Операционные системы реферат по информатике, Сочинения из Информатика

Скачай Операционные системы реферат по информатике и еще Сочинения в формате PDF Информатика только на Docsity! Операционные системы, среды и оболочки. Понятие, назначение. Содержание 1. Введение ______________________________________________________3 2. Понятие______________________________ _________________________4 3. Система UNIX __________________________________________________5 4. OS/2___________________________________________________________6 5. Операционная система DOS и Операционная оболочка Windows ________7 6. Сетевые Операционные системы ___________________________________8 7. Назначение _____________________________________________________9 8. Заключение _____________________________________________________9 9. Список литературы ______________________________________________10 1. Введение 1 На сегодняшний момент операционная система Windows фирмы Microsoft во всех 0 0 1 Fее проявлениях, бесспорно, считается самой распространенной опера ционной системой на ПК: в мире более 150 млн. IBM PC-совместимых компьютеров, и система Windows 0 01 Fустановлена на 100 млн. из них. Очевидно, что озна комление с ПК необходимо начинать с ознакомления с Windows, ведь без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей. Знание системы Windows - необходимый кирпичик в стене познания ПК. Операционные системы, развиваясь вместе с ЭВМ, прошли длинный путь от простейших программ в машинных кодах длинной в несколько килобайт до монстров, написанных на языках высокого уровня, размер которых исчисляется десятками мегабайт. Такой значительный рост размера операционных систем обусловлен, главным образом, стремлением разработчиков ’украсить’ операционную систему, расширить ее возможности, добавить возможности, изначально несвойственные операционным системам, а также сделать интерфейс пользователя интуитивным. Все эти попытки дали свои результаты, и положительные, и отрицательные (усложнение настройки и программного интерфейса при упрощении пользовательского). Графический интерфейс пользователя изначально был несвойственен неигровым программам, однако, будучи призванным, облегчить общение пользователя с компьютером и программой, хорошо прижился на IBM PC и стал неотъемлемой частью любой уважающей себя операционной системы. Оболочка Microsoft Windows не была изначально операционной системой, да и сейчас не может считаться полноценной операционной системой, так как она, в некоторых оболочках, существует ’поверх’ операционной системы типа MS-DOS. Она возникла в виде стандартизатора графического интерфейса и прижилась исключительно потому, что пользователь хотел видеть программу, с которой ему часто приходится работать красивой, практичной, удобной и легкой в освоении и использовании. Для ОС UNIX также был создан специальный графический интерфейс- X- Windows; промышленный гигант - фирма IBM выпустила вместе с операционной системой OS/2 свой вариант графического интерфейса пользователя (GUI - Graphics User Interface) - Presentation Manager. После запуска программа обычно создает одно окно, с которым она ассоциируется и работает. Пользователь, работая с окном и находящимися в нем объектами, заставляет операционную систему (или программную оболочку) посылать программе сообщения, активизирующие необходимые пользователю возможности программы. В процессе работы программа также может создавать другие окна (выбора, диалога, 2 ассемблере. В эти десять процентов вошли наиболее критичные по времени части операционной системы. Итак, первым важным и революционным результатом было использование языка высокого уровня. Этот факт вызывал обсуждения, потому что никто не верил, что это может быть долговременно, поскольку всегда язык высокого уровня ассоциировался с большой неэффективностью. Однако опыт показывает, что наиболее живучими оказываются плохие (с этой точки зрения) языки. Итак, 1973 год - год появления написанной на языке Си операционной системы UNIX. Какими основными свойствами обладала эта система? Первое свойство - это концепция файлов. Основным объектом, которым оперирует операционная система, является файл. Файл, с точки зрения операционной системы UNIX, - это внешнее устройство. Файл - это каталог, который содержит информацию о содержащихся в нем файлах. И так далее, на сегодняшний день, файлом может считаться, в некотором смысле и процесс, который может работать. Второе свойство - это особая структура операционной системы. В отличие от предыдущих операционных систем, в которых каждая команда была «зашита» внутрь операционной системы, т.е. ее нельзя было как -либо модифицировать, в UNIX-е проблемы команд решены очень элегантно. Во-первых, UNIX декларирует стандартный интерфейс передачи параметров извне внутрь процесса. Во-вторых, все команды реализованы в виде файлов. Это означает, что можно свободно добавлять новые команды в систему, а также убирать и модифицировать их. То есть система UNIX открыта, и ее можно легко развивать. 4. 0S/2 Все началось с OC VM (Virtual Machine), что вышла в 1972 году. Выпущенный тогда 0 0 1 Fпро дукт назывался VM/370 и был предназначен для поддержания сервера для 0 0 1 Fопределенного коли чества пользователей. Эта ОС, давно отметившая свой 25- 0 0 1 Fлетний юбилей, по истории которой можно изучать развитие техно логий IBM в области серверных операционных систем и сетевых решений, является надежной и мощной базой для организации корпоративной информационно-вычислительной системы, ориентированной на многопользовательскую среду крупной современной фирмы. Система VM/ESA очень эффективно использует возможности аппаратного 0 0 1 Fобеспечения и нес колько менее требовательна к вычислительным ресурсам компьютера по сравнению с OS/390, что делает ее хорошим вариантом для 0 0 1 Fиспользо вания в качестве платформы для корпоративной системы, 0 0 1 Fинформационного сервера круп ной организации или сервера в Интернете. Позже IBM организовала совместный проект компаний Microsoft и IBM, нацеленный на 5 создание операционной системы, лишенной недостатков. Первая версия 0S/2 вышла в конце 1987 года. Она была в 0 01 Fсос тоянии использовать