Файл: Сетевые операционные системы ( Операционные системы. Понятие, классификация ).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня повсеместно известно, что глобальная информатизация и компьютеризация общества являются одним из наиболее стремительно развивающихся общественных явлений. Оно распространяется и множится, и при сложившихся условиях не представляется скорый спад темпов, наоборот – они только растут, порождая новые проблемы и вопросы. Так, появление и последующее стремительное развитие новой техники и технологий можно охарактеризовать ускоренными изменениями в концептуальных представлениях, технических средствах, а также методах и средах их внедрения и использования. Такие темпы развития и распространения технологий говорят также о том, что умение обращаться с разнообразными техническими средствами обработки информации (ПК, смартфоны, др. гаджеты) становится не только полезным, но необходимым.

В частности, новейшие технологии широко задействованы в промышленных компаниях, на производстве, в малых и больших компаниях, где используются для оптимизации управления, принятия решений, отладки производственных процессов и мн. др. Разумеется, качественная реализация всех этих функций не представляется возможной без применения персональных компьютеров, новейшей сетевой и многофункциональной техники. А основой любого компьютера является операционная система. Она загружает компьютер, предоставляет удобный интерфейс, отлаживает все процессы. В производственных условиях наиболее целесообразно использование сетевых операционных систем, что позволит создать некую общность процессов и коммуникаций в организации.

Таким образом, определяется цель исследования – изучение сетевых операционных систем.

Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:

• охарактеризовать понятие и сущность операционных систем;
• привести классификацию операционных систем;
• рассмотреть основную характеристику сетевых операционных систем;
• проанализировать основные функции, достоинства и недостатки сетевых операционных систем;
• произвести общий обзор наиболее распространенных сетевых операционных систем;
• подвести итоги исследования.

Объектом исследования выступают операционные системы, а предметом – сетевые операционные системы.

Теоретической базой выполнения работы стали научные труды и тексты таких отечественных и зарубежных исследователей проблемы, как Костромин В., Литвин О., Мертенс П., Джонс Д. и др. Опыт названных исследователей позволяет рассмотреть предмет с разных сторон и с учетом различных точек зрения.

Структура работы содержит две главы. Первая глава состоит из двух параграфов, вторая – из трех. Также в работу включены такие структурные элементы, как введение, заключение и список использованных источников.

1. Операционные системы. Понятие, классификация

1.1 Сущность и понятие операционных систем

Операционная система – комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (Вычислительная система – взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней^[1].

Назначение операционной системы – организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса (Интерфейс – совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и вычислительной системой, т.е. операционная система предоставляет пользователю виртуальную вычислительную систему^[2]. Это означает, что операционная система в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях вычислительной системы, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные операционные системы на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.

В программном обеспечении вычислительной системы операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного процесса. Любая из компонент программного обеспечения обязательно работает под управлением операционной системы.

В соответствии с условиями применения различают три режима операционной системы: пакетной обработки, разделения времени и реального времени.

В режиме пакетной обработки операционной системы последовательно выполняет собранные в пакет задания. В этом режиме пользователь не имеет контакта с ЭВМ, получая лишь результаты вычислений.

В режиме разделения времени операционная система одновременно выполняет несколько задач, допуская обращение каждого пользователя к ЭВМ.

В режиме реального времени операционная система обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с операционной системе реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным^[3].

Классификация операционных систем

Существует несколько схем классификации операционных систем. Ниже приведена классификация по некоторым признакам с точки зрения пользователя.

По количеству одновременно работающих пользователей:

• Однопользовательские операционные системы позволяют работать на компьютере только одному человеку.
• Многопользовательские операционные системы поддерживают одновременную работу на ЭМВ нескольких пользователей за различными терминалами.

По числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы:

• Однозадачные операционные системы поддерживают выполнение только одной программы в отдельный момент времени, то есть позволяют запустить одну программу в основном режиме.
• Многозадачные операционные системы (мультизадачные) поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы на некотором отрезке времени, то есть позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу^[4].

При многозадачном режиме, в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей, время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором, Параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.

Современные операционные системы поддерживают многозадачность, создавая иллюзию одновременной работы нескольких программ на одном процессоре. На самом деле за фиксированный период времени процессор обрабатывает только один процесс, а процессорное время делится между программами, организуя тем самым параллельную работу. Это замечание не относится к многопроцессорным системам, в которых в действительности в один момент времени могут выполняться несколько задач.

Многозадачная операционная система, решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный (многозадачный) режим. Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе выделяется квант процессорного времени, по истечении которого управление передается другой программе. Говорят, что первая программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают пользовательские программы большинства операционных систем.

По количеству поддерживаемых процессоров (однопроцессорные, многопроцессорные):

Многопроцессорные операционные системы поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи. При многопроцессорном режиме работы два или несколько соединенных и примерно равных по характеристикам процессора совместно выполняют один или несколько процессов (программ или наборов команд). Цель такого режима – увеличение быстродействия или вычислительных возможностей.

Многопроцессорные операционные системы разделяют на симметричные и асимметричные. В симметричных операционных системах на каждом процессоре функционирует одно и то же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из процессоров доступна вся память.

В асимметричных операционных системах процессоры неравноправны. Обычно существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор^[5].

По типу доступа пользователя к ЭВМ (с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени):

Операционные системы пакетной обработки: в них из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности.

Операционные системы разделения времени обеспечивают одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается, и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т.д. в соответствии с циклическим алгоритмом.

Операционные системы 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. При таком режиме ЭВМ управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно поступающую от объекта управления.

По разрядности кода операционной системы: восьмиразрядные, шестнадцатиразрядные, тридцатидвухразрядные, шестидесяти четырехразрядные:

Разрядность кода – это разрядность используемых аппаратных средств (например, использование 32–разрядных регистров для процессоров). Подразумевается, что разрядность операционной системы не может превышать разрядности процессора^[6].

По типу интерфейса: командные (текстовые), объектно–ориентированные (как, правило, графические):

Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ. Пользовательский интерфейс бывает командным и объектно–ориентированным.

Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера^[7]. При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью монитора. Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть консолью.

Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой строку приглашения. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter. После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.

Объектно–ориентированный интерфейс – это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т.д.

Разновидностью объектно–ориентированного интерфейса является графический WIMP – интерфейс (Window – окно, Image – образ, Menu – меню, Pointer – указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов – меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается «опосредованно», через графические образы. Этот вид интерфейса реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и «чистый» WIMP–интерфейс, пример графический WIMP–интерфейс операционной системы Windows^[8].