Разное

Хронологическая последовательность появления операционных систем: Хронология операционных систем — это… Что такое Хронология операционных систем?

11.05.2021

Содержание

Хронология операционных систем — это… Что такое Хронология операционных систем?

Хронология операционных систем

Эта статья даёт хронологию появления операционных систем от 1955 до 2012 года.

См. также

Примечания

Категории:
  • Операционные системы
  • Хронология технологий
  • История компьютерной техники

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Давид Боуден
  • Самуэль, Вальтер

Смотреть что такое «Хронология операционных систем» в других словарях:

  • Список операционных систем — Это список известных операционных систем. Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX подобные, пост UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или …   Википедия

  • Хронология развития вычислительной техники — Паскалина Блеза Паскаля (1640) …   Википедия

  • Хронология OS/2 — OS/2 Warp Разработчик Microsoft Семейство ОС OS/2 Исходный код Закрытый исходный код Последняя версия 4. 52 декабрь 2001 Тип ядра модульное Интерфейс графический Л …   Википедия

  • Сравнение файловых систем — Пожалуйста, улучшите и дополните этот раздел. Замечания о том, что нужно у …   Википедия

  • Вредоносные программы для Unix-подобных систем — Вероятно, первые компьютерные вирусы для семейства ОС Unix были написаны Фредом Коэном в ходе проведения экспериментов. В конце 1980 х появились первые публикации с исходными текстами вирусов на языке sh.[1] …   Википедия

  • Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS)  комплекс управляющих и… …   Википедия

  • Список хронологий —   Это служебный список ст …   Википедия

  • ОC —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавл …   Википедия

  • Операционные системы —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавливается на информационные статьи списки и глоссари …   Википедия

  • GCOS — /джикос/ (General Comprehensive Operating System)  семейство операционных систем ориентированных для работы на Мейнфреймах. Их первый представитель был разработан компанией General Electric в 1962 г.; и изначально она называлась GECOS… …   Википедия

Хронология операционных систем — это… Что такое Хронология операционных систем?

Хронология операционных систем

Эта статья даёт хронологию появления операционных систем от 1955 до 2012 года.

См. также

Примечания

Категории:
  • Операционные системы
  • Хронология технологий
  • История компьютерной техники

Wikimedia Foundation.

2010.

  • Давид Боуден
  • Самуэль, Вальтер

Смотреть что такое «Хронология операционных систем» в других словарях:

  • Список операционных систем — Это список известных операционных систем. Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX подобные, пост UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или …   Википедия

  • Хронология развития вычислительной техники — Паскалина Блеза Паскаля (1640) …   Википедия

  • Хронология OS/2 — OS/2 Warp Разработчик Microsoft Семейство ОС OS/2 Исходный код Закрытый исходный код Последняя версия 4.52 декабрь 2001 Тип ядра модульное Интерфейс графический Л …   Википедия

  • Сравнение файловых систем — Пожалуйста, улучшите и дополните этот раздел. Замечания о том, что нужно у …   Википедия

  • Вредоносные программы для Unix-подобных систем — Вероятно, первые компьютерные вирусы для семейства ОС Unix были написаны Фредом Коэном в ходе проведения экспериментов. В конце 1980 х появились первые публикации с исходными текстами вирусов на языке sh.[1] …   Википедия

  • Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS)  комплекс управляющих и… …   Википедия

  • Список хронологий —   Это служебный список ст …   Википедия

  • ОC —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавл …   Википедия

  • Операционные системы —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавливается на информационные статьи списки и глоссари …   Википедия

  • GCOS — /джикос/ (General Comprehensive Operating System)  семейство операционных систем ориентированных для работы на Мейнфреймах. Их первый представитель был разработан компанией General Electric в 1962 г.; и изначально она называлась GECOS… …   Википедия

Хронология операционных систем — это… Что такое Хронология операционных систем?

Хронология операционных систем

Эта статья даёт хронологию появления операционных систем от 1955 до 2012 года.

См. также

Примечания

Категории:
  • Операционные системы
  • Хронология технологий
  • История компьютерной техники

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Давид Боуден
  • Самуэль, Вальтер

Смотреть что такое «Хронология операционных систем» в других словарях:

  • Список операционных систем — Это список известных операционных систем. Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX подобные, пост UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или …   Википедия

  • Хронология развития вычислительной техники — Паскалина Блеза Паскаля (1640) …   Википедия

  • Хронология OS/2 — OS/2 Warp Разработчик Microsoft Семейство ОС OS/2 Исходный код Закрытый исходный код Последняя версия 4.52 декабрь 2001 Тип ядра модульное Интерфейс графический Л …   Википедия

  • Сравнение файловых систем — Пожалуйста, улучшите и дополните этот раздел. Замечания о том, что нужно у …   Википедия

  • Вредоносные программы для Unix-подобных систем — Вероятно, первые компьютерные вирусы для семейства ОС Unix были написаны Фредом Коэном в ходе проведения экспериментов. В конце 1980 х появились первые публикации с исходными текстами вирусов на языке sh. [1] …   Википедия

  • Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS)  комплекс управляющих и… …   Википедия

  • Список хронологий —   Это служебный список ст …   Википедия

  • ОC —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавл …   Википедия

  • Операционные системы —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавливается на информационные статьи списки и глоссари …   Википедия

  • GCOS — /джикос/ (General Comprehensive Operating System)  семейство операционных систем ориентированных для работы на Мейнфреймах. Их первый представитель был разработан компанией General Electric в 1962 г. ; и изначально она называлась GECOS… …   Википедия

Хронология операционных систем — это… Что такое Хронология операционных систем?

Хронология операционных систем

Эта статья даёт хронологию появления операционных систем от 1955 до 2012 года.

См. также

Примечания

Категории:
  • Операционные системы
  • Хронология технологий
  • История компьютерной техники

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Давид Боуден
  • Самуэль, Вальтер

Смотреть что такое «Хронология операционных систем» в других словарях:

  • Список операционных систем — Это список известных операционных систем.

    Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX подобные, пост UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или …   Википедия

  • Хронология развития вычислительной техники — Паскалина Блеза Паскаля (1640) …   Википедия

  • Хронология OS/2 — OS/2 Warp Разработчик Microsoft Семейство ОС OS/2 Исходный код Закрытый исходный код Последняя версия 4.52 декабрь 2001 Тип ядра модульное Интерфейс графический Л …   Википедия

  • Сравнение файловых систем — Пожалуйста, улучшите и дополните этот раздел. Замечания о том, что нужно у …   Википедия

  • Вредоносные программы для Unix-подобных систем — Вероятно, первые компьютерные вирусы для семейства ОС Unix были написаны Фредом Коэном в ходе проведения экспериментов. В конце 1980 х появились первые публикации с исходными текстами вирусов на языке sh.

    [1] …   Википедия

  • Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS)  комплекс управляющих и… …   Википедия

  • Список хронологий —   Это служебный список ст …   Википедия

  • ОC —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавл …   Википедия

  • Операционные системы —       Служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавливается на информационные статьи списки и глоссари …   Википедия

  • GCOS — /джикос/ (General Comprehensive Operating System)  семейство операционных систем ориентированных для работы на Мейнфреймах. Их первый представитель был разработан компанией General Electric в 1962 г. ; и изначально она называлась GECOS… …   Википедия

Рассматривая эволюцию операционных систем мы будем рассматривать, в первую очередь, историю развития вычислительных систем, потому что компьютерное железо(Hardware) и программное обеспечение (Software) эволюционировали совместно, оказывая взаимное влияние друг на друга.

Эволюция операционных систем

 

Появление новых технических возможностей приводило к прорыву в области создания удобных, эффективных и безопасных программ, а свежие идеи в программной области стимулировали поиски новых технических решений. Именно эти критерии – удобство, эффективность и безопасность – играли роль факторов естественного отбора при эволюции вычислительных систем.  

Выделяется четыре периода развития вычислительной техники и операционных систем, рассмотрим их более подробно.

1. Первый период (1945–1955 гг.)

Ламповые машины. Операционных систем нет

 

электронно-вакуумная лампа

Мы начнем исследование развития компьютерных комплексов с появления электронных вычислительных систем (опуская историю механических и электромеханических устройств). Первые шаги в области разработки электронных вычислительных машин были предприняты в конце Второй мировой войны. В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти машины (John Von Neumann, июнь 1945 г.).

В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не регулярное использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. За пультом мог находиться только один пользователь.

ЭВМ Марк-I

 

Программа загружалась в память машины в лучшем случае с колоды перфокарт, а обычно с помощью панели переключателей. Вычислительная система выполняла одновременно только одну операцию (ввод-вывод или собственно вычисления). Отладка программ велась с пульта управления с помощью изучения состояния памяти и регистров машины.

В конце этого периода появляется первое системное программное обеспечение: в 1951–1952 гг. возникают прообразы первых компиляторов с символических языков (Fortran и др.), а в 1954 г. Nat Rochester разрабатывает Ассемблер для IBM-701.

Существенная часть времени уходила на подготовку запуска программы, а сами программы выполнялись строго последовательно. Такой режим работы называется последовательной обработкой данных.

В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования.

2. Второй период (1955 г.–начало 60-х)

Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы

 

Транзистор

С середины 50-х годов начался следующий период в эволюции вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы – полупроводниковых элементов. Применение транзисторов вместо часто перегоравших электронных ламп привело к повышению надежности компьютеров. Теперь машины могут непрерывно работать достаточно долго, чтобы на них можно было возложить выполнение практически важных задач. Снижается потребление вычислительными машинами электроэнергии, совершенствуются системы охлаждения. Размеры компьютеров уменьшились. Снизилась стоимость эксплуатации и обслуживания вычислительной техники. Началось использование ЭВМ коммерческими фирмами.

