Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров.pdf

ВВЕДЕНИЕ

Среди всех системных программ, с которыми приходится сталкиваться пользователям компьютеров, операционные системы занимают особое место.

Операционная система - это программа, которая запускается при включении компьютера. Среди всех системных программ, с которыми приходится сталкиваться пользователям компьютеров, операционные системы занимают особое место.

Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросу пользователя и программы. Каждая программа использует сервисы ОС и, следовательно, может работать только под управлением ОС, которая предоставляет сервисы для нее. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами вы можете работать на вашем компьютере. Производительность вашей работы, степень защиты данных, необходимое оборудование и т.д. Также зависят от выбора ОС. Однако выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем больше она обеспечивает и более наглядна, но и тем больше предъявляет требования к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная память и дисковая память, наличие и емкость дополнительных карт и устройств). [1,3]

Основная причина для ОС заключается в том, что элементарные операции для работы с компьютерными устройствами и управления ее ресурсами являются операциями, которые очень малы, поэтому действия, необходимые для пользовательских и прикладных программ, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. [5]

Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные детали и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Он выполняет различные вспомогательные действия, такие как копирование и печать файлов.

ОС загружает все программы в ОЗУ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу запускаемых программ и освобождает память, занятую программами, когда они завершены.

Актуальность исследования обусловлена потребностью улучшения операционных систем для повышения качества работы пользователя с ЭВМ, делая её, более простой, и освобождая его от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими.

Объект исследования – операционные системы.

Предмет исследования – эффективные технологии, научные труды ученых и программистов, применяемые пользователем в работе над операционной системой.

Цель исследования – заключается в представлении функций наиболее распространенных ОС и более удобных для общения пользователя с ПК.

Задачи исследования :

1.  Изучить характеристику ОС.

2.  Определить последовательность ОС.

3.  Составить классификацию развития ОС.

4.  Проанализировать современные ОС.

Гипотеза исследования – удобство интерактивной работы на компьютере постоянно возрастает благодаря включению в ОС современных графических интерфейсов, которые используют звук и видео вместе с графикой. Пользовательский интерфейс ОС становится все более интеллектуальным, направляя действия человека в типичных ситуациях и принимая за него рутинные решения.

Предыстория

Раньше пользователь получал машину в единоличное пользование; он приходил с программой и данными, обычно записанными на перфокартах или магнитных лентах. Программа была загружена в компьютер, который начал работать до тех пор, пока программа не была прервана или не выдавала ошибку. Отладка программ осуществлялась с помощью пульта управления, оснащенного тумблерами и лампочками. Алан Тьюринг достиг наибольших успехов в этом на ранней машине Manchester Mark I, к тому времени он уже разработал основные принципы работы операционных систем.

Более поздние машины имели библиотеки, которые были связаны с пользовательской программой для поддержки таких операций, как ввод и вывод. Это было начало современных операционных систем. Однако машины все еще выполняли одну задачу за один промежуток времени. [4,7]

По мере увеличения производительности машин время выполнения программ сокращалось, а время передачи оборудования от одного пользователя другому оставалось неизменным. Выстроились длинные очереди людей, которые хотят запустить свою программу, каждая из которых имела несколько магнитных лент с программами и данными. Операторы машин не успели проконтролировать все операции, выполняемые с компьютерами, поэтому потребовался автоматический мониторинг и обнаружение ошибок. [2]

Эти требования были учтены при создании первых операционных систем. Во-первых, для этого использовались библиотеки времени выполнения, которые запускались перед выполнением первой пользовательской задачи, считывали информацию с носителя, контролировали выполнение, записывали результаты и немедленно переключались на следующую задачу.

Эра мейнфреймов

Первой в мире операционной системой считается GM OS (General Motors Operating System).

Ранние операционные системы были очень разнородными, каждый поставщик или заказчик создавали одну или более систем для конкретного компьютера. Каждая операционная система, даже одного производителя, могла иметь совершенно разные команды и возможности. Обычно с появлением новой машины появлялась и новая операционная система, и приложения приходилось приспосабливать, перекомпилировать, перепикрепивать и перепроверять.[9]

Системы для оборудования IBM

Такое положение дел продолжалось до 1960-х годов, когда IBM, ведущий поставщик оборудования в то время, прекратил разработку существующих систем и сосредоточился на создании машин серии System / 360, которые должны были использовать одни и те же инструкции и архитектуру ввода-вывода. , IBM начала разработку единой операционной системы для этих машин, OS / 360. Проблемы, возникшие при создании OS / 360, стали легендарными и были описаны в книге «Мифический человеко-месяц Фредерика Брукса». Из-за различий в производительности и задержек в разработке программного обеспечения вместо одной OS / 360 было представлено семейство операционных систем с таким же названием. [13,16]

IBM выпустила несколько других операционных систем, среди которых три были самыми долгоживущими:

OS / MFT для систем среднего класса. У нее был один преемник, система OS / VSI, разработка которой продолжалась до 1980-х годов.

OS / MVT для больших машин. Он был похож на OS / MFT (программы могли передаваться между ними без перекомпиляции), но имел более продвинутое управление памятью и систему разделения времени, TSO. У MVT было несколько преемников, включая z / OS.

DOS / 360 для младших моделей System / 360 имел несколько преемников, включая z / VSE, использовавшийся до настоящего времени. Это значительно отличалось от OS / MFT и OS / MVT.

