAD-системах во многом автоматизирован сам процесс программирования. Программист не пишет сам текст программы, а с помощью некоторых наглядных манипуляций указывает системе, какие задачи должны выполняться программой. После чего RAD-система сама генерирует текст программы.

Система управления базами данных - это универсальное программное средство, предназначенное для организации хранения и обработки логически взаимосвязанных данных и обеспечения быстрого доступа к ним. Одной из важных возможностей ЭВМ является хранение и обработка больших объемов информации, причем на современных компьютерах происходит накопление не только текстовых и графических документов (рисунки, чертежи, фотографии, географические карты), но и Web-страниц глобальной сети Internet, звуковых и видео файлов. Создание баз данных обеспечивает интеграцию данных и возможность централизованного управления ими. В базы данных собирается информация, организованная по определённым правилам, которые предусматривают общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, для того, чтобы с ними могли работать различные пользователи и программы.

СУБД дают возможность программистам и системным аналитикам быстро разрабатывать более совершенные программные средства обработки данных, а конечным пользователям осуществлять непосредственное управление данными. СУБД должна обеспечивать пользователю поиск, модификацию и сохранность данных, оперативный доступ, защиту целостности данных от аппаратных сбоев и программных ошибок, разграничение прав и защиту от несанкционированного доступа, поддержку совместной работы нескольких пользователей с данными. Существуют универсальные системы управления базами данных, используемые для различных приложений. При настройке универсальных СУБД для конкретных приложений они должны обладать соответствующими средствами. Процесс настройки СУБД на конкретную область применения называется генерацией системы. К универсальным СУБД относятся, например системы Microsoft Access, Microsoft Visual FoxPro, Borland dBase, Borland Paradox, Oracle.

Телекоммуникационные технологии обработки данных. Важной особенностью многих ОС является способность их взаимодействия друг с другом, посредством сети, что позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом, как в рамках локальных вычислительных сетей (ЛВС), так и в глобальной сети Интернет.

Современные операционные системы, как вновь создаваемые, так и обновленные версии существующих, поддерживают полный набор протоколов для работы в локальных и глобальных компьютерных сетях. На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно. Производительность систем возрастает, а следовательно возрастают возможности обработки больших объёмов данных. Операционные системы класса MS-DOS уже не справляются с таким потоком данных и не могут целиком использовать ресурсы современных компьютеров. Поэтому она больше нигде широко не используется. Все стараются перейти на более совершенные ОС, какими являются Unix, Windows, Linux или Mac OS.

Если дать определение ОС словами пользователя, то операционную систему можно называть самой главной программой, которая загружается первой при включении компьютера и благодаря которой становится возможным общение между компьютером и человеком. Задача ОС - обеспечить удобство работы с компьютером для человека-пользователя. ОС управляет всеми подключенными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам. Кроме того, ОС - это своего рода буфер-передатчик между компьютерным железом и остальными программами, она принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и «переводит» их на понятный машине язык.

Получается, что каждая ОС состоит как минимум из трех обязательных частей:

Первая - ядро , командный интерпретатор , «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая - специализированные программки для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Такие программки называются драйверами - т. е. «водителями», управляющими. Сюда же относятся так называемые «системные библиотеки», используемые как самой операционной системой, так и входящими в ее состав программами.

И, наконец, третья часть - удобная оболочка, с которой общается пользователь - интерфейс . Своего рода красивая обертка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро. Сравнение с упаковкой удачно еще и потому, что именно на нее обращают внимание при выборе операционной системы, - о ядре же, главной части ОС, вспоминают уже потом. Поэтому такая нестабильная и ненадежная с точки зрения ядра ОС, как Windows 98/ME, и пользовалась таким сногсшибательным успехом - благодаря красивой обертке-интерфейсу.

Сегодня графический интерфейс - неизменный атрибут любой операционной системы, будь то Windows XP, Windows NT или Mac OS (операционная система для компьютеров Apple Macintosh). Операционные системы первых поколений имели не графический, а текстовый интерфейс, т. е. команды компьютеру отдавались не щелчком мышки по рисунку-пиктограмме, а с помощью введения команд с клавиатуры. Например, сегодня для запуска программы редактирования текстов Microsoft Word достаточно щелкнуть по значку этой программы на Рабочем Столе Windows. А раньше, при работе в ОС предыдущего поколения - DOS, необходимо было вводить команду типа

C:\WORD\word.exe mybook.doc.