Одновременно наблюдается бурное развитие алгоритмических языков (LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.). Появляются первые настоящие компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм. Упрощается процесс программирования. Пропадает необходимость взваливать на одних и тех же людей весь процесс разработки и использования компьютеров. Именно в этот период происходит разделение персонала на программистов и операторов, специалистов по эксплуатации и разработчиков вычислительных машин.

Большая электронно-счетная машина БЭСМ-6

 

Изменяется сам процесс прогона программ. Теперь пользователь приносит программу с входными данными в виде колоды перфокарт и указывает необходимые ресурсы. Такая колода получает название задания. Оператор загружает задание в память машины и запускает его на исполнение. Полученные выходные данные печатаются на принтере, и пользователь получает их обратно через некоторое (довольно продолжительное) время.

Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения программ, в результате процессор часто простаивает. Для повышения эффективности использования компьютера задания с похожими ресурсами начинают собирать вместе, создавая пакет заданий.

Появляются первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизируют запуск одной программы из пакета за другой и тем самым увеличивают коэффициент загрузки процессора.

При реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине.

Системы пакетной обработки стали прообразом современных операционных систем, они были первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом

 

3. Третий период (начало 60-х – 1980 г.)

 Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС

 

Интегральная схема

Следующий важный период развития вычислительных машин относится к началу 60-х – 1980 г. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам. Вычислительная техника становится более надежной и дешевой. Растет сложность и количество задач, решаемых компьютерами. Повышается производительность процессоров.

Повышению эффективности использования процессорного времени мешает низкая скорость работы механических устройств ввода-вывода (быстрый считыватель перфокарт мог обработать 1200 перфокарт в минуту, принтеры печатали до 600 строк в минуту). Вместо непосредственного чтения пакета заданий с перфокарт в память начинают использовать его предварительную запись, сначала на магнитную ленту, а затем и на диск. Когда в процессе выполнения задания требуется ввод данных, они читаются с диска. Точно так же выходная информация сначала копируется в системный буфер и записывается на ленту или диск, а печатается только после завершения задания.

Вначале действительные операции ввода-вывода осуществлялись в режиме off-line, то есть с использованием других, более простых, отдельно стоящих компьютеров. В дальнейшем они начинают выполняться на том же компьютере, который производит вычисления, то есть в режиме on-line. Такой прием получает название spooling (сокращение от Simultaneous Peripheral Operation On Line) или подкачки-откачки данных. Введение техники подкачки-откачки в пакетные системы позволило совместить реальные операции ввода-вывода одного задания с выполнением другого задания, но потребовало разработки аппарата прерываний для извещения процессора об окончании этих операций.

Магнитные ленты были устройствами последовательного доступа, то есть информация считывалась с них в том порядке, в каком была записана. Появление магнитного диска, для которого не важен порядок чтения информации, то есть устройства прямого доступа, привело к дальнейшему развитию вычислительных систем. При обработке пакета заданий на магнитной ленте очередность запуска заданий определялась порядком их ввода. При обработке пакета заданий на магнитном диске появилась возможность выбора очередного выполняемого задания. Пакетные системы начинают заниматься планированием заданий: в зависимости от наличия запрошенных ресурсов, срочности вычислений и т.д. на счет выбирается то или иное задание.

Дальнейшее повышение эффективности использования процессора было достигнуто с помощью мультипрограммирования. Идея мультипрограммирования заключается в следующем: пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при однопрограммном режиме, а выполняет другую программу. Когда операция ввода-вывода заканчивается, процессор возвращается к выполнению первой программы.

Эта идея напоминает поведение преподавателя и студентов на экзамене. Пока один студент (программа) обдумывает ответ на вопрос (операция ввода-вывода), преподаватель (процессор) выслушивает ответ другого студента (вычисления). Естественно, такая ситуация требует наличия в комнате нескольких студентов. Точно так же мультипрограммирование требует наличия в памяти нескольких программ одновременно. При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом, и не должна влиять на выполнение другой программы. (Студенты сидят за отдельными столами и не подсказывают друг другу.)

Появление мультипрограммирования требует настоящей революции в строении вычислительной системы. Особую роль здесь играет аппаратная поддержка (многие аппаратные новшества появились еще на предыдущем этапе эволюции), наиболее существенные особенности которой перечислены ниже.

  • Реализация защитных механизмов.
    Программы не должны иметь самостоятельного доступа к распределению ресурсов, что приводит к появлению привилегированных и непривилегированных команд. Привилегированные команды, например команды ввода-вывода, могут исполняться только операционной системой. Говорят, что она работает в привилегированном режиме. Переход управления от прикладной программы к ОС сопровождается контролируемой сменой режима. Кроме того, это защита памяти, позволяющая изолировать конкурирующие пользовательские программы друг от друга, а ОС – от программ пользователей.
  • Наличие прерываний.
    Внешние прерывания оповещают ОС о том, что произошло асинхронное событие, например завершилась операция ввода-вывода.
    Внутренние прерывания (сейчас их принято называть исключительными ситуациями) возникают, когда выполнение программы привело к ситуации, требующей вмешательства ОС, например деление на ноль или попытка нарушения защиты.
  • Развитие параллелизма в архитектуре.
    Прямой доступ к памяти и организация каналов ввода-вывода позволили освободить центральный процессор от рутинных операций.

Не менее важна в организации мультипрограммирования роль операционной системы. Она отвечает за следующие операции.

  • Организация интерфейса между прикладной программой и ОС при помощи системных вызовов.
  • Организация очереди из заданий в памяти и выделение процессора одному из заданий потребовало планирования использования процессора.
  • Переключение с одного задания на другое требует сохранения содержимого регистров и структур данных, необходимых для выполнения задания, иначе говоря, контекста для обеспечения правильного продолжения вычислений.
  • Поскольку память является ограниченным ресурсом, нужны стратегии управления памятью, то есть требуется упорядочить процессы размещения, замещения и выборки информации из памяти.
  • Организация хранения информации на внешних носителях в виде файлов и обеспечение доступа к конкретному файлу только определенным категориям пользователей.
  • Поскольку программам может потребоваться произвести санкционированный обмен данными, необходимо их обеспечить средствами коммуникации.
  • Для корректного обмена данными необходимо разрешать конфликтные ситуации, возникающие при работе с различными ресурсами и предусмотреть координацию программами своих действий, т.е. снабдить систему средствами синхронизации.

Мультипрограммные системы обеспечили возможность более эффективного использования системных ресурсов (например, процессора, памяти, периферийных устройств), но они еще долго оставались пакетными. Пользователь не мог непосредственно взаимодействовать с заданием и должен был предусмотреть с помощью управляющих карт все возможные ситуации. Отладка программ по-прежнему занимала много времени и требовала изучения многостраничных распечаток содержимого памяти и регистров или использования отладочной печати.

Появление электронно-лучевых дисплеев и переосмысление возможностей применения клавиатур поставили на очередь решение этой проблемы.

Логическим расширением систем мультипрограммирования стали time-sharing системы, или системы разделения времени В них процессор переключается между задачами не только на время операций ввода-вывода, но и просто по прошествии определенного времени. Эти переключения происходят так часто, что пользователи могут взаимодействовать со своими программами во время их выполнения, то есть интерактивно. В результате появляется возможность одновременной работы нескольких пользователей на одной компьютерной системе. У каждого пользователя для этого должна быть хотя бы одна программа в памяти.

Чтобы уменьшить ограничения на количество работающих пользователей, была внедрена идея неполного нахождения исполняемой программы в оперативной памяти. Основная часть программы находится на диске, и фрагмент, который необходимо в данный момент выполнять, может быть загружен в оперативную память, а ненужный – выкачан обратно на диск. Это реализуется с помощью механизма виртуальной памяти. Основным достоинством такого механизма является создание иллюзии неограниченной оперативной памяти ЭВМ.

В системах разделения времени пользователь получил возможность эффективно производить отладку программы в интерактивном режиме и записывать информацию на диск, не используя перфокарты, а непосредственно с клавиатуры. Появление on-line-файлов привело к необходимости разработки развитых файловых систем.

Параллельно внутренней эволюции вычислительных систем происходила и внешняя их эволюция. До начала этого периода вычислительные комплексы были, как правило, несовместимы. Каждый имел собственную операционную систему, свою систему команд и т. д. В результате программу, успешно работающую на одном типе машин, необходимо было полностью переписывать и заново отлаживать для выполнения на компьютерах другого типа. В начале третьего периода появилась идея создания семейств программно совместимых машин, работающих под управлением одной и той же операционной системы.

Первым семейством программно совместимых компьютеров, построенных на интегральных микросхемах, стала серия машин IBM/360. Разработанное в начале 60-х годов, это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. За ним последовала линия компьютеров PDP, несовместимых с линией IBM, и лучшей моделью в ней стала PDP-11.

ЭВМ IBM-360

Сила «одной семьи» была одновременно и ее слабостью. Широкие возможности этой концепции (наличие всех моделей: от мини-компьютеров до гигантских машин; обилие разнообразной периферии; различное окружение; различные пользователи) порождали сложную и громоздкую операционную систему. Миллионы строчек Ассемблера, написанные тысячами программистов, содержали множество ошибок, что вызывало непрерывный поток публикаций о них и попыток исправления.

