Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров (Операционных систем Windows, Linux и Mac).pdf

Универсальные ОС рассчитаны на решение любых задач пользователей, но, как правило, форма эксплуатации вычислительной системы может предъявлять особые требования к ОС, т.е. к элементам ее специализации.

По способу загрузки можно выделить загружаемые ОС (большинство) и системы, постоянно находящиеся в памяти вычислительной системы. Последние, как правило, специализированные и используются для управления работой специализированных устройств (например, в БЦВМ баллистической ракеты или спутника, научных приборах, автоматических устройствах различного назначения и др.).[2]

По особенностям алгоритмов управления ресурсами. Главным ресурсом системы является процессор, поэтому дадим классификацию по алгоритмам управления процессором, хотя можно, конечно, классифицировать ОС по алгоритмам управления памятью, устройствами ввода-вывода и.т.д.

Поддержка многозадачности (многопрограммности). По числу одновременно выполняемых задач ОС делятся на 2 класса: однопрограммные (однозадачные) – например, MS-DOS, MSX, и многопрограммные (многозадачные) – например, ОС ЕС ЭВМ, OS/360, OS/2, UNIX, Windows разных версий.

Однопрограммные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Они также имеют средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов (процессор, память, файлы и т.д.), это позволяет значительно повысить эффективность вычислительной системы.[13]

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся: на однопользовательские (MS-DOS, Windows 3х, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, Windows NT/2000/2003/XP/Vista).

Главное отличие многопользовательских систем от однопользовательских – наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что может быть однопользовательская мультипрограммная система.[8]

Виды многопрограммной работы. Специфику ОС во многом определяет способ распределения времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или потоками). По этому признаку можно выделить 2 группы алгоритмов: не вытесняющая многопрограммность (Windows3.x, NetWare) и вытесняющая многопрограммность (Windows 2000/2003/XP, OS/2, Unix).

В первом случае активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не отдает управление операционной системе. Во втором случае решение о переключении процессов принимает операционная система. Возможен и такой режим многопрограммности, когда ОС разделяет процессорное время между отдельными ветвями (потоками, волокнами) одного процесса.[18]

Многопроцессорная обработка. Важное свойство ОС – отсутствие или наличие средств поддержки многопроцессорной обработки. По этому признаку можно выделить ОС без поддержки мультипроцессирования (Windows 3.x, Windows 95) и с поддержкой мультипроцессирования (Solaris, OS/2, UNIX, Windows NT/2000/2003/XP).[7]

Многопроцессорные ОС классифицируются по способу организации вычислительного процесса на асимметричные ОС (выполняются на одном процессоре, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам) и симметричные ОС (децентрализованная система).

По области использования и форме эксплуатации. Обычно здесь выделяют три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

• системы пакетной обработки (OS/360, OC EC);
• системы разделения времени (UNIX, VMS);
• системы реального времени (QNX, RT/11).[12]

Первые предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Критерий создания таких ОС – максимальная пропуская способность при хорошей загрузке всех ресурсов компьютера. В таких системах пользователь отстранен от компьютера.

Системы разделения времени обеспечивают удобство и эффективность работы пользователя, который имеет терминал и может вести диалог со своей программой.

Системы реального времени предназначены для управления техническими объектами (станок, спутник, технологический процесс, например доменный и т.п.), где существует предельное время на выполнение программ, управляющих объектом.[17]

По аппаратной платформе (типу вычислительной техники), для которой они предназначаются, операционные системы делят на следующие группы.

Операционные системы для смарт-карт. Некоторые из них могут управлять только одной операцией, например, электронным платежом. Некоторые смарт-карты являются JAVA-ориентированным и содержат интерпретатор виртуальной машины JAVA. Апплеты JAVA загружаются на карту и выполняются JVM-интерпретатором. Некоторые из таких карт могут одновременно управлять несколькими апплетами JAVA, что приводит к многозадачности и необходимости планирования.[4]

Встроенные операционные системы. Управляют карманными компьютерами (lialm OS, Windows CE – Consumer Electronics – бытовая техника), мобильными телефонами, телевизорами, микроволновыми печами и т.п.

