Операционные системы

и обрабатывающих программ, предназначенных для управления устройствами, управления вычислительными процессами,

эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений, а также выступающих как интерфейс между устройствами и прикладными программами

ряд радикальных изменений. Для аппаратных средств смена поколений связана с

принципиальными достижениями в области электронных компонент (лампы, транзисторы, интегральные микросхемы, БИС, СБИС). Как известно, смена поколений на каждом этапе сопровождалась уменьшением габаритов и стоимости и увеличением быстродействия и объемов памяти.

Нулевое поколение (40-е годы)
Первое поколение (50-е годы)
Второе поколение (Начало 60-х годов)
Третье поколение (Середина 60-х – середина 70-х)
Четвертое поколение (Середина 70-х – н.в.)

машинных командах
Организация вычислительного процесса осуществляется вручную программистом
Во время ввода и

вывода центральный процессор простаивает

Все ресурсы – на решение одной задачи во время работы программиста

Восстановление работоспособности после ошибки – задача программиста

стандартных программ ввода/вывода;

возможность автоматического перехода от программы к программе;
средства восстановления

после ошибок (очистка регистров машины после аварийного завершения задачи и запуск следующей при минимальном вмешательстве оператора);

языки управления заданиями (возможность подробно описывать задания и требуемые ресурсы).

Основная задача – пакетная обработка потока задач

Все ресурсы ЭВМ – одной задаче

ЦП свободен во время операций ввода-вывода
Разделение ОС на
системы разделения

времени
системы реального времени

Операционная система второго поколения является системой коллективного пользования с мультипрограммным режимом работы или системой мультипроцессорного типа.
В мультипрограммных вычислительных системах в оперативной памяти находится одновременно несколько программ, а центральный процессор быстро переключается с выполнения одной программы на другую.

Системы разделения времени предоставляют пользователю возможность непосредственно взаимодействовать с компьютером при помощи терминалов, они функционируют в интерактивном (диалоговом) режиме. При этом исправление ошибок в программах осуществляется за минуты или секунды вместо часов и дней в системах пакетной обработки, что способствует повышению производительности труда программиста. (MULTICS, TSS IBM).
Системы реального времени используются при управлении технологическими процессами или объектами, в бортовых вычислительных системах и т.п. Такие ОС часто работают с недогрузкой, т.к. для них основное требование – быть в состоянии постоянной готовности и быстро реагировать на предусмотренные события (CP-67/CMS фирмы IBM; VMOS фирмы RCA).

Labs, 1969
Они обеспечивают обработку информации во всех известных режимах:

пакетную обработку;
разделение времени;
режим реального времени;
мультипроцессорный режим.

Универсальность этих систем обусловила их громоздкость и дороговизну. Для работы с ними пользователю приходилось изучать сложные языки управления заданиями, чтобы уметь описывать задания и требуемые ресурсы.

интерфейсными средствами приема-передачи данных и могут использоваться в качестве терминалов

мощных ВС. При этом усложнились проблемы защиты информации от возможного несанкционированного доступа.

Операционные системы четвертого поколения имеют следующие особенности:
дружественный интерфейс, ориентированный на неподготовленного пользователя использование концепции виртуальных машин, благодаря которой пользователь избавлен от необходимости знать физические особенности машин и систем; он имеет дело с функциональным эквивалентом компьютера, создаваемым для него операционной системой и называемым виртуальной машиной;

Распределенная обработка данных: целесообразнее иметь вычислительные мощности там, где они необходимы, вместо того, чтобы передавать данные для обработки в вычислительные центры.

со средствами Интернет
Компьютер – средство коммуникации
Корпоративные ОС
Многоплатформенность, единая справочная служба,

безопасность, удобство, совместимость во взаимодействии с другими ОС.

Расширяемость.. Расширяемость достигается за счёт модульной структуры ОС, при которой программы строятся из набора отдельных модулей, взаимодействующих только через программный интерфейс (UNIX).

Переносимость (многоплатформенность) – свойство кода ОС легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа; а также с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа. Такие ОС имеют несколько вариантов реализации для разных платформ.

Совместимость. Понятие совместимости означает поддержку пользовательских интерфейсов других ОС, а также наличие средств для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС
Надежность и отказоустойчивость. Система должна быть защищена от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов.

Безопасность. Современная ОС должна защищать данные и другие ресурсы вычислительной системы от несанкционированного доступа

Производительность. ОС должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяет аппаратная платформа

запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти

и др.).
Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
Обеспечение пользовательского интерфейса.
Сохранение информации об ошибках системы.

ресурсов вычислительной системы между процессами.
Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
Организация

надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа

координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память,

внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

основными ресурсами компьютера (процессорами, устройствами, памятью), особенностями использованных методов проектирования,

типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.
 
Существует несколько классификаций операционных систем, в которых выделяют определенные критерии, отражающие разные существенные характеристики систем. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся:

круга задач, включая запуск различных приложений, разработку и отладку программ,

работу с сетью и мультимедиа.

2. Системы реального времени.

Предназначены для работы в контуре управления объектами.

3. Прочие специализированные системы.

Это различные ОС, ориентированные, прежде всего на эффективное решение определенного класса, с большим или меньшим ущербом для прочих задач

задания

2. Диалоговые ОС, выполняющие задания пользователя в интерактивном режиме

3. ОС

с графическим интерфейсом

4. Встроенные ОС, не взаимодействующие с пользователем

5. Взаимодействующие с пользователем через сеть

в каждый момент времени может существовать не более чем один

пользовательский процесс. Однако, одновременно с этим, могут работать системные процессы

2. Многозадачные ОС.

Они обеспечивают параллельное выполнение некоторых пользовательских процессов. Реализация многозадачности требует значительного усложнения алгоритмов и структур данных, используемых в системе.

доступ к ресурсам. Подобные системы приемлемы в основном на изолированных

компьютерах.

2. Многопользовательские ОС.

Их важной компонентой являются средства защиты данных и процессов каждого пользователя, основанные на понятии владельца ресурса и на точном указании прав доступа, предоставленных каждому пользователю системы.

системы входит эффективное распределение выполняемых заданий по процессорам и организация

согласованной работы всех процессоров.

3. Сетевые ОС.

Они включают возможность доступа к другим компьютерам локальной сети, работы с файловыми и другими серверами.

4. Распределенные ОС.

Распределенная система, используя ресурсы локальной сети, представляет их пользователю как единую систему, не разделенную на отдельные машины.

Наноядро

6. Гибридное ядро

LINUX: руководство по операционной системе: В 2т.: Пер. с англ.

–К.: Издательская группа BHV, 1998.
Дейтел Г. Введение в операционные системы: В 2-х т. / Пер. с англ. - М.: Мир, 1987
Кейлингерт П., Элементы операционных систем, М."Мир", 1985
Кейслер С., Проектирование операционных систем для малых ЭВМ, М."Мир", 1986.
[Колин 1975] Колин А., Введение в операционные системы, М."Мир", 1975.
[Цикритизис 1977] Цикритизис Д., Бернстайн Ф., Операционные системы, М."Мир", 1977.
Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М. Компьютерные сети. - К.: Юниор, 1998.
[Блэк 1990] Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, ста
В.Г. Олифер Н.А. Олифер Компьютерные сети,принципы,технологии,протоколы [Электронный ресурс].  Режим доступа: http://sumi.ustu/it/nets/Olifer/index.htm