ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 180
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.1. Что такое операционная система?
1.2. Функции операционной системы
1.3. ОС как расширенная машина
1.4. ОС как система управления ресурсами
2.1. Особенности алгоритмов управления ресурсами
2.2. Поддержка многозадачности.
2.3. Поддержка многопользовательского режима.
2.4. Вытесняющая и невытесняющая многозадачность.
2.5. Многопроцессорная обработка.
2.6. Особенности аппаратных платформ
2.7. Особенности областей использования
З. СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
3.1. Структура сетевой операционной системы
3.2. Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами
3.3. ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия
которое позволяет все программы, которые вы используете. На самом простом уровне операционная система выполняет две функции: Во-первых, она управляет аппаратными и программными ресурсами компьютерной системы. Эти ресурсы включают процессор, память, дисковое пространство и т.д. Во-вторых, она обеспечивает стабильную, последовательную работоспособность для приложений. Первая задача, т. е. управление аппаратными и программными ресурсами, очень важна, так как различные процессы конкурируют друг с другом за получение процессорного времени и пространства памяти для выполнения задачи. В этой связи операционная система выступает в качестве менеджера для распределения имеющихся ресурсов для удовлетворения потребностей каждого процесса. Особенно важна вторая задача, обеспечение согласованного интерфейса приложения. Последовательный интерфейс прикладных программ (API) позволяет пользователю (или S/W разработчику) написать прикладную программу на любом компьютере и запустить эту программу на другом компьютере, даже если конфигурация аппаратного обеспечения отличается, например, как объем памяти, тип процессора или диска хранения. Он защищает потребителя машины от низкоуровневых деталей деятельности машины и обеспечивает часто необходимые средства.
Еще одной важной функцией операционной системы является создание благоприятной обстановки для работы пользователя. Например, используя машинный язык для ввода-вывода человек столкнется с проблемой: для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Эти команды предназначены для чтения и записи данных, перемещения дисковой считывающей головки и форматирования дорожек, а также инициализации, сброса и повторной калибровки контроллера, дисков. Самые основные команды чтение и письмо.
Каждое из них требует 13 параметров, упакованных в 9 байт. Эти параметры указывают адрес считываемого дискового блока, количество секторов на дорожку, режим записи, используемый на физическом носителе, межсекторный интервал и то, что делать с удаленной меткой адреса данных. Необязательно быть программистом, чтоб сделать вывод о монотонности и сложности постоянного программирования этих операций. Возможность удобного просмотра, чтения и записи файлов даёт операционная система. Она предоставляет простой файловый интерфейс и защищает пользователя от рутины, связанной с аппаратурой дискового накопителя, работает с таймерами, оперативной памятью и прочими проблемами. С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.
Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. В соответствии со вторым подходом, функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирование.
Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
Операционные системы следует классифицировать по нескольким признакам. Первым из них является классификация по количеству пользователей. ОС бывают однопользовательскими и многопользовательскими. Как понятно из названия, первая обслуживает только одного пользователя, вторая более, чем одного. Вторым признаком нужно выделить классификацию по числу процессов. Однозадачные (обрабатывают только одну задачу, т.е. являются устаревшими в наше время); многозадачные (располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач, которые попеременно обрабатывает процессор);
Следующий признак классификации по типу средств вычислительной техники: однопроцессорные, многопроцессорные и сетевые ОС. Серверы, как правило, являются многопроцессорным, так как задачи могут выполняться на разных процессорах. Сетевые операционные системы обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми в сети задачами.