IBM полностью совместима, поэтому программы, разработанные в шестидесятых годах, можно по-прежнему запускать в z / VSE (если они были созданы для DOS / 360) или z / OS (если они были созданы для OS / MFT или OS / MVT) без изменений. [8]

IBM разработала, но официально не выпустила, TSS / 360, операционную систему с разделением времени для S / 360 Model 67.

Несколько операционных систем для архитектур IBM S / 360 и S / 370 были разработаны сторонними организациями, в том числе Мичиганская терминальная система (MTS) и MUSIC / SP.

Другие мейнфреймовые операционные системы

Control Data Corporation разработала операционную систему SCOPE в 1960-х годах для обработки пакетных заданий. В сотрудничестве с Университетом Миннесоты в 1970-х годах были созданы операционные системы KRONOS и NOS, которые поддерживали одновременный запуск задач и распределение времени. [14]

В конце 1970-х годов компания Control Data и Иллинойский университет разработали машину PLATO, которая представила множество инноваций для своего времени. В системе использовался язык программирования TUTOR, который позволял создавать такие программы, как чат в реальном времени и многопользовательские графические игры.

UNIVAC, первый производитель коммерческих компьютеров, создал серию операционных систем EXEC. Как и большинство ранних операционных систем для мэйнфреймов, это были ориентированные на пакет операционные системы. В 1970-х годах UNIVAC выпустил базовую систему реального времени. [14]

Корпорация Burroughs представила машину B5000 в 1961 году с операционной системой MCP (Master Control Program). B5000 поддерживает исключительно языки высокого уровня и не поддерживает машинные языки или ассемблер; таким образом, MCP стала первой операционной системой, написанной только на языке высокого уровня (ESPOL, алгольский диалект). MCP также представил несколько нововведений, в том числе первую коммерческую реализацию виртуальной памяти. MCP по-прежнему используется на компьютерах Unisys ClearPath / MCP.

Проект MAC разработал Multics и General Electric Comprehensive Operating Supervisor (GECOS), который представил концепцию уровней привилегий.

Digital Equipment Corporation разработала множество операционных систем для своих различных линеек компьютеров, включая системы TOPS-10 и TOPS-20 с разделением времени для 36-битных машин PDP-10. До широкого рапространения UNIX, TOPS-10 пользовалась большой популярностью в университетах и раннем сообществе ARPANET.[1,4,6]

Миникомпьютеры и развитие UNIX

Первые версии операционной системы UNIX были разработаны в AT & T Bell Laboratories в конце 1960-х годов. Будучи абсолютно бесплатной в первых версиях и легко модифицируемой, эта система приобрела большую популярность. Поскольку UNIX был написан на языке C высокого уровня, его можно легко перенести на новую аппаратную архитектуру. Эта мобильность позволила ему стать основной системой для второго поколения миникомпьютеров и первого поколения рабочих станций.

В то же время корпорация Digital Equipment Corporation создала простую операционную систему RT-11 для серии 16-битных компьютеров PDP-11 и систему VMS для 32-битных компьютеров VAX.

Классификация операционной системы

В зависимости от алгоритмов управления процессором операционные системы можно разделить на:

• Одиночная и многопользовательская

• Однопроцессорные и многопроцессорные системы

• Локальный и сетевой.

• Однозадачные и многозадачные операционные системы

Однозадачные операционные системы, в отличие от многозадачных, не позволяют выполнять несколько задач параллельно, MS-DOS может быть хорошим примером простой однозадачной ОС.

MS-DOS - это коммерческая операционная система Microsoft для IBM-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS - самая известная операционная система в семействе DOS, ранее установленная на большинстве IBM-совместимых компьютеров. Со временем он был вытеснен семейством операционных систем Windows 9x и Windows NT.MS-DOS, которое было создано в 1981 году и в процессе его разработки, восьми основных версий (1.0, 2.0 и т.д.) И двух десятков промежуточных версий. (3,1, 3,2 и т.д.), Пока в 2000 году Microsoft не прекратила свое развитие. Это был ключевой продукт компании, который дал ей значительный доход и маркетинговый ресурс в процессе разработки Microsoft, от разработчика языка программирования до крупной компании, производящей самое разнообразное программное обеспечение. [5,8]

Последняя коробочная версия была 6. 22, но MS-DOS продолжал служить загрузчиком для Windows 95 (версии 7.0 и 7.1), Windows 98 (версия 7.1) и Windows ME (версия 8. 0).

Минимальный набор файлов MS-DOS:

Файлы ядра:

BOOT. MBR - это загрузчик, расположенный в нулевом секторе и передающий управление IO. системный

Ио. SYS - расширение BIOS

MSDOS. SYS - обработка прерываний

Командный процессор:

КОМАНДА. COM - командный процессор (поддержка интерфейса командной строки).

Строго говоря, для запуска MS-DOS существует файл COMMAND. Ком не нужен. Его можно заменить другим командным процессором, способным выполнять нужные вам команды. Это делается путем добавления в CONFIG. SYS строки shell = c: mymyprog. ком. В свое время сторонние разработчики выпустили множество командных процессоров. Самым распространенным командным процессором, выпущенным сторонней компанией, была NDOS. COM (лицензированный 4DOS) из пакета Norton Utilities от Symantec. Новые версии командного процессора 4DOS все еще выпускаются. [11,16]