ОС классифицируются по :

· количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские (предназначенные для обслуживания одного клиента) и многопользовательские (рассчитанные на работу с группой пользователей одновременно за различными терминалами). Примером первой может служить Windows 95/98, а второй - Windows NT. Для домашнего использования вам понадобится однопользовательская ОС, а для локальной сети офиса или предприятия нужна многопользовательская ОС;

· числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные , многозадачные. Однозадачные операционные системы (DOS) могут выполнять в одно и то же время не более одной задачи, а многозадачные ОС способны поддерживать параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, деля между ними мощность компьютера. Например, пользователь может вводить текст в документ Word, слушая музыку с любимого компакт-диска, а компьютер в это же время будет копировать файл из Интернет. В принципе число задач, которое может выполнять ваша ОС, не ограничено ничем, кроме мощности процессора и емкости оперативной памяти;

· количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные , многопроцессорные (поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи);

· разрядности кода операционной системы:

Ø 16-разрядные (DOS, Windows 3.1),

Ø 32-разрядные (Windows 95 - Windows XP),

Ø 64-разрядные (Windows Vista);

Разрядность ОС не может превышать разрядности процессора;

· типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные
(как, правило, графические);

· типу доступа пользователя к ЭВМ:

Ø с пакетной обработкой - из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности),

Ø с разделением времени - обеспечивается одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется ОС в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания),

Ø реального времени - обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами. ОС РВ в основном применяется в автоматизации таких областей, как добыча и транспортировка нефти и газа, управление технологическими процессами в металлургии и машиностроении, управление химическими процессами, водоснабжение, энергетика, управление роботами. Из них выгодно выделяется ОС РВ QNX своим полным набором инструментальных средств, к которым пользователь привык, работая с ОС семейства UNIX.

· типу использования ресурсов: сетевые, локальные . Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов. В большинстве случаев сетевые ОС устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов. Все остальные ОС будут считаться локальными и могут использоваться на любом персональном компьютере, подключенном к сети в качестве рабочей станции или клиента.

Наконец, еще деление - специализация , предназначение той или иной ОС. Ведь что бы там ни говорили отдельные руководители отдельной программной корпорации, универсальных операционных систем не существует. Одна более пригодна для работы в сети, другую выберут программисты, третью - домашние пользователи. Как показывает практика, знания одной ОС в наше время отнюдь не достаточно. В своей профессиональной работе вам наверняка придется столкнуться не только с Windows, но и с другими ОС - и готовиться к этому надо заранее.

Машинно-зависимыми свойствами ОС являются:

· обработка прерываний;

· планирование процессов;

· управление вводом-выводом;

· управление реальной памятью;

· управление виртуальной памятью.

Машинно-независимыми свойствами ОС являются:

· работа с файлами;

· способы планирования заданий пользователей;

· организация параллельной работы программ;

· распределение ресурсов;

· защита.

Основные критерии подхода при выборе операционной системы. Имеется большое количество ОС и пользователь должен определить, какая ОС лучше других (по тем или иным критериям). Чтобы выбрать ту или иную ОС, необходимо знать:

· на каких аппаратных платформах и с какой скоростью работает ОС;

· какое периферийное аппаратное обеспечение ОС поддерживает;

· как полно удовлетворяет ОС потребности пользователя, т.е. каковы функции системы;

· каков способ взаимодействия ОС с пользователем, т.е. насколько нагляден, удобен, понятен и привычен пользователю интерфейс;

· существуют ли информативные подсказки, встроенные справочники и т.д.;

· какова надежность системы, т.е. ее устойчивость к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д.;

· какие возможности предоставляет ОС для организации сетей;

· обеспечивает ли ОС совместимость с другими ОС;

· какие инструментальные средства имеет ОС для разработки прикладных программ;

· осуществляется ли в ОС поддержка различных национальных языков;

· какие известные пакеты прикладных программ можно использовать при работе с данной системой;

· как осуществляется в ОС защита информации и самой системы.

Информатика - Операционная система (ОС ) - Основные задачи ОС - Интерфейс пользователя - Характеристики, оболочки

Операционная система (ОС) - это совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратными ресурсами компьютера, поддержка выполнения программ, взаимодействие программ с аппаратной частью, другими программами и пользователем.

ОС является базовым ПО, без которого ЭВМ не может работать. Поэтому любой тип ЭВМ комплектуется ОС. Обычно имеется несколько разновидностей ОС, ориентированных на один и тот же тип ЭВМ. Основная часть ОС ядро загружается в оперативную память при включении компьютера и находится там постоянно в течение всего периода работы ЭВМ (т. е. резидентно).

