Обзор операционных систем. Рассмотрение конкретных операционных систем (unix, Windows, Linux).
История UNIXначалась в 60-ые годы, когда сотрудник лабораторииBellLabsкрупнейшей телекоммуникационной компании в миреAT&TКен Томпсон написал на ассемблере операционную систему, которая в шутку была названаUNICS(UNiplexedInformationfndComputingService– примитивная информационная и вычислительная служба). Впоследствии название было изменено наUNIX.
Операционная система UNIXпредставляет собой интерактивную систему, используемую для одновременной поддержки нескольких процессов и нескольких пользователей. В ОСUNIXесть достаточное количество средств, позволяющих программистам совместно работать и управлять использованием общей информации.
ОС UNIXпредназначена для опытных программистов. Это мощная и гибкая система. Она характеризуется небольшим количеством базовых элементов, которые можно комбинировать бесконечным числом способов, чтобы приспособить их для конкретного приложения. Одно из основных правил системыUNIXзаключается в том, что каждая программа должна выполнять всего одну функцию, но делать это хорошо. В системе устранена бесполезная избыточность. Например, зачем писать «copy», когда достаточно «ср».
Операционную систему UNIXможно рассматривать в виде пирамиды:
Рис. Уровни операционной системы UNIX.
У основания пирамиды располагается аппаратное обеспечение, состоящее из ЦП, памяти, дисков, терминалов и других устройств. На аппаратном обеспечении работает система UNIX. Ее функция заключается в управлении аппаратным обеспечением и представлении всем программам системных вызовов. Эти системные вызовы позволяют программам создавать процессы, файлы и прочие ресурсы и управлять ими.
Программы обращаются к системным вызовам, помещая аргументы в регистры ЦП и выполняя команды прерывания для переключения из пользовательского режима в режим ядра и передачи управления операционной системе UNIX.
Помимо ОС и библиотеки системных вызовов, все версии UNIXсодержат большое количество стандартных программ, некоторые из них описываются стандартомPOSIX1003.2, тогда как другие могут различаться в разных версиях системы. К этим программам относятся: командный процессор (оболочка), компиляторы, редакторы, программы обработки текста и утилиты для работы с файлами. Именно эти программы и запускаются пользователем с терминала.
Таким образом, существует три интерфейса в ОС UNIX: интерфейс системных вызовов, интерфейс библиотечных функций и интерфейс, образованный набором стандартных обслуживающих программ. Последний интерфейс большинство пользователей считает самой системойUNIX. В действительности он не имеет практически никакого отношения к самой системе и легко может быть заменен. В некоторых версиях системы, например, этот ориентированный на ввод с клавиатуры интерфейс пользователя был заменен на графический интерфейс, ориентированный на использование мыши, для чего не потребовалось никаких изменений в самой системе. Именно эта гибкость сделала системуUNIXстоль популярной и позволила ей пережить многочисленные изменения технологий, лежащей в ее основе.
Процессы UNIXочень похожи на последовательные классические процессы. Каждый процесс запускает одну программу и изначально получает один поток управления. У процесса есть один счетчик команд, указывающий на следующую исполняемую команду процесса. Большинство версийUNIXпозволяют процессу после того, как он запущен, создавать дополнительные потоки.
UNIXпредставляет собой многозадачную систему, так что несколько независимых процессов могут работать одновременно. У каждого пользователя может быть одновременно несколько активных процессов, так что в большой системе могут одновременно работать несколько сотен и даже тысяч процессов. На большинстве однопользовательских рабочих станций работают десятки фоновых процессов. Они запускаются автоматически при загрузке системы. Файловая система вUNIX– иерархическая, с файлами и каталогами. Все диски монтируются в единое дерево каталогов, начинающееся в одном корне. Отдельные файлы могут быть связаны с любым каталогом дерева.
Обзор операционной системы Windows.
Операционные системы корпорации Microsoftможно разделить на три семейства:MS-DOS,ConsumerWindows(Windows95/98/Me) иWindowsNT.
История Windows, как и историяMicrosoft, началась в 1981 году, когда корпорацияIBMсоздала персональный компьютерIBMPC, оснащенный 16-ти разрядной однопользовательской операционной системой реального режима с командной строкойMS-DOS1.0. Данная операционная система поставлялась фирмойMicrosoft, известной в те годы как разработчик интерпретатораBasic. Через два года была выпущена более мощная операционная системаMS-DOS2.0. В 1986 году появился новый компьютерIBMPC/ATна базе процессораIntel286 совместно с операционной системойMS-DOS3.0 фирмыMicrosoft. Однако новая версия операционной системы по-прежнему оставалась системой с командной строкой. ЗатемMicrosoftрешила добавить к операционной системеMS-DOSграфический интерфейс пользователя, которую она назвалаWindows. Операционная системаWindows1.0 иWindows2.0 (выпущенные в 1985 и 1987 г.) оказались неудачными. Наконец, версия 3.0 (1990 год), выпущенная для компьютера с процессоромIntel386, и особенно последующие версии 3.1 и 3.11 добились большого коммерческого успеха. Однако данные системы по-прежнему оставались графическим интерфейсом поверхMS-DOS, которая по-прежнему управляла машиной и файловой системой.
В 1995 году вышла версия Windows95, в которой почти все функции были перенесены вWindows, и почти произошло полное вытеснениеMS-DOS. Однако новая версияWindowsне смогла полностью заменитьMS-DOS, так как операционная система была написано большей частью на языке программирования «Ассемблер», что сильно ограничивало ее функциональные возможности.