Только в операционной системе OS/360 содержалось более 1000 известных ошибок. Тем не менее идея стандартизации операционных систем была широко внедрена в сознание пользователей и в дальнейшем получила активное развитие.

 

4. Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время)

Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы

 

Следующий период в эволюции вычислительных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и снижение стоимости микросхем. Компьютер, не отличающийся по архитектуре от PDP-11, по цене и простоте эксплуатации стал доступен отдельному человеку, а не отделу предприятия или университета. Наступила эра персональных компьютеров.

ПК Macintosh

Первоначально персональные компьютеры предназначались для использования одним пользователем в однопрограммном режиме, что повлекло за собой деградацию архитектуры этих ЭВМ и их операционных систем (в частности, пропала необходимость защиты файлов и памяти, планирования заданий и т. п.).

Компьютеры стали использоваться не только специалистами, что потребовало разработки «дружественного» программного обеспечения.

Однако рост сложности и разнообразия задач, решаемых на персональных компьютерах, необходимость повышения надежности их работы привели к возрождению практически всех черт, характерных для архитектуры больших вычислительных систем.

В середине 80-х стали бурно развиваться сети компьютеров, в том числе персональных, работающих под управлением сетевых или распределенных операционных систем.

В сетевых операционных системах пользователи могут получить доступ к ресурсам другого сетевого компьютера, только они должны знать об их наличии и уметь это сделать. Каждая машина в сети работает под управлением своей локальной операционной системы, отличающейся от операционной системы автономного компьютера наличием дополнительных средств (программной поддержкой для сетевых интерфейсных устройств и доступа к удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру операционной системы.

Распределенная система, напротив, внешне выглядит как обычная автономная система. Пользователь не знает и не должен знать, где его файлы хранятся – на локальной или удаленной машине – и где его программы выполняются. Он может вообще не знать, подключен ли его компьютер к сети. Внутреннее строение распределенной операционной системы имеет существенные отличия от автономных систем.

В дальнейшем автономные операционные системы мы будем называть классическими операционными системами.

Просмотрев этапы развития вычислительных систем, мы можем выделить шесть основных функций, которые выполняли классические операционные системы в процессе эволюции:

  • Планирование заданий и использования процессора.
  • Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.
  • Управление памятью.
  • Управление файловой системой.
  • Управление вводом-выводом.
  • Обеспечение безопасности

Каждая из приведенных функций обычно реализована в виде подсистемы, являющейся структурным компонентом ОС. В каждой операционной системе эти функции, конечно, реализовывались по-своему, в различном объеме. Они не были изначально придуманы как составные части операционных систем, а появились в процессе развития, по мере того как вычислительные системы становились все более удобными, эффективными и безопасными.

Эволюция вычислительных систем, созданных человеком, пошла по такому пути, но никто еще не доказал, что это единственно возможный путь их развития. Операционные системы существуют потому, что на данный момент их существование – это разумный способ использования вычислительных систем. Рассмотрение общих принципов и алгоритмов реализации их функций и составляет содержание большей части нашего курса, в котором будут последовательно описаны перечисленные подсистемы.

В обобщении темы «Эволюция операционных систем» предлагается краткая таблица, в которой указаны основные вехи развития вычислительной техники и операционных систем.

Период Развитие ОС
до 1955 г. В XIX веке Чарльз Бэбидж предложил идею компьютера. Но технологии того времени не могли обеспечить изготовление деталей точной механики, которые были необходимы для этой машины. И его «аналитическая машина» так и не смогла заработать.В середине 40-х гг. XX в. появились ламповые вычислительные устройства. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач.

Программирование таких вычислительных машин осуществлялось исключительно на машинном языке, и все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Никакого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм, не было.

1955 – 1965 гг. Появление новой технической базы – полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. В эти годы появились первые алгоритмические языки, и первые системные программы – компиляторы.

Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой, и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом.

1965 – начало 70-х гг. В технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам. Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были работать на больших и малых вычислительных системах с различными периферийными устройствами, и обеспечивать применение вычислительной системы в коммерческой области и в области научных исследований. ОС, удовлетворяющие всем требованиям, были громоздкими, сложными, они содержали множество ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений.

Примером такой ОС может служить OS/360 (фирма IBM).В этот период были реализованы почти все основные механизмы, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, поддержка многотерминального многопользовательского режима, виртуальная память, разграничение доступа, работа в сети.Мультипрограммирование – это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Мультипрограммирование было реализовано в системах пакетной обработки и в системах разделения времени.

Для возможности работы с компьютером большого числа пользователей были разработаны многотерминальные системы, когда каждый пользователь работает за своим терминалом. Многотерминальный режим использовался и в системах разделения времени, и в системах пакетной обработки. При этом и пользователи, и оператор могли формировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. В режиме мультипрограммирования каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.

Другое нововведение в машинах третьего поколения – спулинг (spooling) – способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел. В это время ОС стали неотъемлемой частью компьютеров, взявшей на себя большую часть действий по организации вычислительного процесса.

70-е – 1980 гг. В начале 70-х гг. появились первые прототипы сетевых операционных систем, которые в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенное хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями.

К середине 70-х гг. получили большое распространение миникомпьютеры: Nova, PDP-11, HP. Их архитектура стала значительно проще, что упростило и операционные системы. ОС миникомпьютеров стали делать специализированными, например, только для управления в реальном времени (RT11 для PDP-11) или только для поддержания режима разделения времени. Эти операционные системы не были многопользовательскими.

1980 – 90-е гг. Этот период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, и наступила эра персональных компьютеров. Функционально они ничем не отличались от миникомпьютеров типа PDP-11, но цена у них была существенно ниже. Что позволило иметь собственный компьютер практически каждому человеку, а не отделу или институту.

Компьютеры стали использоваться неспециалистами, что потребовало «дружественности» от программного обеспечения. На рынке операционных систем в эти годы доминировали две системы: MS-DOS и Unix. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486.Мультипрограммная многопользовательская ОС Unix использовалась, в основном, на «неинтеловских» компьютерах, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров.

Все десятилетие происходило усовершенствование этой ОС, в результате чего стали появляться ее новые разновидности: SunOS, HP-UX, Irix, AIX.Значительное распространение персональных компьютеров послужило катализатором для бурного роста локальных сетей. Ещё одной важной разработкой этого десятилетия стало появление стека протоколов TCP/IP, становление Интернета, стандартизация технологий локальных сетей, и более интенсивное развитие сетевых операционных систем (OS-Net фирмы Nowell, OS/2 фирм Microsoft и IBM).

Современный этап развития ОС В 90-е годы почти все ОС становятся сетевыми, способными работать с разнородными клиентами и серверами, поддерживают средства работы с Интернетом. Появляются специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач, например, система IOS фирмы Cisco Systems работающая в маршрутизаторах.

Особое место уделяется корпоративным ОС, им отводится основная роль в развитии ОС в ближайшем будущем. Такая ОС должна устойчиво работать в крупных сетях больших предприятий. Для корпоративных систем характерна высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде. К корпоративным ОС в настоящее время относят Windows 2000, Windows NT, различные Unix-системы.

Эволюция операционных систем состоит из следующих этапов:

  • Последовательное выполнение заданий
  • Простая пакетная обработка
  • Мультипрограммирование в пакетных системах
  • Разделение времени
  • Современные ОС

Первая фаза развития ОС

Время ЭВМ дороже времени человека

  • Один пользователь в один момент времени работает напрямую с консолью
  • Первые «ОС» — общие библиотеки вв/выв
  • Простой монитор пакетной обработки – убрать пользователя от компьютера. ОС – программа для загрузки и исполнения пользовательских заданий и сохранения результатов
  • Каналы данных, прерывания, одновременное выполнение операций вв/выв и вычислений
  • Защита памяти позволяет реализовывать многозадачность: несколько пользователей используют одну систему
  • ОС должна управлять взаимодействием, параллельностью
  • К середине 60х ОС становятся большими и сложными
  • Область ОС становится важной дисциплиной со своими принципами

 Вторая фаза развития ОС

Время человека дороже времени ЭВМ

  • Интерактивное разделение времени: удобные файловые системы, проблемы с временем ответа
  • Персональные компьютеры: они дешевые, поэтому каждый терминал – ПК
  • Сеть позволяет организовать общий доступ и взаимодействие между машинами
  • Встроенные устройства: компьютеры помещаются в сотовые телефоны, стерео проигрыватели, телевизоры и пр.
  • Насколько там нужны сложные алгоритмы разделения времени.

Настоящее и будущее ОС

Будущее в научном развитии ОС

  • Очень маленькие ОС (для мобильных устройств)
  • Очень большие ОС (центр обработки данных, облачные вычисления)

Характеристики текущих ОС

  • Огромные миллионы строк исходного кода, 100-1000 человеко-лет разработки
  • Сложные: асинхронные, зависимые от аппаратного обеспечения, ориентированные на высокую производительность
  • Плохо понимаемые

Направление исследований

Постоянно возникают новые направления исследований

  • Встраиваемые системы (iPоd – плеер компании Apple потребовал разработки собственной унифицированной ОС)
  • Системы сенсоров (очень низкое энергопотребление, жесткие требования в памяти)
  • Одноранговые сети
  • Беспроводные сети
  • Маштабируемые системы, кластерные системы

Старые проблемы требуют новых подходов к решению

  • Эволюция смартфонов повторяет эволюцию ПК, которая повторяла эволюцию миникомпьютеров, а они в свою очередь минифреймов

 

 

Понравилась статья, рекомендуйте Вашим друзьям!
Давайте дружить!