Прикладные программы могут работать только в среде какой-либо операционной системы. Для каждой разновидности ОС разрабатывается свой набор прикладных программ (приложений).

Ситуация, когда программа, разработанная для одной операционной системы может выполняться в среде другой ОС непосредственно, встречается нечасто. Чаще программные продукты, ориентированные на какую-то конкретную ОС не могут функционировать в среде другой ОС (программная несовместимость).

Основное назначение операционной системы - это связь между программными продуктами и непосредственно "железом" компьютера. Операционная система делает программы в определенной степени независимыми от конкретной модификации машины и установленного на ней оборудования. Она также позволяет "сказать" пользователю, что он хочет от компьютера.

В операционной системе приняты некоторые соглашения и ограничения, действующие для того, чтобы она смогла "понять" желания пользователя. Диалог с операционной системой чем-то похож на разговор с глупым, непонятливым, но исполнительным слугой. Она понимает тебя только тогда, когда ты ей скажешь, где что лежит и что с этим надо делать, причем, если сказать это неточно, то она может сделать совсем другое или отказаться делать что-либо вообще.

Основные задачи ОС

1. поддержка работы программ; обеспечение их взаимодействия с аппаратной частью и друг с другом;

2. распределение ресурсов (процессорного времени, оперативной памяти, дискового пространства и т.п.); организация файловой системы (системы хранения данных на внешних носителях информации); учет использования ресурсов, управление видеосистемой;

3. обработка ошибочных ситуаций; защита информации;

4. поддержка возможности для пользователя управлять машиной с помощью специальных команд (обработка командного языка в процедурной среде) или воздействием на определённые объекты (кнопки и др. в объектно-ориентированной среде);

5. поддержка сети.

Интерфейс пользователя

Кроме управления ресурсами и поддержки работы программ ОС представляет пользователю возможность управлять компьютером в режиме диалога. Это происходит при помощи интерфейса пользователя.
Интерфейс пользователя - составляющая программного продукта, обеспечивающая диалоговое взаимодействие между программой и пользователем.

Простейшая разновидность ИП - интерфейс командной строки. Он предполагает управление компьютером посредством ввода команд с клавиатуры.

Ярким примером служит коммандная строка в MS-DOS:

C:\USERS\DIPLOM\> copy head.htm C:\USERS\BAKALAVR

1 файл скопирован

Более удобный вид ИП - текстовый оконный интерфейс. Он не требует набора команд на клавиатуре, а сводит управление к нажатию отдельных клавиш или кнопок мыши при выборе управляющих действий в меню и диалоговых окнах.

Примером может служить инструментальная оболочка Borland Pascal:

Наиболее современным является графический оконный интерфейс, соединяющий в себе развитые диалоговые средства оконного интерфейса (системы меню, диалоговые окна, панели инструментов, пиктограммы и др.) с большими изобразительными возможностями графического режима.

Примером может служить окно папки "Мой компьютер":

----

Характеристики ОС

1. разрядность (для ПЭВМ 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные ОС);

2. число программ, одновременно выполняемых под управлением ОС (одно - и многозадачные ОС).
Многозадачные ОС поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, работающих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Многозадачность бывает корпоративная и вытесняющая.
При наличии корпоративной многозадачности приложения совместно используют процессор, периодически передавая его друг другу. Если какое-то приложение откажется освободить процессор, система ничего не сможет с этим поделать.
Если используется вытесняющая многозадачность, то операционная система полностью контролирует все приложения и распределяет между ними процессорное время, тем самым сильно понижая вероятность "зависания" системы при ошибках в работе программ.
Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени;

3. многопоточность - это технология, позволяющая приложением должным образом осуществлять многозадачное выполнение своих процессов. Процесс - любая задача или деятельность, инициируемая программой. Одна программа может выполнять несколько процессов одновременно;

4. тип пользовательского интерфейса: интерфейс командной строки, текстовый оконный интерфейс, графический оконный интерфейс пользователя (ИКС, ТИП, ГИП);

5. требование к аппаратным ресурсам;

6. производительность;

7. надежность (устойчивость в работе, защищенность данных от несанкционированного доступа);

8. обеспеченность прикладными программами;

9. наличие сетевых возможностей (сетевые, локальные ОС);
Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным при обеспечении их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов;

10. количество поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные;
Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают использование нескольких процессоров для решения одной задачи;

11. открытость операционной системы, заключается в том, что компоненты ОС доступны в исходных кодах для любого пользователя.

