Файл: Информационные системы и технологии. Функции операционных систем персональных компьютеров..pdf

Windows NT (1993 г.) - это многопользовательская и масштабируемая сетевая операционная система для персональных компьютеров, поддерживающая архитектуру «клиент-сервер» и включающая свою систему безопасности. Она может взаимодействовать с различными операционными системами как корпорации Microsoft, так и других фирм(например, MacOS или UNIX), установленными на однопроцессорных и многопроцессорных компьютерах, построенных на базе CISC- или RISC- технологий.

Windows 95 - это многозадачная и многопотоковая 32-битная операционная система с графическим интерфейсом. Система полностью поддерживает 16-битные приложения, созданные для MS DOS. Это интегрированная мультимедийная среда для обмена текстовой, графической, звуковой и другой информации.

Windows 98 - являлась логическим развитием Windows 95 в сторону большей производительности работы компьютера без добавления в него нового оборудования. Система включает ряд программ, совместное применение которых повышает производительность компьютера и позволяет более эффективно использовать web-ресурсы сети Интернет за счет применения новых мультимедийных возможность операционных систем.

Windows 2000 - это сетевая операционная система следующего поколения, оснащенная усовершенствованными средствами много-процессорной обработки и эффективной защиты информации. Реализованная функция работы с файлами в автономном режиме позволяет отбирать сетевые файлы в папки для последующей работы с ними, без подключения к сети, что обеспечивает дополнительные возможности для мобильных пользователей.

Windows ME (Millennium Edition)- это операционная система,располагающая рядом дополнительных возможностей и преимуществ по сравнению с предыдущей версией Windows 98. В системе расширены возможности мультимедиа и улучшены средства доступа к сети Интернет. Также ОС поддерживает новейшие виды оборудования и имеет значительно усовершенствованную справочную систему.

Window XP(2001 г.) явилась шагом корпорации Microsoft на пути осуществления интеграции пользовательской ОС Windows ME и сетей ОС Windows 2000. В результате подобной интеграции их сильных сторон была получена одна из лучших операционных систем, которая обрела новый пользовательский интерфейс, значительно упрощающий использование персонального компьютера для различных целей, в том числе, для управления локальными сетями. Разработаны две различные версии этой ОС: для домашних пользователей (Windows XP Home Edition) и корпоративных пользователей (Windows XP Professional).

Window Vista(2007 г.) -это новейшая операционная система (имеет ядро версии 6.0). В отличие от предыдущих версий Vista поставляется на DVD-носителях в связи с ее возросшей сложностью и новым «навороченным» интерфейсом (Aero). Кроме того, каждый диск содержит все ее пять модификаций: Home Basic, Home Premium, Enterprise и Ultimat.

Windows 7 - последняя на сегодняшний день операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. В линейке Windows NT система носит номер версии 6.1, которая в своем окончательном виде вышла 22 октября 2009 г.

В состав Windows 7 вошли некоторые разработки, исключенные из Windows Vista. 7 обладает поддержкой multitouch-мониторов.7 содержит в себе множество улучшений, в результате которых работа на компьютере стала еще быстрее, удобнее и эффективнее. Эффективные способы поиска файлов и управления ими, как например списки переходов и предварительный просмотр на усовершенствованной на панели задач, повышают скорость работы.

Дополнительным преимуществом Windows 7 можно считать более тесную интеграцию с производителями драйверов. Большинство из них определяются автоматически, при этом в 90 % случаев сохраняется обратная совместимость с драйверами для Windows Vista.7 поддерживает псевдонимы для папок на внутреннем уровне. К примеру, папка Program Files в некоторых локализованных версиях Windows была переведена и отображалась с переведённым именем, однако на уровне файловой системы оставалась англоязычной.

Благодаря ОС Windows 7 можно запускать многие приложения, ранее использовавшиеся в Windows XP в специальном режиме совместимости с Windows XP, а также легко восстанавливать данные с помощью резервных копий, автоматически создаваемых в домашней или корпоративной сети. Благодаря разнообразию различных развлекательных функций Windows 7 является отличным выбором для дома и работы.