Семейства и хронология операционных систем

<<Назад  |  Содержание  |  Далее>>

 

Наиболее древняя из успешных операционных систем — UNIX (1969 г.). Она до сих пор остается одной из основных систем на компьютерах, которые мощнее персональных и от нее порождено множество UNIX-подобных ОС.

В 1981 г. фирма IBM выпустила персональный компьютер (IBM PC), архитектура которого стала стандартом в мире. Все персональные компьютеры принято разделять на IBM-совместимые (абсолютное большинство) и IBM-несовместимые, например  компьютер Macintosh, производимый фирмой Apple. Компьютеры Macintosh работают под управлением операционной системы MacOS.

В 1982 г. – фирма Microsoft выпустила ставшую на долгие годы самой популярной для IBM-совместимых ПК операционную систему MS-DOS (Disc Operating System).

В 1985 г.– все та же  Microsoft выпустила первую версию Windows, которая развилась и на сегодня является самой распространенной операционной системой с самыми популярными прикладными программами.

1991 г. – год рождения операционной системы Linux – основного конкурента Windows, получающего все более широкое распространение.

Кроме того, можно перечислить много названий операционных систем различных производителей, например: Netware (Novell), OS/2 (IBM), SunOS (Sun Microsystems), Java Desktop System (Sun Microsystems), FreeBSD (одно из open source ответвлений UNIX) и т.п.

<<Назад  |  Содержание  |  Далее>>

Аппаратные средства реализации информационных процессов

История развития ЭВМ. Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

1. На рисунке представлена функциональная схема ЭВМ, предложенная…

a) С.А. Лебедевым

b) Биллом Гейтсом

c) Дж. Фон Нейманом

d) Р. Хартли

2. В истории становления информатики система счета АБАК представляет…

a) настоящее время

b) «золотой век науки»

c) механический этап

d) электромеханический этап

3.Хронологическая последовательность появления операционных систем:

а) MS DOS

б) Windows ХР

в) Windows’98

г) Windows Vista

а), г), в), б)

а), в), б), г)

а), г), б), в)

г), а), в), б)

4. Принципы функционирования компьютера фон Неймана включают:

а) данные и программы, должны быть представлены в двоичной системе

б) ячейки памяти должны иметь адреса для доступа к ним

в) обязательное наличие внешней памяти (винчестера)

г) наличие операционной системы

5. В принципы фон Неймана работы компьютера входят:

a) принцип программного управления

b) принцип однородности памяти

c) принцип адресности

d) принцип программного обеспечения

6. Компьютеры, созданные для решения предельно сложных вычислительных задач, – это …

a) персональные компьютеры

b) карманные персональные компьютеры

c) суперкомпьютеры

d) серверы

7. Обязательным критерием качества вычислительных систем является …

a) надежность

b) мобильность

c) универсальность

d) легкость применения

8. Взаимосвязанная совокупность аппаратных и программных средств, в комплексе с периферийным оборудованием, называется…

a) вычислительной системой

b) вычислительной сетью

c) операционной системой

d) интерфейсом

9. Вычислительные системы могут входить в состав…

a) вычислительных сетей

b) операционных систем

c) периферийного оборудования

d) пакетов прикладных программ

10. Обязательным критерием качества вычислительных систем является …

a) функциональность

b) понятный интерфейс

c) легкость применения

d) мобильность

11. Совокупность ЭВМ и ее программного обеспечения называется …

a) вычислительной системой

b) встроенной системой

c) интегрированной системой

d) построителем кода

12. Методом исследования сложных вычислительных систем является …

a) системный анализ

b) математический анализ

c) теория технических систем

d) нечеткие логики

Состав и назначение основных элементов персонального компьютера, их характеристики

1. Процессор выполняет

a) обработку всех видов информации

b) постоянное хранение данных и программ после их обработки

c) систематизацию данных

d) генерацию импульсов

2. К основным характеристикам процессора относится

a) тактовая частота

b) число точек на дюйм

c) объем оперативной памяти

d) емкость винчестера

3. Интерфейс объединения модулей в вычислительную систему, называется

a) общей шиной (или системной магистралью)

b) дешифратором (или шифратором)

c) блоком управления

d) интерфейсным блоком

4. Аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к процессору другие устройства называется…

a) портом

b) входом

c) разъемом

d) интерфейсом

5. Основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой называется…

a) системной шиной

b) системой ввода/вывода

c) системой мультиплексирования

d) шиной питания

6. Устройство управления является составной частью…

a) микропроцессора

b) системной шины

c) основной памяти компьютера

d) генератора тактовых импульсов

7. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) является составной частью…

a) микропроцессора

b) системной шины

c) основной памяти компьютера

d) генератора тактовых импульсов

8. Микропроцессорная память (МП) является составной частью…

a) микропроцессора

b) системной шины

c) основной памяти компьютера

d) генератора тактовых импульсов

9. Интерфейсная система является составной частью…

a) микропроцессора

b) системной шины

c) основной памяти компьютера

d) генератора тактовых импульсов

10. Кодовая шина данных является составной частью…

a) системной шины

b) общей шины

c) микропроцессора

d) генератора тактовых импульсов

11. Кодовая шина адреса является составной частью…

a) системной шины

b) общей шины

c) микропроцессора

d) генератора тактовых импульсов

12. Кодовая шина инструкций является составной частью…

a) системной шины

b) общей шины

c) микропроцессора

d) генератора тактовых импульсов

13. Шина питания является составной частью…

a) системной шины

b) общей шины

c) микропроцессора

d) генератора тактовых импульсов

14. Центральным звеном построения простейшей конфигурации компьютера является

a) центральный процессор

b) винчестер

c) внутренняя и внешняя память

d) устройства ввода/вывода

15. Функциями АЛУ является выполнение

a) арифметических операций

b) декодирование команд процессора

c) перемещение данных

d) логических вычислений

16. Процессор выполняет универсальные инструкции, которые называются

a) машинные команды

b) команды операционной системы

c) команды управления файлами

d) команды шифрования

17. Центральный процессор, оперативная память, устройства обмена информацией, это

a) внутренняя часть вычислительной системы

b) периферийная часть вычислительной системы

c) внешняя часть вычислительной системы

d) интерфейсный блок

18. На материнской плате персонального компьютера размещается …

a) жесткий диск (винчестер)

b) блок питания

c) системный блок

d) центральный процессор

19. USB является:

a) интерфейсной шиной системного уровня

b) шиной подключения видеоаппаратуры

c) шиной для цифровой акустики

d) шиной для графических адаптеров

20. На материнской плате персонального компьютера устанавливается:

a) центральный процессор

b) слот расширения

c) RAM

d) одна из шин компьютера

21. На материнской плате размещается …

a) процессор

b) жесткий диск (винчестер)

c) блок питания

d) системный блок

22. К основным характеристикам процессора относится …

a) тактовая частота

b) объем ПЗУ

c) объем оперативной памяти

d) емкость винчестера

23. Скорость выполнения вычислительных операций зависит от …

a) процессора

b) типа монитора

c) наличия модема

d) типа дискеты

24. Назначением шин компьютера является…

a) соединение между собой его элементов и устройств

b) устранение излучения сигналов

c) устранение теплового излучения

d) применение общего источника питания

25. Электронные схемы для управления внешними устройствами – это…

a) шифраторы

b) плоттеры

c) драйверы

d) контроллеры

26. К основным характеристикам процессора относится …

a) количество портов и их назначение

b) ёмкость винчестера

c) тактовая частота

d) объем оперативной памяти

27. BIOS (basic input/output system) – это…

a) биологическая операционная система

b) набор программ, выполняющих инициализацию устройств компьютера и его первоначальную загрузку

c) блок питания процессора

d) программа загрузки пользовательских файлов

28. Центральным звеном построения простейшей конфигурации компьютера является(ются)…

a) внутренняя и внешняя память

b) устройства ввода/вывода

c) центральный процессор

d) винчестер

29. Функциональной частью компьютера, предназначенной для приема, хранения и выдачи данных, не является

a) графопостроитель

b) оперативная память

c) процессор

d) внешняя память

30. К основным характеристикам процессора относятся …

a) тактовая частота и объем ОЗУ

b) объем оперативной памяти и емкость винчестера

c) количество операций в секунду

d) архитектура и модель микропроцессора

31. Устройством для преобразования цифровых сигналов в аналоговую форму является …

a) модем

b) концентратор

c) монитор

d) процессор

32. Количество двоичных разрядов, отводимых для машинной команды, определяет__________ процессора.

a) емкость

b) объем

c) частоту

d) разрядность

33. Истинными являются высказывания:

а) cчетчик команд находится в оперативной памяти

b) процессор автоматически считывает команды программы

c) cумматор – это регистр арифметико-логического устройства

d) процессор автоматически выполняет команды программы

e) в составе процессора нет запоминающих устройств

  1. а, d, e

  2. c, e

  3. c, d

  4. a, e

34. Логический элемент, выполняющий логическое сложение, называется…

a) дизъюнктор

b) сумматор

c) коньюнктор

d) инвертор

35. На рисунке

представлена логическая схема выражения…

  1. С=А ИЛИ В

  2. С=НЕ(А И В)

  3. С=НЕ(А ИЛИ В)

  4. С=А И В

36. Для запоминания 1 байта информации достаточно ____________триггер а(ов).