Операционные системы для персональных компьютеров, например, Windows 9.x, Windows ХР, Linux, Mac OSX и др.

Операционные системы мини-ЭВМ, например, RT-11 для PDP-11 – OC реального времени, RSX-11 M для PDP-11 – ОС разделения времени, UNIX для PDP-7.

Операционные системы мэйнфреймов (больших машин), например, OS/390, происходящая от OS/360 (IBM). Обычно ОС мэйнфреймов предполагает одновременно три вида обслуживания: пакетную обработку, обработку транзакций (например, работа с БД, бронирование авиабилетов, процесс работы в банках) и разделение времени.

Серверные операционные системы, например, UNIX, Windows 2000, Linux. Область применения – ЛВС, региональные сети, Intranet, Internet.[4]

Кластерные операционные системы. Кластер – слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений и представляющихся пользователю единой системной, например, Windows 2000 Cluster Server, Windows 2008 Server, Sun Cluster (базовая ОС – Solaris).

История развития ОС WINDOWS

Операционная система Windows компании Microsoft, вне сомнения, стала вехой в развитии не только информационной индустрии, но и всего человечества. Во многом именно благодаря Windows на столах сотен миллионов людей по всему миру установлены персональные компьютеры и ноутбуки. Параллельно с операционной системой для домашних компьютеров в Microsoft разрабатывали серверную версию Windows, предназначенную для компаний и корпораций. История компании Microsoft начинается еще раньше в 1975 году, когда молодой студент Билл Гейтс создал версию программного языка BASIC для одного из первых персональных компьютеров, модели Altair 8800. Вопреки расхожему мнению, первая версия Windows вовсе не была самостоятельной операционной системой. В действительности Windows представляла собой графическую «надстройку» над операционной системой DOS и была призвана упростить работу с темной и мрачной командной строкой. В 1985 году на свет появилась Windows 2.0, но особой популярности не завоевала.[15]

Время шло, и в 1990 году вышла очередная версия — Windows 3.0, которая стала использоваться на многих персональных компьютерах. Графический интерфейс позволял работать с данными не с помощью команд, вводимых в командной строке, а с помощью наглядных и понятных действий над графическими объектами, обозначающими эти данные.

Рисунок 1. Интерфейс Windows 3.0

Также значительно повысила удобство и эффективность работы возможность одновременно работать с несколькими программами. В 1995 году появилась знаменитая Windows 95, ставшая новым этапом в истории Windows и вообще персональных компьютеров.[4]

По сравнению с Windows 3.1 значительно изменился интерфейс, возросла скорость работы программ. Новая операционная система позволяла автоматически настраивать дополнительные устройства компьютера для устранения конфликтов при взаимодействии между ними. Кроме того, в Windows 95 были сделаны первые шаги для реализации поддержки тогда еще только зарождавшейся сети Интернет.

Microsoft воплотила в жизнь идеи, появившиеся с момента выпуска версии NT, под кодовым названием Chicago, представив их потребителю (например, 32-разрядная система и улучшенное управление памятью).[9]

Однако необходимость обратной совместимости и тот факт, что не весь код изменили на 32-разрядный, в конечном итоге привел к сбоям: Windows 95 столкнулась с большими проблемами производительности и стабильности.

В более поздних версиях Windows 95 появился знаменитый браузер Internet Explorer и поддержка USB, которая нам сегодня знакома.

В 1998 году появилась Windows 98 со значительно переработанной по сравнению с Windows 95 структурой. В новой версии много внимания было уделено работе с Интернетом и современным протоколам. В Windows 98, разработанной под кодовым названием Memphis, Microsoft значительно улучшила поддержку USB. Ведь Windows 95 так и не обеспечила его стабильную реализацию.[15]

Хотя FAT32 впервые представили в обновлении для Windows 95, она оставалась молодой файловой системой и стала ещё популярнее, чем раньше. Благодаря этому дисковые разделы величиной от двух гигабайт стали более распространенными.