Также операционные системы делятся на ОС с интерфейсом командной строки и ОС с графическим интерфейсом MS-DOS, Unix первые операционные системы. Они в полном смысле слова вели диалог с пользователем. Человек вводил команду, а компьютер, проверяя ее, либо приводил в исполнении, либо сообщал о невозможности исполнения из-за ошибки. Данные операционные системы называются ОС с интерфейсом командной строки. С ходом прогресса стали появляться новые технологии, среди которых стали появляться дисплеи, графическое развитие которых позволило изменить принцип взаимодействия человека и компьютера. Командная строка была полностью и безвозвратно заменена новым графическим интерфейсом. В нем объекты были отображены с помощью изображений, а действия задавались не написанием кода компьютеру, а выбором той или иной функции из предлагаемых самим компьютером в списке. Данный новый метод диалога с машиной позволял ограничиться всего парой клавиш для взаимодействия. Важным компонентом графического способа ведения диалога является принесенное прогрессом новое устройство для ввода информации в компьютер «компьютерная мышь», без которой сейчас, конечно, и невозможно представить взаимодействие пользователя с компьютера. Windows, МАС OS
популярные операционные системы, являющиеся примерами графического интерфейса.
Таким же образом операционные системы различаются и способами реализации алгоритмов и функций, а также управлением оперативной памятью, процессорами, подключаемыми устройствами и другими ресурсами компьютера, особенностями использованных методов конструирования. Ниже приведена классификации ОС по нескольким наиболее основным признакам.
Управление ресурсами это процесс во всех операционных системах, в которых, системные ресурсы (например, центральный процессор (ЦП) оперативная память, вторичные устройства хранения, внешние устройства и т.д., назначаются процессам, потокам и приложениям. Обычно это делается для достижения высокой пропускной способности, качества обслуживания, справедливости и баланса между всеми процессами. Чтобы выполнить эту задачу уровня управления, нам нужны алгоритмы планирования, чтобы гарантировать, что все процессы совместно используют системные ресурсы в соответствии с потребностями. Задача планирования является основным требованием для тех систем, которые выполняют многозадачные и мультиплексированные задачи.
Многозадачность - возможность обрабатывать несколько задач одновременно. Многозадачность также относится к тому, как работает компьютер.
Центральный процессор компьютера может обрабатывать множество процессов одновременно, не теряя полной точности. Однако он будет обрабатывать только инструкции, отправленные ему программным обеспечением компьютера. Поэтому, чтобы в полной мере использовать возможности центрального процессора, программное обеспечение должно обрабатывать более одной задачи за раз, то есть являться многозадачным.
Ранние операционные системы могли запускать несколько программ одновременно, но не полностью поддерживали многозадачность. Поэтому одна программа может потреблять весь ресурс процессора компьютера при выполнении определенной операции. Основные процессы операционной системы, такие как копирование файлов, не позволяли пользователю выполнять другие задачи, например открытие или закрытие окон. К счастью, поскольку современные операционные системы включают полную поддержку многозадачности, несколько программ могут работать одновременно, не влияя друг на друга. Кроме того, несколько процессов операционной системы могут происходить одновременно. Поскольку многозадачность может обрабатывать несколько задач одновременно, это также повышает стабильность работы компьютера.
1.3. ОС как расширенная машина
Еще одной важной функцией операционной системы является создание благоприятной обстановки для работы пользователя. Например, используя машинный язык для ввода-вывода человек столкнется с проблемой: для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Эти команды предназначены для чтения и записи данных, перемещения дисковой считывающей головки и форматирования дорожек, а также инициализации, сброса и повторной калибровки контроллера, дисков. Самые основные команды чтение и письмо.
Каждое из них требует 13 параметров, упакованных в 9 байт. Эти параметры указывают адрес считываемого дискового блока, количество секторов на дорожку, режим записи, используемый на физическом носителе, межсекторный интервал и то, что делать с удаленной меткой адреса данных. Необязательно быть программистом, чтоб сделать вывод о монотонности и сложности постоянного программирования этих операций. Возможность удобного просмотра, чтения и записи файлов даёт операционная система. Она предоставляет простой файловый интерфейс и защищает пользователя от рутины, связанной с аппаратурой дискового накопителя, работает с таймерами, оперативной памятью и прочими проблемами. С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.
1.4. ОС как система управления ресурсами
Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. В соответствии со вторым подходом, функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирование.
Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
-
планирование ресурса — то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс; -
отслеживание состояния ресурса — то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
1.5. Классификация ОС
Операционные системы следует классифицировать по нескольким признакам. Первым из них является классификация по количеству пользователей. ОС бывают однопользовательскими и многопользовательскими. Как понятно из названия, первая обслуживает только одного пользователя, вторая более, чем одного. Вторым признаком нужно выделить классификацию по числу процессов. Однозадачные (обрабатывают только одну задачу, т.е. являются устаревшими в наше время); многозадачные (располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач, которые попеременно обрабатывает процессор);
Следующий признак классификации по типу средств вычислительной техники: однопроцессорные, многопроцессорные и сетевые ОС. Серверы, как правило, являются многопроцессорным, так как задачи могут выполняться на разных процессорах. Сетевые операционные системы обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми в сети задачами.
Также операционные системы делятся на ОС с интерфейсом командной строки и ОС с графическим интерфейсом MS-DOS, Unix первые операционные системы. Они в полном смысле слова вели диалог с пользователем. Человек вводил команду, а компьютер, проверяя ее, либо приводил в исполнении, либо сообщал о невозможности исполнения из-за ошибки. Данные операционные системы называются ОС с интерфейсом командной строки. С ходом прогресса стали появляться новые технологии, среди которых стали появляться дисплеи, графическое развитие которых позволило изменить принцип взаимодействия человека и компьютера. Командная строка была полностью и безвозвратно заменена новым графическим интерфейсом. В нем объекты были отображены с помощью изображений, а действия задавались не написанием кода компьютеру, а выбором той или иной функции из предлагаемых самим компьютером в списке. Данный новый метод диалога с машиной позволял ограничиться всего парой клавиш для взаимодействия. Важным компонентом графического способа ведения диалога является принесенное прогрессом новое устройство для ввода информации в компьютер «компьютерная мышь», без которой сейчас, конечно, и невозможно представить взаимодействие пользователя с компьютера. Windows, МАС OS
популярные операционные системы, являющиеся примерами графического интерфейса.
Таким же образом операционные системы различаются и способами реализации алгоритмов и функций, а также управлением оперативной памятью, процессорами, подключаемыми устройствами и другими ресурсами компьютера, особенностями использованных методов конструирования. Ниже приведена классификации ОС по нескольким наиболее основным признакам.
2. МНОГОЗАДАЧНОСТЬ ОС
2.1. Особенности алгоритмов управления ресурсами
Управление ресурсами это процесс во всех операционных системах, в которых, системные ресурсы (например, центральный процессор (ЦП) оперативная память, вторичные устройства хранения, внешние устройства и т.д., назначаются процессам, потокам и приложениям. Обычно это делается для достижения высокой пропускной способности, качества обслуживания, справедливости и баланса между всеми процессами. Чтобы выполнить эту задачу уровня управления, нам нужны алгоритмы планирования, чтобы гарантировать, что все процессы совместно используют системные ресурсы в соответствии с потребностями. Задача планирования является основным требованием для тех систем, которые выполняют многозадачные и мультиплексированные задачи.
2.2. Поддержка многозадачности.
Многозадачность - возможность обрабатывать несколько задач одновременно. Многозадачность также относится к тому, как работает компьютер.
Центральный процессор компьютера может обрабатывать множество процессов одновременно, не теряя полной точности. Однако он будет обрабатывать только инструкции, отправленные ему программным обеспечением компьютера. Поэтому, чтобы в полной мере использовать возможности центрального процессора, программное обеспечение должно обрабатывать более одной задачи за раз, то есть являться многозадачным.
Ранние операционные системы могли запускать несколько программ одновременно, но не полностью поддерживали многозадачность. Поэтому одна программа может потреблять весь ресурс процессора компьютера при выполнении определенной операции. Основные процессы операционной системы, такие как копирование файлов, не позволяли пользователю выполнять другие задачи, например открытие или закрытие окон. К счастью, поскольку современные операционные системы включают полную поддержку многозадачности, несколько программ могут работать одновременно, не влияя друг на друга. Кроме того, несколько процессов операционной системы могут происходить одновременно. Поскольку многозадачность может обрабатывать несколько задач одновременно, это также повышает стабильность работы компьютера.