  1. 16

  2. 8

  3. 1

  4. 2

37. Электронная схема, представленная на рисунке,

называется…

  1. сумматор

  2. триггер

  3. реле

  4. транзистор

Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики

1. ПЗУ является ____________ памятью

a) энергонезависимой

b) энергозависимой

c) динамической

d) оперативной с произвольным доступом

2. Аббревиатура ROM расшифровывается как…

a) внешняя память

b) память только для чтения

c) память с произвольным доступом

d) память с последовательным доступом

3. Энергонезависимым устройством памяти является…

a) регистры микропроцессора

b) Flash USB Drive

c) ОЗУ

d) кэш-память

4. Энергозависимым устройством памяти персонального компьютера является…

a) Flash USB Drive

b) ПЗУ

c) ОЗУ

d) жесткий диск

5. К внешним запоминающим устройствам (ВЗУ) относятся:

а) жесткий диск

б) флэш-память

в) кэш-память

г) регистры

6. Имеет механические части и поэтому работает достаточно медленно ________ память.

  1. внешняя

  2. постоянная (ПЗУ)

  3. оперативная (ОЗУ)

  4. внутренняя

7. Внешние запоминающие устройства, устройства ввода-вывода данных, аппаратура сопряжения с объектами – датчиками сигналов, линиями связи, исполнительными органами и т.д., это –

a) внешняя часть вычислительной системы

b) общая шина

c) внутренняя часть вычислительной системы

d) интерфейсный блок

8. В состав внутренней памяти современного компьютера не входит…

a) накопители на магнитных дисках

b) оперативная память

c) кэш-память

d) специальная память

9. Для временного хранения информации используется

a) оперативная память (ОЗУ)

b) ПЗУ

c) монитор

d) адаптер

10. Невозможно случайно стереть информацию на …

a) CD-R

b) flash-памяти

c) винчестере

d) стримере

11. Устройством для резервного копирования больших объемов информации является

a) стример

b) плоттер

c) джойстик

d) сканер

12. КЭШ-память является

a) дополнительным хранилищем копий блоков информации

b) действующим хранилищем копий блоков основной памяти

c) хранилищем блоков информации основной памяти

d) хранилищем для медленного хранения копий

13. Дисковая память является…

a) памятью прямого доступа

b) памятью последовательного доступа

c) памятью произвольного доступа

d) динамическая памятью

14. КЭШ-память компьютеров:

a) значительно увеличивает емкость оперативной памяти

b) повышает быстродействие компьютеров c) замедляет обслуживание компьютера

d) повышает помехоустойчивость

15. Устройством, в котором хранение данных возможно только при включенном питании компьютера, является…

a) оперативная память (ОЗУ)

b) постоянная память (ПЗУ)

c) жесткий диск

d) гибкий магнитный диск

16. Минимальной адресуемой ячейкой оперативной памяти является

a) байт

b) бит

c) сектор

d) программа

17. Имеет механические части и поэтому работает достаточно медленно ________ память

a) внешняя

b) постоянная (ПЗУ)

c) оперативная (ОЗУ)

d) внутренняя

18. Укажите, какие запоминающие устройства из предложенного списка относятся к внутренней памяти:

а) жесткие магнитные диски

б) оперативная память

в) постоянная память

г) гибкие магнитные диски

д) кэш-память

19. Укажите, какие устройства из предложенного списка являются устройствами памяти:

а) жесткий диск

б) джойстик

в) мышь

г) регистры

д) CD-ROM

20. Внешняя память компьютера предназначена …

a) для долговременного хранения данных и программ

b) для долговременного хранения только данных, но не программ

c) для долговременного хранения только программ, но не данных

d) для кратковременного хранения обрабатываемой в данный момент информации

21. Компакт-диск (CD) – это …

a) оптический диск, информация с которого считывается лазерным лучом

b) магнитный диск с высокой плотностью записи информации

c) диск после выполнения операции сжатия информации

d) сменный магнитный диск малого размера

22. Процедурой исправления ошибок, используемой для защиты данных в памяти компьютера, является …

a) код Хемминга

b) формула Байеса

c) нотация Бэкуса-Наура

d) корректирующий код

23. При отключении компьютера данные не сохраняются

a) в оперативной памяти (ОЗУ)

b) в постоянной памяти (ПЗУ)

c) на жестком диске (винчестере)

d) на дискете

24. Принцип записи данных на гибкий магнитный диск заключается в

a) намагничивании поверхности диска

b) прожигании рабочего слоя диска лазером

c) просвечивании лазером поверхности диска

d) ядерно-магнитном резонансе рабочего слоя компьютера

25. Аббревиатура RAM расшифровывается как…

a) расширенный параллельный порт

b) память с произвольным доступом

c) внешняя память

d) память с последовательным доступом

26. При отключении компьютера данные не сохраняются

a) в оперативной памяти (ОЗУ)

b) в постоянной памяти (ПЗУ)

c) на жёстком диске (винчестере)

d) на дискете

27. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) относится к ___________ памяти.

  1. виртуальной

  2. вспомогательной

  3. внутренней

  4. внешней

Устройства ввода/вывода данных, их разновидности и основные характеристики

1. Разрешающей способностью (разрешением) монитора является…

a) количество отображаемых цветов

b) количество точек (пикселей) изображения по горизонтали и вертикали экрана

c) размер диагонали экрана

d) количество точек (пикселей) на см2

2. Монитор компьютера, работающий на основе прикосновений…

a) имеет сенсорный экран

b) использует биометрический ввод

c) снимает показания о температуре пользователя

d) увеличивает пропускную способность сигнала

3. Устройством ручного ввода графических данных, выполненным в виде рукоятки, связанной с датчиками напряжения, является…

a) мышь

b) сканер

c) курсор

d) световое перо

4. Циклическое переключение между режимами вставки и замены при вводе символов с клавиатуры осуществляется нажатием клавиши…

a)N Num Lock

b) Scroll Lock

c) Print Screen

d) Insert

5. Устройствами вывода данных являются:

а) привод CD-ROM

б) жёсткий диск

в) монитор

г) сканер

д) лазерный принтер

6. COM – порты компьютера обеспечивают…

a) синхронную и асинхронную передачу данных

b) синхронную передачу данных

c) увеличивают полосу пропускания

d) разграничение доступа пользователей к операционной системе

7. Устройством персонального компьютера, связывающим его с телефонной линией, является…

a) факс

b) модем

c) шлюз

d) мультиплексор

8. В вычислительной технике не существуют сканеры.

a) ручные

b) штрихкодовые

c) планшетные

d) четырёхмерные

9. К компьютерной периферии не относится

  1. клавиатура

  2. компакт-диск

  3. мышь

  4. монитор

История операционных систем: хронология и эволюция — маркетинговый класс

Категории операционных систем

Доступно множество различных операционных систем, потому что доступно очень много различных типов оборудования. Первые операционные системы были созданы в 1950-х годах для мэйнфреймов и специализированных компьютеров. Мы сосредоточимся на наиболее распространенных операционных системах, основанных на аппаратных категориях персональных компьютеров и смартфонов.Персональные компьютеры могут работать с множеством различных операционных систем, наиболее распространенными из которых являются Windows или Macintosh Operating System.

Персональные компьютеры

Когда персональные компьютеры (ПК) были впервые представлены, в середине 1970-х годов, операционная система была известна как CP / M (программа управления / монитор). CP / M имел текстовый интерфейс. В 1981 году MS-DOS (Microsoft — Disk Operating System) стала стандартной операционной системой для персональных компьютеров.MS-DOS постоянно обновлялась в течение нескольких лет. В 1985 году Microsoft представила первую операционную систему с графическим пользовательским интерфейсом для персонального компьютера, дающую пользователям возможность иметь графические меню и значки, на которые можно нажимать. И MS-DOS, и Windows совершенствовались параллельно до выпуска 1995 г. Windows 95, который представлял собой комбинацию Windows и MS-DOS.

Apple Computers

Компьютеры Apple , теперь называемые Mac, сокращенно от Macintosh, имеют аналогичную историю, поскольку они стали широко использоваться в 1984 году с графической операционной системой.И Windows, и Mac OS продолжают совершенствоваться с выпуском новых версий на протяжении многих лет.

Мобильные операционные системы

Большинство современных телефонов являются смартфонами, что указывает на то, что их функциональность выходит за рамки простой возможности совершать телефонные звонки. Эти смартфоны имеют операционные системы, называемые мобильными операционными системами. Ведущими операционными системами для смартфонов являются Android и iOS . Android, принадлежащий Google, был впервые выпущен в 2008 году, а затем выпускался ежегодно.iOS, принадлежащая Apple, была впервые выпущена в 2007 году и с тех пор постоянно обновлялась новыми функциями.

Существуют дополнительные мобильные операционные системы, в первую очередь Windows и BlackBerry . Microsoft представила Windows Phone в 2010 году с последним обновлением, выпущенным в 2017 году. Мобильная операционная система BlackBerry была выпущена в 2002 году и обновлялась до 2016 года. Хотя мобильная операционная система Blackberry будет поддерживаться, она не будет развиваться дальше.

Возможности мобильных операционных систем совпали с аппаратными инновациями, включая сенсорные технологии, акселерометры, гироскопы и виртуальные помощники, такие как Siri для Apple, Alexa для Amazon, Cortana для Microsoft, Bixby для Samsung и BlackBerry Assistant.