Windows 8 — операционная система, принадлежащая к семейству ОС Microsoft Windows, в линейке следующая за Windows 7 и разработанная транснациональной корпорацией Microsoft. Номер версии в линейке NT — 6.2. Поступила в продажу 26 октября 2012 года. По различным данным, на апрель 2013 года доля Windows 8 среди используемых в мире операционных систем для доступа к сети Интернет, составила от 3,82 %

Windows 8, в отличие от своих предшественников — Windows 7 и Windows XP, — использует новый интерфейс под названием Modern (ранее — Metro). Этот интерфейс появляется первым после запуска системы; он схож по функциональности с рабочим столом — стартовый экран имеет плитки приложений (сродни ярлыкам), по нажатию на которые запускается приложение, открывается сайт или папка (в зависимости от того, к какому элементу или приложению привязана плитка).

Также в системе присутствует и «классический» рабочий стол, в виде отдельного приложения. Вместо меню «Пуск» в интерфейсе используется «активный угол», нажатие на который открывает стартовый экран. Прокрутка в Modern-интерфейсе идет горизонтально. Также, если сделать жест уменьшения (или нажать на минус внизу экрана), будет виден весь стартовый экран. Плитки на стартовом экране можно перемещать и группировать, давать группам имена и изменять размер плиток (доступно только для плиток, которые были изначально большими). В зависимости от разрешения экрана система автоматически определяет количество строк для плиток — на стандартных планшетных компьютерах три ряда плиток. Цвет стартового экрана меняется в новой панели управления, также меняется и орнамент на заднем фоне.

История развития операционных систем Unix

История ОС UNIX началась в 1969 году.

1971 год .

V1. Первая версия UNIX Time-Sharing System на ассемблере для PDP-11/20. Включала файловую систему, системный вызов fork() для порождения процессов, утилиты типа cat, ed, roff. Использовалась для обработки текстов при подготовке патентов. Системный вызов pipe() и поддержка программных каналов появилась в V2.

UNIX зародился в лаборатории Bell Labs фирмы AT&T более 30 лет назад. В то время Bell Labs занималась разработкой многопользовательской системы разделения времени MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service) совместно с MIT и General Electric, но эта система потерпела неудачу. Bell Labs отказалась от участия в проекте MULTICS, что дало возможность одному из ее исследователей, Кену Томпсону, заняться поисковой работой в направлении улучшения операционной среды Bell Labs. Томпсон, а также сотрудник Bell Labs Денис Ритчи и некоторые другие разрабатывали новую файловую систему, многие черты которой вели свое происхождение от MULTICS. Для проверки новой файловой системы Томпсон написал ядро ОС и некоторые программы для компьютера GE-645, который работал под управлением мультипрограммной системы разделения времени GECOS. У Кена Томпсона была написанная им еще во времена работы над MULTICS игра "Space Travel" - "Космическое путешествие". Он запускал ее на компьютере GE-645, но она работала на нем не очень хорошо из-за невысокой эффективности разделения времени. Кроме этого, машинное время GE-645 стоило слишком дорого. В результате Томпсон и Ритчи решили перенести игру на машину PDP-7 фирмы DEC, имеющую 4096 18-битных слов, телетайп и хороший графический дисплей. Но у PDP-7 было неважное программное обеспечение, и, закончив перенос игры, Томпсон решил реализовать на PDP-7 ту файловую систему, над который он работал на GE-645. Из этой работы и возникла первая версия UNIX. Уже тогда она включала характерную для современной UNIX файловую систему, основанную на индексных дескрипторах inode, имела подсистему управления процессами и памятью, а также позволяла двум пользователям работать в режиме разделения времени. Система была написана на ассемблере. Имя UNIX (Uniplex Information and Computing Services) было дано ей одним сотрудником Bell Labs, Брайаном Керниганом,

Первыми пользователями UNIX'а стали сотрудники отдела патентов Bell Labs, которые нашли ее удобной средой для создания текстов. Большое влияние на судьбу UNIX оказала перепись ее на языке высокого уровня С, разработанного Денисом Ритчи специально для этих целей. Это произошло в 1973 году, UNIX насчитывал к этому времени уже 25 инсталляций, и в Bell Labs была создана специальная группа поддержки UNIX.

После описания системы Томпсоном и Ритчи в компьютерном журнале CACM в 1974 г. UNIX получил широкое распространение. ОС стала востребована в университетах, так как для них она поставлялась бесплатно вместе с исходными кодами на С. Широкое распространение эффективных C-компиляторов сделало UNIX уникальной для того времени ОС из-за возможности переноса на различные компьютеры. Университеты внесли значительный вклад в улучшение UNIX и дальнейшую его популяризацию. Еще одним шагом на пути к признанию UNIX, как стандартизованной среды стала разработка Денисом Ритчи библиотеки ввода-вывода stdio. Благодаря использованию этой библиотеки для компилятора С, программы для UNIX стали легко переносимыми.