В 1998 году вышла версия Windows98, которая отличалась от 95 версии в основном только в интерфейсе пользователя, интегрировавшем в себеInternetи рабочий стол пользователя. В версии 98 по-прежнему оставалось присутствиеMS-DOS.
В 2000 году корпорация Microsoftвыпустила слегка измененную версиюWindows98 с небольшими исправлениями ошибок. Новая версия называласьWindowsMillenniumEdition.
Все представленные версии Windowsв общем виде представляли собой 32-х разрядную операционную систему, наложенную на 16-ти разрядную системуMS-DOS. Что рано или поздно привело бы к коммерческому провалу, так как из-за наложения систем и малого разряда самой системы довольно часто возникали ошибки, к тому же сама система имела невысокую производительность. Поэтому в компании приступили к разработке совершенно новой 32-х разрядной системы, полностью не зависящей отMS-DOS. Данная версия получила названиеWindowsNT. Во главе угла данной операционной системе стояла безопасность и высокая надежность. Система была написана на языке программирования «С» с небольшими включениями на языке «Ассемблер». Как показала история выбор, сделанный в корпорацииMicrosoftоказался правильным.
В итоге версия Windows2000 стала современной операционной системой, работающих на настольных ПК и серверах. Система является полностью 32-х разрядной многозадачной системой с индивидуально защищенными процессами. Еще одним значительным усовершенствованиемWindows2000 стала ее интернациональность, так как система состоит из единого двоичного кода, признанного во всех странах мира.
В дальнейшем корпорация Microsoftвыпустила ОСWindowsXP(октябрь 2001 года).
4.8. Операционные системы Windows, Unix, Linux
В настоящее время большинство компьютеров в мире работают под управлением той или иной версии операционной среды Windows фирмы Microsoft. Охарактеризуем наиболее распространенные версии.
Windows NT (NT — англ. New Technology) — это операционная система, а не просто графическая оболочка. Она использует все возможности новейших моделей персональных компьютеров и работает без DOS. Windows NT — 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое. Эта операционная система очень удобна для пользователей, работающих в рамках локальной сети, для коллективных пользователей, особенно для групп, работающих над большими проектами и обменивающихся данными.
Windows 95 представляет собой универсальную высокопроизводительную многозадачную и многопотоковую 32-разрядную ОС нового поколения с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Windows 95 — интегрированная среда, обеспечивающая эффективный обмен информацией между отдельными программами и предоставляющая пользователю широкие возможности работы с мультимедиа, обработки текстовой, графической, звуковой и видеоинформации. Интегрированность подразумевает также совместное использование ресурсов компьютера всеми программами.
Эта операционная система обеспечивает работу пользователя в сети, предоставляя встроенные средства поддержки для обмена файлами и меры по их защите, возможность совместного использования принтеров, факсов и других общих ресурсов. Windows 95 позволяет отправлять сообщения электронной почтой, факсимильной связью, поддерживает удаленный доступ. Применяемый в Windows 95 защищённый режим не позволяет прикладной программе в случае сбоя нарушить работоспособность системы, надежно предохраняет приложения от случайного вмешательства одного процесса в другой, обеспечивает определённую устойчивость к вирусам.
Пользовательский интерфейс Windows 95 прост и удобен. В отличие от оболочки Windows 3.х, эта операционная система не нуждается в установке на компьютере операционной системы DOS. Она предназначена для установки на настольных ПК и компьютерах блокнотного типа с процессором 486 или Pentium. Рекомендуемый размер оперативной памяти 32—128 Мбайт. После включения компьютера и выполнения тестовых программ BIOS операционная система Windows 95 автоматически загружается с жесткого диска. После загрузки и инициализации системы на экране появляется рабочий стол, на котором размещены различные графические объекты. Пользовательский интерфейс спроектирован так, чтобы максимально облегчить усвоение этой операционной системы новичками и создать комфортные условия для пользователя.
Windows 98 отличается от Windows 95 тем, что в ней операционная система объединена с браузером Internet Explorer посредством интерфейса, выполненного в виде Web-браузера и оснащенного кнопками «Назад» и «Вперед» для перехода на предыдущую и последующую Web-страницы. Кроме этого, в ней улучшена совместимость с новыми аппаратными средствами компьютера, она одинаково удобна как для использования на настольных, так и на портативных компьютерах.
Windows 2000 Professional — операционная система нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах — от портативных до серверов. Эта ОС является наилучшей для ведения коммерческой деятельности в Интернете. Она объединяет присущую Windows 98 простоту использования в Интернете, на работе, в пути с присущими Windows NT надежностью, экономичностью и безопасностью.
Windows CE 3.0 — операционная система для мобильных вычислительных устройств, таких, как карманные компьютеры, цифровые информационные пейджеры, сотовые телефоны, мультимедийные и развлекательные приставки, включая DVD — проигрыватели и устройства целевого доступа в Интернет.
Операционная система Windows CE — 32-разрядная, многозадачная, многопоточная операционная cистема, имеющая открытую архитектуру, разрешающую использование множеств устройств. Windows CE позволяет устройствам различных категорий «говорить» и обмениваться информацией друг с другом, связываться с корпоративными сетями и с Интернет, пользоваться электронной почтой.
Windows CE компактна, но высокопроизводительна. Это мобильная система, функционирующая с микропроцессорами различных марок и изготовителей. Для нее есть программы Word и Excel, которые совместимы с их настольными аналогами. Имеет интегрированную систему управления питанием.