Краткое содержание урока

Операционные системы — это связанное программное обеспечение, которое обеспечивает взаимодействие между пользователями-людьми и оборудованием. Это верно для вычислительных устройств всех типов, включая настольные компьютеры, ноутбуки, смартфоны, смарт-телевизоры и смарт-часы. Операционные системы существуют с тех пор, как появились компьютеры до 1950-х годов.

Современные операционные системы появились еще в 1974 году для персональных компьютеров с Microsoft Windows и Mac OS X , которые постоянно обновляются и используются сегодня.

Мобильные операционные системы выпускаются быстрыми темпами и часто связаны с новыми аппаратными инновациями. Ведущими мобильными операционными системами сегодня являются Android и iOS .

Хронология: 40 лет этапов развития ОС

Господи, господи, посмотри, кому 40! С днём рождения, Unix — ты отлично выглядишь для своего возраста. Вы, конечно, не были первой операционной системой на какой-либо платформе, но вам удалось перейти от эры мини-компьютеров к эре микрокомпьютеров и эры персональных компьютеров, завоевывая поклонников, куда бы вы ни пошли.Сколько других операционных систем могут похвастаться таким же успехом?

Исходя из вашего рождения, давайте посмотрим на важнейшие вехи настольных ОС за последние 40 лет.

1969

Unix была воплощена в жизнь на запасном DEC PDP-7 в AT&T Bell Labs. Когда AT&T решила отказаться от операционной системы Multics (Multiplexed Information and Computing Service) на своих мини-компьютерах, Кен Томпсон и Деннис Ритчи скомпилировали операционную систему, чтобы они могли продолжать играть в космическую игру, разработанную Томпсоном.Коллега дал системе шутливое название, основанное на Multics — UNICS, Uniplexed Information and Computing Service, которое трансформировалось в UNIX или Unix.

1976

Независимый мозг Intergalactic Digital Research Гэри Килдалл создает CP / M, простую операционную систему микрокомпьютера для простых микрокомпьютеров. Это будет образцом для вариаций командной строки DOS на два десятилетия.

1977

Крестный отец открытого исходного кода родился, когда Исследовательская группа компьютерных систем в Калифорнийском университете в Беркли выпустила вариант для Unix под названием Berkeley Software Distribution.BSD в конечном итоге породит альтернативы некоторым коммерческим операционным системам для микрокомпьютеров — и сформирует ядро ​​по крайней мере одной крупной коммерческой операционной системы, Mac OS X.

Tandy / Radio Shack представляет линейку доступных домашних компьютеров и представляет семейный операционная система под названием TRS-DOS с такими командами Rated-M-for-Mature, как KILL. В версиях DOS других компаний вместо Delete используется менее опасная команда DEL.

1978

Дебют Apple DOS 3.1; он будет работать с компьютерами серии Apple II в течение следующих пяти лет.

1981

Родился IBM PC, а также PC-DOS и его альтер-эго, MS-DOS.

1983

Сторонник свободного программного обеспечения Ричард Столлман объявляет о плане создания GNU, Unix-подобной операционной системы, не содержащей несвободных программ. Двадцать шесть лет спустя официальное ядро ​​GNU, GNU Hurd, все еще будет неполным.

1984

Во время Суперкубка Apple транслирует рекламный ролик, в котором спортсменка бросает кувалду через огромный экран, демонстрируя суровое лицо Большого Брата.В последовавшем за этим хаосе люди забывают, что существует более двух вычислительных платформ, и сосредотачиваются на эпической битве между DOS и Macintosh.

1985

Microsoft Windows 1.01 продается по розничной цене 99 долларов. Он позиционируется как графический пользовательский интерфейс, расширяющий операционную систему DOS и позволяющий пользователям запускать несколько программ одновременно и свободно переключаться между ними. Но как фактическую операционную систему она рекламировалась лишь десять лет спустя.

Появляется Atari ST с цветным графическим пользовательским интерфейсом: GEM, от Digital Research, людей, которые принесли нам CP / M.Как и Windows, GEM работает поверх менее привлекательной операционной системы, управляемой из командной строки. Он становится популярной платформой для графики и цифровой музыки, что дает Apple несколько идей для дальнейшего изучения.

Спустя несколько месяцев появляется Amiga. Его операционная система построена на ядре, которое обрабатывает вытесняющую многозадачность, поэтому она начинает с преимуществом. ОС также содержит дисковую операционную систему, уровень API под названием Intuition и графический пользовательский интерфейс под названием Workbench. Люди могут по своему усмотрению выбирать между командной строкой и графическим интерфейсом Workbench и кажутся этому вполне довольными.Он становится популярной видеоплатформой, что дает Apple несколько идей для дальнейшего изучения.

Хронология

операционных систем — Techsnap

В наши дни операционные системы стали важной частью всех технологий, которые мы используем. Будь то наши ноутбуки, компьютерные системы или мобильные телефоны. Для их бесперебойной работы нам нужны операционные системы для всех. Будь то аппаратное обеспечение нашего ноутбука или мобильных телефонов или программное обеспечение, нам нужна операционная система для их работы.Операционные системы — это набор программ, необходимых для обеспечения интерфейса между различными приложениями и оборудованием компьютерных систем или мобильных телефонов. Операционные системы помогли устройствам работать правильно и эффективно. Пользоваться устройствами легко с помощью операционных систем. Это также увеличило производительность этих различных устройств. За последние несколько лет операционные системы сильно изменились. Новые операционные системы помогают продвинутым и современным устройствам, упрощая использование как аппаратного, так и программного обеспечения.

История операционных систем

Это может удивить многих из вас, но раньше операционных систем там не было. С развитием технологий были также представлены операционные системы. Ранее, в 1940-х годах, компьютерные системы работали над программами. Пользователи использовали для ввода этих программ в аппаратное обеспечение машины с помощью микропереключателей. Позже, в 1950 году, были разработаны некоторые новые технологии. Эти технологии были введены для того, чтобы упростить взаимодействие между пользователем и компьютерной системой.

Это было в 1956 году, когда была представлена ​​первая операционная система. Он был введен, чтобы заставить работать мэйнфрейм IBM. Он был представлен General Motors. Позже другие владельцы мэйнфреймов IBM использовали аналогичный образец для создания операционной системы для своей компьютерной системы. Если мы посмотрим на компьютерные системы разных поколений, то они подразделяются на 4 поколения в соответствии с их архитектурой. Но вы также должны знать, что архитектура этих компьютеров также связана с операционными системами.

Как и компьютеры 1-го поколения, представленные в 1940 году, они не имели никаких операционных систем. Никто даже не думал об операционной системе и даже не слышал о ней. Цифровые компьютеры в то время работали только с помощью программ, о которых мы упоминали выше. В то время не было даже языков программирования.

Затем во 2-м поколении, в 1950-х годах, были внесены некоторые улучшения, и это было время, когда были представлены первые операционные системы, о которых мы упоминали выше.Он был представлен для IBM 701. В то время существовала однопоточная система пакетной обработки. Это произошло потому, что пользователи обычно отправляли данные и программы пакетами или группами.

В 3-м поколении, в 1960-х годах, были разработаны некоторые передовые технологии. Концепция мультипрограммирования была введена разработчиками операционной системы в 1960-х годах. В операционную систему было введено много новых методов. Благодаря концепции мультипрограммирования несколько работ выполнялись одновременно.Когда задание ожидало операции ввода-вывода, в то же время ЦП использовался другим заданием, в отличие от старой операционной системы без функции мультипрограммирования. Операционные системы 3-го поколения созданы таким образом, что все программы могут работать с высокой скоростью и быстро завершаться. Это также заставило запускать и запускать другие программы, ожидающие запуска. Функция разделения времени также была представлена ​​в операционной системе 3-го поколения. Для одновременного программирования большого количества интерактивных пользователей был разработан метод разделения времени.

В 4-м поколении операционные системы также использовались в персональных компьютерах. Это стало возможным благодаря развитию схем крупномасштабной интеграции. Некоторые из операционных систем, которые использовались в то время, — это UNIX и MS-DOS.

В настоящее время используется много операционных систем, таких как Linux и Microsoft Windows. Для мобильных телефонов также есть такие операционные системы, как Android и IOS. В настоящее время большинство из нас использует операционную систему Windows, которая была представлена ​​в 1985 году.

Существуют различные типы операционных систем, которые используются в наши дни, такие как пакетная операционная система, операционная система реального времени, многопроцессорная операционная система, многозадачная операционная система / операционная система с разделением времени, сетевая операционная система и мобильная операционная система.

Различные функции операционных систем

Операционные системы не просто выполняют одну функцию, они используются для выполнения различных функций, например:

  • Помогает в управлении файлами — Одна из важных функций операционной системы — управление файлами.С помощью этой функции операционная система пытается управлять всеми действиями, связанными с файлами. Например, присвоение имен файлам, совместное использование файлов, организация файлов, защита файлов и поиск файлов.
  • Помогает в распределении и освобождении памяти — С помощью функции управления памятью операционной системы помогает в распределении памяти программам, которым требуется пространство. Кроме того, это помогает освободить память от программ, которые не требуют дополнительного места в памяти или которые больше не работают.Это помогает пользователю легко сохранять или удалять любой файл, проверяя объем памяти, доступный в компьютерной системе.
  • Помогает в управлении процессами — Есть несколько типов процессов, которые происходят в любой системе. С помощью функции управления процессами операционной системы становится легко управлять созданием или удалением любого процесса. Также можно легко синхронизировать различные процессы с помощью системы управления процессами.
  • Помогает в защите данных — С помощью операционных систем мы также можем защитить наши данные, независимо от того, используем ли мы их на телефоне или на ноутбуке или в компьютерных системах.Это также помогает защитить данные от несанкционированного доступа. Модуль безопасности также используется для защиты данных от вредоносных программ.