1998 год также был годом юридической разборки «Соединенные Штаты против Microsoft»: вопрос касался легитимности поставки предустановленного браузера Internet Explorer в каждой копии Windows.[13]

Следующим этапом в развитии Windows стало появление Windows 2000 и Windows Me (Millenium Edition). Система Windows 2000 была разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства. Было выпущено две версии: Windows 2000 Server для серверов и Windows 2000 Professional для рабочих станций, которую многие установили на домашних компьютерах. Хотя эта версия была направлена на бизнес-рынок, Windows 2000 также поставлялась с улучшенным API DirectX. Это ознаменовало первый случай, когда многие современные игры запускались на компьютерах с NT.[11]

В одном аспекте, однако, Windows 2000 была последней в своём роде: в её версиях-преемниках был введён новый (и противоречивый) механизм активации продукта.

Вскоре Microsoft опубликовала «Millenium Edition» — преемника Windows 98 и последнюю операционную систему на базе DOS от Microsoft.

В версии ME внимание было сосредоточено на мультимедиа: в ней Microsoft представила Windows Movie Maker и обновила стандартное мультимедийное приложение платформы — проигрыватель Windows Media Player до 7 версии.[1]

Кроме того, появилась утилита System Restore — простой инструмент восстановления системы. Time Machine от Apple, конечно, не сравнить с новой утилитой Microsoft, но тем не менее, она не появлялась ещё несколько лет.

В результате всего через год после ее выпуска, появилась новая операционная система Windows XP. Случилось это в 2001 году.[5]

Операционная система Windows XP была основана на ядре Windows NT и поэтому отличалась высочайшей стабильностью и эффективностью работы по сравнению с предыдущими версиями Windows. В ней также был серьезно переработан графический интерфейс, введена поддержка новых функций и программ. В 2003 году вышла новая версия Windows Server 2003, пришедшая на замену Windows 2000. Через некоторое время вышло и обновление, получившее название Windows Server 2003 R2. Операционная система Windows Server 2003 установила новый стандарт в вопросах надежности и производительности, став одной из самых успешных серверных систем Microsoft.[8]

Еще до выхода Windows XP компания Microsoft активно разрабатывала новую версию операционной системы, получившей кодовое наименование Windows Longhorn. Потом название изменили на Windows Vista. Новая операционная система Windows Vista появилась в 2007 году.  Она была основана на ядре Windows Server 2003. В 2009 году вышла очередная версия  — примечательная Windows 7. Чем же она отличилась? Начнем с того, что в этой операционной системе были исправлены ключевые ошибки Windows Vista. В результате, “семерка” получилась очень быстрой, надежной и производительной. И уже через некоторое время семёрка потеснила  задержавшуюся на компьютерах Windows XP.[12]

В октябре 2012 года вышла операционная система Windows 8. Впервые Microsoft решилась на кардинальное изменение интерфейса, которое шокировало куда больше, чем изменения в Vista. Вместо обычного рабочего стола пользователя встречали странные плитки, а кнопка “Пуск” и вовсе отсутствовала. Интерфейс одних заинтриговал, других отпугнул.[10]

Microsoft решила назвать свое последнее обновление «Windows 10», пропустив версию 9. Одной из причин может быть масштаб и важность проекта: Windows 10 обеспечивает общую платформу для многих устройств, начиная со смартфонов и заканчивая персональными компьютерами.[18]

Новинок было много: Edge — новый браузер по умолчанию, поддержка входа в систему с помощью отпечатков пальцев и распознавания лиц, а также умный личный помощник Cortana.

Windows 10 также сломала новые горизонты с точки зрения ценообразования: обновление с Windows 7 и 8 было бесплатным в течение первого года с момента релиза обновления.[6]