12. способ использования оперативной памяти;
Различают два способа работы с памятью: линейный адресный - ОС работает со всей системной памятью, как с единым непрерывным пространством; сегментарный - ОС работает с небольшим объёмом доступной без специальных средств оперативной памяти.

Наиболее распространенные ОС для ЭВМ

Основными характеристиками операционных систем являются:

Первый представитель этого семейства - система MS- DOS (Microsoft Disk Operating System-дисковая операционная система фирмы Microsoft)была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM PC.
Операционные системы семейства DOS являются однозадачными 16 разрядными и обладают следующими особенностями:

Интерфейс командной строки
Модульность структуры, упрощающая перенос системы на другие типы ЭВМ
Небольшой объём доступной без специальных средств оперативной памяти(640 Кбайт)
Низкие аппаратные требования, большой объём прикладных программ.

Существенным недостатком операционных систем семейства DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС, а также низкая надёжность, отсутствие сетевых возможностей. В настоящее время MS DOS входит в состав OC Windows 95.

НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ MS-DOS

Сама операционная система MS-DOS (да и любая другая операционная систем тоже) состоит из нескольких частей:

Загрузчик операционной системы - это небольшая программа, хранящаяся в первом секторе любой системной дискеты (дискеты с записанной на ней операционной системой) или винчестера, которая загружает в память два системных файла io.sys и msdos.sys. Именно загрузчику операционной системы передает управление BIOS при начальном старте машины.

Файлы io.sys и msdos.sys при работе постоянно находятся в памяти компьютера: io.sys осуществляет дополнение базовой системы ввода-вывода в зависимости от потребностей данной версии операционной системы, a msdos.sys реализует все стандартные функции данной версии. Помимо этого, msdos.sys загружает в память командный процессор.

Командный процессор (файл command.com) обслуживает работу системы с пользователем. Он сам выполняет часть команд операционной системы (эти команды называются внутренними), а при вызове внешних команд или выполнении других программ передает им управление, по окончанию их работы снова берет управление на себя и выгружает отработавшую программу из памяти.
Внешние команды операционной системы представляют из себя отдельные программы, выполняющие какие-либо сервисные функции.

Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, их основное назначение - расширение возможностей отдельных устройств компьютера (например, памяти), подключение дополнительного оборудования (скажем, мыши) и обеспечение нормальной работы нестандартных устройств.

Рассмотрим теперь принципы организации хранения информации в компьютере.

Оболочки операционных систем

Оболочкой ОС называют надстройку над операционной системой, существенно облегчающую работу пользователя и предоставляющую ему ряд дополнительных сервисных услуг.

Оболочки операционных систем обеспечивают:

* создание, переименование, копирование, пересылку, удаление и быстрый поиск файла в текущем каталоге диска или на всех дисках компьютера;
* просмотр, создание и сравнение каталогов;
* просмотр, создание и редактирование текстовых файлов;
* архивацию, обновление и разархивацию архивных файлов и просмотр архивов;
* синхронизацию каталогов, расщепление и слияние файлов;
* поддержку связи двух компьютеров через последовательный или параллельный порты;
* форматирование и копирование дискет, смену метки дискеты и метки тома для жестких дисков, а также чистку дисков от ненужных файлов;
* запуск программ.

Наибольшую популярность среди пользователей получила оболочка Norton Commander (NC). Этот программный продукт позволяет видеть файлы и каталоги на двух постоянно отображаемых панелях нескольких типов и удобно манипулировать файлами с помощью функциональных клавиш и мыши.

Оболочка DOS Navigator полностью копирует исходную идею NC, но имеет дополнительные функции. Она поддерживает работу с большим количеством архиваторов, позволяет выделять файлы различных типов цветом, имеет более удобные средства для межкомпьютерной связи через модем.

Графические оболочки для Windows - Dash Board for Windows, Dash Board for Windows 95, DeskBar 95 for Windows 95 - позволяют пользователю быстро создавать меню запуска программ и вызова документов, а также контролировать использование системных ресурсов.

Оболочки Shez и RAR предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в среде MS-DOS. Оболочки WinRAR и WinZiр предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в графической среде. Оболочки NDOS, Norton Desktop for Windows предназначены для управления файлами.

Дата публикации: 01.10.2010 10:34 UTC

Теги: :: :: :: :: :: :.