Продолжить чтение …

История операционных систем — Операционные системы (Windows, Linux, iOS, Android, WebOS, другие)

Первое поколение (1940-е — начало 1950-х)

Когда электронные компьютеры были впервые представлены в 1940-х годах, они были созданы без каких-либо операционных систем.Все программирование выполнялось на абсолютном машинном языке, часто путем подключения коммутационных панелей для управления основными функциями машины. В течение этого поколения компьютеры обычно использовались для решения простых математических вычислений, операционные системы не обязательно были необходимы.

Второе поколение (1955-1965)

Первая операционная система была представлена ​​в начале 1950-х годов, она называлась GMOS и была создана General Motors для машины IBM 701. Операционные системы в 1950-х годах назывались одиночными. потоковые системы пакетной обработки, потому что данные были отправлены в группах.Эти новые машины назывались мэйнфреймами, и они использовались профессиональными операторами в больших компьютерных залах. Поскольку на эти машины была такая высокая цена, только государственные учреждения или крупные корпорации могли себе их позволить.

Третье поколение (1965-1980)

Четвертое поколение (1980-настоящее время)

Четвертое поколение операционных систем привело к созданию персональных компьютеров. Хотя эти компьютеры были очень похожи на миникомпьютеры, разработанные в третьем поколении, персональные компьютеры стоили очень небольшую долю от стоимости миникомпьютеров.Персональный компьютер был настолько доступным, что позволял одному человеку иметь его для личного пользования, в то время как миникомпьютеры по-прежнему продавались по такой высокой цене, что только корпорации могли позволить себе их иметь. Одним из основных факторов создания персональных компьютеров было рождение Microsoft и операционной системы Windows. Операционная система Windows была создана в 1975 году, когда Пол Аллен и Билл Гейтс задумали вывести персональные вычисления на новый уровень. Они представили MS-DOS в 1981 году, хотя она была эффективной и создавала большие трудности для людей, которые пытались понять ее загадочные команды.Windows стала крупнейшей операционной системой, используемой сегодня в технологии, с выпусками Windows 95, Windows 98, WIndows XP (которая в настоящее время является наиболее часто используемой операционной системой по сей день) и их новейшей операционной системой Windows 7. Наряду с Microsoft, Apple — еще одна крупная операционная система, созданная в 1980-х годах. Стив Джобс, соучредитель Apple, создал Apple Macintosh, который имел огромный успех благодаря тому, что он был настолько удобен для пользователя. В последующие годы разработка Windows находилась под влиянием Macintosh, что создало сильную конкуренцию между двумя компаниями.Сегодня все наши электронные устройства работают без операционных систем, от наших компьютеров и смартфонов до банкоматов и автомобилей. По мере развития технологий появляются и операционные системы.


Как работают операционные системы: 10 концепций, которые вы должны знать как разработчик | Джеймс Ле | Примечания к данным

Вы говорите в двоичном формате? Вы понимаете машинный код? Если бы я дал вам лист, полный единиц и нулей, не могли бы вы сказать мне, что это означает / делает? Если бы вам пришлось поехать в страну, в которой вы никогда не были, где говорят на языке, который вы никогда не слышали, или, может быть, вы слышали о нем, но на самом деле не говорите на нем, что вам понадобится, чтобы помочь вам общаться с местными?

Вам понадобится переводчик.Ваша операционная система работает как переводчик на вашем ПК. Он преобразует эти единицы и нули, значения да / нет и вкл / выкл в читаемый язык, который вы поймете. Все это происходит в упрощенном графическом пользовательском интерфейсе или GUI, в котором вы можете перемещаться с помощью мыши, щелкать объекты, перемещать их и видеть, как это происходит у вас на глазах.

Хотя объем и глубина знаний могут быть поставлены под сомнение, знание большего, чем основы, может иметь решающее значение для того, насколько хорошо работает ваша программа, и даже для ее структуры и потока.

Почему? Когда вы пишете программу, и она работает слишком медленно, но вы не видите ничего плохого в своем коде, где еще вы будете искать решение? Как вы сможете отладить проблему, если не знаете, как работает операционная система? Вы открываете слишком много файлов? Недостаточно памяти и часто используется подкачка? Но вы даже не знаете, что такое своп! Или есть блокировка ввода / вывода?

И вы хотите общаться с другой машиной. Как это сделать локально или через Интернет? А в чем разница? Почему некоторые программисты предпочитают одну ОС другой?

Пытаясь стать серьезным разработчиком, я недавно прошел курс Технологического института Джорджии « Введение в операционные системы .Он обучает основным абстракциям ОС, механизмам и их реализациям. Ядро курса включает параллельное программирование (потоки и синхронизацию), межпроцессное взаимодействие и введение в распределенные ОС.

Я хочу использовать этот пост, чтобы поделиться своими выводами из курса, то есть 10 важнейших концепций операционной системы , которые вам нужно изучить, если вы хотите хорошо разрабатывать программное обеспечение.

Что такое операционная система?

Но сначала давайте определимся, что такое операционная система.Операционная система (ОС) — это набор программного обеспечения, которое управляет компьютерным оборудованием и предоставляет услуги для программ. В частности, он скрывает сложность оборудования, управляет вычислительными ресурсами и обеспечивает изоляцию и защиту. Что наиболее важно, он напрямую имеет привилегированный доступ к базовому оборудованию.

Основными компонентами ОС являются файловая система, планировщик и драйвер устройства. Вероятно, вы раньше использовали как настольные (Windows, Mac, Linux), так и встроенные (Android, iOS) операционные системы.

Есть три ключевых элемента операционной системы: (1) абстракции (процесс, поток, файл, сокет, память), (2) механизмы (создание, планирование, открытие, запись, выделение) и (3) Политики (LRU, EDF).

Существует два принципа разработки операционных систем, а именно: (1) Разделение механизма и политики путем реализации гибких механизмов для поддержки политик и (2) Оптимизация для общего случая: Где будет использоваться ОС? Что пользователь захочет выполнить на этой машине? Каковы требования к рабочей нагрузке?

В настоящее время обычно используются три типа операционных систем.Первый — это Monolithic OS , где вся ОС работает в пространстве ядра и одна находится в режиме супервизора. Вторая — это модульная ОС , в которой некоторая часть ядра системы будет находиться в независимых файлах, называемых модулями, которые можно добавлять в систему во время выполнения. И третий — Micro OS , где ядро ​​разбито на отдельные процессы, известные как серверы. Некоторые из серверов работают в пространстве ядра, а некоторые — в пространстве пользователя.

Теперь давайте перейдем к основным концепциям, которые вам необходимо понять более подробно.

1: Процессы и управление процессами

Процесс — это, по сути, выполняемая программа. Выполнение процесса должно выполняться последовательно. Проще говоря, мы пишем наши компьютерные программы в текстовом файле, и когда мы выполняем эту программу, она становится процессом, который выполняет все задачи, упомянутые в программе.

Когда программа загружается в память и становится процессом, ее можно разделить на четыре части ─ стек, куча, текст и данные.На следующем изображении показана упрощенная схема процесса внутри основной памяти.

  • Стек: Стек процесса содержит временные данные, такие как параметры метода / функции, адрес возврата и локальные переменные.
  • Куча: Это динамически выделяемая память процессу во время его выполнения.
  • Текст: Сюда входит текущая активность, представленная значением счетчика программ и содержимым регистров процессора.
  • Данные: Этот раздел содержит глобальные и статические переменные.

Когда процесс выполняется, он проходит через разные состояния. Эти этапы могут отличаться в разных операционных системах, и названия этих состояний также не стандартизированы. Как правило, процесс может одновременно находиться в одном из следующих пяти состояний:

  • Начало: Начальное состояние при первом запуске / создании процесса.
  • Готово: Процесс ожидает назначения процессору.Готовые процессы ждут, пока операционная система выделит им процессор, чтобы они могли работать. Процесс может перейти в это состояние после состояния Start или во время его запуска, но его прерывает планировщик, чтобы назначить ЦП другому процессу.
  • Выполняется: После того, как процесс был назначен процессору планировщиком ОС, состояние процесса устанавливается на выполнение, и процессор выполняет свои инструкции.
  • Ожидание: процесс переходит в состояние ожидания, если ему нужно дождаться ресурса, например ожидания ввода пользователя или ожидания доступа к файлу.
  • Завершено или завершено: Как только процесс завершает свое выполнение или завершается операционной системой, он переводится в состояние завершения, где он ожидает удаления из основной памяти.

Блок управления процессом — это структура данных, поддерживаемая операционной системой для каждого процесса. Печатная плата идентифицируется целочисленным идентификатором процесса (PID). Печатная плата хранит всю информацию, необходимую для отслеживания процесса, как указано ниже:

  • Состояние процесса: Текущее состояние процесса — готов ли он, работает, ожидает или что-то еще.
  • Привилегии процесса: Это необходимо для разрешения / запрета доступа к системным ресурсам.
  • Идентификатор процесса: Уникальный идентификатор для каждого процесса в операционной системе.
  • Указатель: Указатель на родительский процесс.
  • Программный счетчик: Программный счетчик — это указатель на адрес следующей инструкции, которая должна быть выполнена для этого процесса.
  • Регистры ЦП: Различные регистры ЦП, в которых процессы должны храниться для выполнения в рабочем состоянии.
  • Информация о планировании ЦП: Приоритет процесса и другая информация о планировании, которая требуется для планирования процесса.
  • Информация об управлении памятью: Сюда входит информация о таблице страниц, ограничениях памяти и таблице сегментов, в зависимости от памяти, используемой операционной системой.
  • Учетная информация: Сюда входит количество процессора, используемого для выполнения процесса, временные ограничения, идентификатор выполнения и т. Д.
  • Информация о состоянии ввода-вывода: Сюда входит список устройств ввода-вывода, назначенных процессу.