ОС UNIX является интерактивной операционной системой, это традиционно сетевая операционная система.

Обзор аппаратного обеспечения компьютера

Обычный персональный компьютер состоит из системного блока, состоящего из шасси и периферийных устройств.

Аппаратное обеспечение компьютера – это набор устройств, из которых состоит компьютер, и тех, которые могут быть к нему подключены.

По-английски аппаратное обеспечение называется hardware («твердое изделие»). На профессиональном сленге его называют «железом». Те устройства, из которых состоит компьютер (например, процессор), обычно называют комплектующими, а те устройства, которые к нему подключены (например, принтер), называют периферийными устройствами.

В состав системного блока входят:

-Материнская плата

- центральный процессор

- BIOS

- кулер,

- оперативная память и кэш

- слоты расширения шин — PCI, PCI-E, USB, FireWire, AGP (устарела), ISA (устарела), EISA (устарела)

- контроллеры устройств — хранения: IDE, SCSI, SATA, SAS или других типов, находящиеся непосредственно на материнской плате (встроенные) либо на платах расширения.

- Видеоконтроллер (встроенный или в виде отдельной платы), передающий сигнал на монитор

- Звуковой контроллер

- Сетевой интерфейс (сетевая плата)

- Блок питания

- Система охлаждения — необходима в случае установки блоков, имеющих повышенное тепловыделение.

Через контроллеры к материнской плате при помощи шлейфов кабелей, сигнальных и питания, подключены жёсткий диск (их так же можно объединить в RAID-массив), SSD, накопитель на гибких дисках, оптический накопитель типа CD-ROM и другие устройства.

Кроме того, в аппаратное обеспечение компьютера также входят внешние (по отношению к системному блоку) компоненты — периферийные устройства:

• Устройства ввода
• Клавиатура
• Мышь, трекбол или тачпад
• Джойстик
• Сканер
• Микрофон
• Устройства вывода
• Монитор
• Колонки/наушники
• Печатающие устройства типа принтера или плоттера
• Для связи используются различные модемы и сетевое оборудование: маршрутизатор, сетевой коммутатор, беспроводная точка доступа.

Самым важным из этих трех устройств является системный блок. В системном блоке располагаются основные элементы компьютера:
- микропроцессор (центральный процессор) – электронная микросхема, предназначенная для обеспечения общего управления компьютером, а также для выполнения всех операций, команд и программ;
- сопроцессор – устройство (микросхема), обеспечивающая повышение производительности компьютера. Работает сопроцессор не всегда, а только в тех случаях, действительно «две головы лучше»;
- оперативная память (ОЗУ или RAM) – область памяти, предназначенная для временного хранения программ и данных. После включения компьютера, туда помещается выполняемая в данное время программа, и компьютер работает с ней. При выключении питания ЭВМ, содержание оперативной памяти теряется;
- кэш-память – сверхбыстродействующая память, которая является промежуточной между основной памятью и процессором. Кэш диска – область оперативной памяти, в которой операционная система сохраняет содержимое части магнитного диска, к которой происходили обращения. В результате при повторном обращении к диску данные выбираются из дискового КЭШа, не требуя выполнения медленных операций ввода-вывода.

Архитектура операционной системы

Классическая архитектура

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

• ядро – модули, выполняющие основные функции операционной системы; 
• модули, выполняющие вспомогательные функции операционной системы.
• Модули ядра выполняют такие базовые функции операционной системы, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т. п. Ядро составляет сердцевину операционной системы, без него она является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.
• В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка станиц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами – системными вызовами – для выполнения тех или иных действий, например для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т. д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования – API.
• Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы операционной системы все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.
• Некоторые компоненты операционной системы оформлены как обычные приложения, то есть в виде исполняемых модулей стандартного для данной операционной системой формата, поэтому очень сложно провести четкую грань между операционной системой и приложениями.
• Вспомогательные модули операционной системы обычно подразделяются на следующие группы:
• утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных на магнитную ленту;
• ·  системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;
• ·  программы предоставления пользователю дополнительных услуг – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;
• ·  библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.