развитые вычислительные возможности процессора и 0 01 Fобладала сред ствами обеспечения 0 0 1 Fсвязи с большими машина ми фирмы IBM. В 1993 году фирма IBM 0 0 1 F выпусти ла 0S/2 2.1, полностью 32-разрядную систему, обладавшую способностью выполнять 0 0 1 Fприложе ния, созданные для Windows, 0 0 1 Fимевшую высокую производитель ность и поддерживающую большое количество периферийных устройств. В 1994 году вышла 0S/2 WARP 3. В этой 0 01 Fреализации, помимо дальнейшего повыше ния производительности и снижения требований к аппаратным ресурсам, появилась поддержка работы в Интернете. Сейчас же из последних версий следует отметить лишь 0S/2 Warp4, 0 01 Fспо собная работать с 64-разрядными процессорами. Кроме того, в ней довольно полно 0 01 Fпредстав лены средства взаимодействия с Интернетом, позволяющие 0S/2 0 01 Fвыполнять не только клиен тские программы, но и выступать в качестве веб-сервера. Начиная с третьей версии, фирмой IBM поставляются локализованные версии 0S/2 для России. Пройдя довольно большой и сложный путь, эта ОС для 0 01 Fперсональных компьютеров об ладает сегодня такими особенностями, как реальная многозадачность, продуманные и 0 0 1 Fна дежные подсистемы управления 0 0 1 Fпамятью и ад министрирования процессов, 0 0 1 Fвстроенная под держка работы в сети и дополнительные функции сетевого сервера, мощный язык 0 01 Fпрограммирова ния REXX, предназначенный для решения задач системного администрирования. Перечисленные возможности позволяют использовать 0S/2 в 0 01 F 0 0 1 Fка честве операционной системы для мощных рабо чих станций или сетевых серверов. 5. Операционная система DOS и Операционная оболочка Windows Операционная система DOS состоит из следующих частей: Базовая система ввода-вывода (ВIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода- вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы. Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой 6 программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS. Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле! COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, (например Туре, Dir или Сор) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS). Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д. Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся Операционная оболочка Windows - это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество удобств для программистов и пользователей. Большинство пользователей компьютеров используют Windows и разнообразные прикладные программы под Windows в своей работе. Широчайшее распространение Microsoft Windows сделало ее фактическим стандартом для IBM. В ОС Windows гораздо лучше, по сравнению с другими ОС, налажено взаимодействие между пользователем и компьютером. Большинство повседневных задач выполняется с меньшими, чем когда-либо затратами времени. Решено также большинство проблем с распределением памяти. Встроенная сетевая поддержка делает тривиальной задачей надежный обмен информацией по сети. В Windows, предусмотрена возможность давать файлам длинные имена, что значительно облегчает работу пользователя. Поддержка в Windows стандарта "plug-and-play" упрощает модернизацию оборудования. Ярлыки помогают быстро обращаться к часто используемым файлам, программам и папкам. Большая часть всего этого достигнута без ущерба для производительности. А многие процессы, например печать, идут теперь гораздо быстрее благодаря 32-битному режиму и другим усовершенствованиям. 7 • 0 01 Fимеется около десятка форматов дискет, и операционная систе ма должна уметь работать со всеми этими форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата должна осуществляться абсолютно одинаково; • файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие именно. Все функции по обслуживанию таблиц размещения файлов, поиску информации в них, выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего не знать о них; • 0 01 Fво время работы программы копирования может возникать не сколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для 0 0 1 F 0 0 1 Fкопируе мого файла и т.д. Для всех этих ситуаций необходимо предус мотреть соответствующие сообщения и корректирующие действия. ОС скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например копирование или печать файлов. 0 0 1 FОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, переда ет им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу 0 0 1 Fвыполняемых программ и освобождает занимаемую про граммами оперативную память при их завершении. Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности: • системы пакетной обработки (например, OC EC), • системы разделения времени (UNIX, VMS), • системы реального времени (QNX, RT/11). Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств 10 вычислительной машины; так, например, в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается "выгодное" задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя. Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя. Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как 11 гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ. Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом. Сетевые операционные системы имеют разные свойства в зависимости от того, предназначены они для сетей масштаба рабочей группы (отдела), для сетей масштаба кампуса или для сетей масштаба предприятия. • Сети отделов - используются небольшой группой сотрудников, решающих общие задачи. Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Сети отделов обычно не разделяются на подсети. • Сети кампусов - соединяют несколько сетей отделов внутри отдельного здания или внутри одной территории предприятия. Эти сети являются все еще локальными сетями, хотя и могут покрывать территорию в несколько квадратных километров. Сервисы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к базам данных предприятия, доступ к факс- серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. • Сети предприятия (корпоративные сети) - объединяют все компьютеры всех территорий отдельного предприятия. Они могут покрывать город, регион или даже континент. В таких сетях пользователям предоставляется 12