2: Потоки и параллелизм

Поток — это поток выполнения через код процесса. У него есть собственный программный счетчик, который отслеживает, какую инструкцию выполнить следующей. Он также имеет системные регистры, в которых хранятся текущие рабочие переменные, и стек, содержащий историю выполнения.

Поток делится со своими одноранговыми потоками различной информацией, такой как сегмент кода, сегмент данных и открытые файлы. Когда один поток изменяет элемент памяти сегмента кода, все другие потоки видят это.

Поток также называется легким процессом . Потоки позволяют повысить производительность приложений за счет параллелизма. Потоки представляют собой программный подход к повышению производительности операционных систем за счет снижения накладных расходов. Поток эквивалентен классическому процессу.

Каждый поток принадлежит ровно одному процессу, и никакой поток не может существовать вне процесса. Каждый поток представляет собой отдельный поток управления. Потоки успешно использовались при реализации сетевых серверов и веб-серверов.Они также обеспечивают подходящую основу для параллельного выполнения приложений на многопроцессорных системах с общей памятью.

Преимущества потоков:

  • Минимизируют время переключения контекста.
  • Их использование обеспечивает параллелизм внутри процесса.
  • Они обеспечивают эффективное общение.
  • Более экономично создавать потоки переключения контекста.
  • Потоки позволяют использовать многопроцессорные архитектуры с большим масштабом и эффективностью.

Потоки реализуются следующими двумя способами:

  • Потоки пользовательского уровня: Потоки, управляемые пользователем.
  • Потоки уровня ядра: Управляемые операционной системой потоки, действующие на ядро, ядро ​​операционной системы.

Потоки уровня пользователя

В этом случае ядро ​​управления потоками не знает о существовании потоков. Библиотека потоков содержит код для создания и уничтожения потоков, для передачи сообщений и данных между потоками, для планирования выполнения потоков, а также для сохранения и восстановления контекстов потоков.Приложение запускается с одного потока.

Преимущества:

  • Для переключения потоков не требуются привилегии режима ядра.
  • Поток пользовательского уровня может работать в любой операционной системе.
  • Планирование может зависеть от приложения в потоке пользовательского уровня.
  • Потоки пользовательского уровня быстро создаются и управляются.

Недостатки:

  • В типичной операционной системе большинство системных вызовов блокируются.
  • Многопоточное приложение не может использовать преимущества многопроцессорной обработки.

Потоки уровня ядра

В этом случае управление потоками осуществляется ядром. В области приложения нет кода управления потоками. Потоки ядра поддерживаются непосредственно операционной системой. Любое приложение можно запрограммировать на многопоточность. Все потоки в приложении поддерживаются в рамках одного процесса.

Ядро поддерживает контекстную информацию для процесса в целом и для отдельных потоков внутри процесса.Планирование ядром выполняется на основе потоков. Ядро выполняет создание, планирование и управление потоками в пространстве ядра. Потоки ядра обычно создаются и управляются медленнее, чем потоки пользователя.

Преимущества

  • Ядро может одновременно планировать несколько потоков одного и того же процесса для нескольких процессов.
  • Если один поток в процессе заблокирован, ядро ​​может запланировать другой поток того же процесса.
  • Сами процедуры ядра могут быть многопоточными.

Недостатки

  • Потоки ядра обычно медленнее создаются и управляются, чем пользовательские потоки.
  • Передача управления от одного потока к другому в рамках одного процесса требует переключения режима на ядро.

3: Планирование

Процесс планирования является обязанностью диспетчера процессов, который обрабатывает удаление запущенного процесса из ЦП и выбор другого процесса на основе определенной стратегии.

Планирование процессов является неотъемлемой частью многопрограммной операционной системы. Эти операционные системы позволяют одновременно загружать в исполняемую память более одного процесса, а загруженный процесс разделяет ЦП с использованием временного мультиплексирования.

ОС поддерживает все блоки управления процессом (PCB) в очередях планирования процессов . ОС поддерживает отдельную очередь для каждого из состояний процесса, а печатные платы всех процессов в одном и том же состоянии выполнения помещаются в одну и ту же очередь.Когда состояние процесса изменяется, его плата отключается от текущей очереди и перемещается в новую очередь состояний.

Операционная система поддерживает следующие важные очереди планирования процессов:

  • Очередь заданий: В этой очереди хранятся все процессы в системе.
  • Очередь готовности: В этой очереди хранится набор всех процессов, находящихся в основной памяти, готовых и ожидающих выполнения. В эту очередь всегда помещается новый процесс.
  • Очереди устройств: Процессы, которые заблокированы из-за недоступности устройства ввода-вывода, составляют эту очередь.

ОС может использовать разные политики для управления каждой очередью (FIFO, Round Robin, Priority и т. Д.). Планировщик ОС определяет, как перемещать процессы между очередями готовности и выполнения, которые могут иметь только одну запись на каждое ядро ​​процессора в системе. На приведенной выше диаграмме он объединен с ЦП.

Модели процессов с двумя состояниями относятся к работающему и неработающему состояниям:

  • Выполняется: Когда создается новый процесс, он входит в систему в рабочем состоянии.
  • Не запущено: Процессы, которые не выполняются, хранятся в очереди, ожидая своей очереди для выполнения. Каждая запись в очереди — это указатель на конкретный процесс. Очередь реализована с использованием связанного списка. Использование диспетчера заключается в следующем: когда процесс прерывается, этот процесс переводится в очередь ожидания. Если процесс завершен или прерван, процесс отменяется. В любом случае диспетчер затем выбирает процесс из очереди для выполнения.

Переключатель контекста — это механизм, который сохраняет и восстанавливает состояние или контекст ЦП в блоке управления процессом.Это позволяет возобновить выполнение процесса с той же точки в более позднее время. Используя этот метод, переключатель контекста позволяет нескольким процессам совместно использовать один ЦП. Переключение контекста — важная функция многозадачной операционной системы.

Когда планировщик переключает ЦП с выполнения одного процесса на другой, состояние текущего выполняющегося процесса сохраняется в блоке управления процессом. После этого состояние следующего процесса загружается с его собственной платы и используется для установки ПК, регистров и т. Д.В этот момент может начать выполняться второй процесс.

Переключение контекста требует значительных вычислительных ресурсов, поскольку необходимо сохранять и восстанавливать состояние регистров и памяти. Чтобы избежать времени переключения контекста, некоторые аппаратные системы используют два или более наборов регистров процессора.

Когда процесс переключается, следующая информация сохраняется для дальнейшего использования: счетчик программ, информация о расписании, базовое и предельное значение регистров, текущий используемый регистр, измененное состояние, информация о состоянии ввода / вывода и учетная информация.

4: Управление памятью

Управление памятью — это функция операционной системы, которая обрабатывает первичную память или управляет ею. Он перемещает процессы назад и вперед между основной памятью и диском во время выполнения.

Управление памятью отслеживает каждую ячейку памяти, независимо от того, выделена она какому-либо процессу или свободна. Он проверяет, сколько памяти должно быть выделено процессам. Он решает, какой процесс в какое время получит память. И он отслеживает, когда память освобождается или не распределяется, и, соответственно, обновляет статус.

Linux | операционная система | Britannica

Linux , компьютерная операционная система, созданная в начале 1990-х финским инженером-программистом Линусом Торвальдсом и Фондом свободного программного обеспечения (FSF).

Британская викторина

Компьютеры и технологии: викторина

Компьютеры

размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как…РЖУНИМАГУ. Примите участие в этой викторине и позвольте некоторым технологиям подсчитать ваш результат и раскрыть вам содержание.

Еще будучи студентом Хельсинкского университета, Торвальдс начал разработку Linux, чтобы создать систему, аналогичную MINIX, операционной системе UNIX. В 1991 году выпустила версию 0.02; Версия 1.0 ядра Linux, ядра операционной системы, была выпущена в 1994 году. Примерно в то же время американский разработчик программного обеспечения Ричард Столлман и FSF предприняли усилия по созданию UNIX-подобной операционной системы с открытым исходным кодом под названием GNU.В отличие от Торвальдса Столлман и FSF начали с создания утилит для операционной системы. Затем эти утилиты были добавлены в ядро ​​Linux для создания законченной системы под названием GNU / Linux, или, менее точно, просто Linux.

Linux росла в 1990-е годы благодаря усилиям разработчиков-любителей. Хотя Linux не так удобен для пользователя, как популярные операционные системы Microsoft Windows и Mac OS, это эффективная и надежная система, которая редко дает сбой. В сочетании с Apache, веб-сервером с открытым исходным кодом, Linux составляет более трети всех серверов, используемых в Интернете.Поскольку Linux является открытым исходным кодом и, следовательно, может быть изменен для различных целей, он популярен для таких различных систем, как сотовые телефоны и суперкомпьютеры. Добавление удобной среды рабочего стола, офисных пакетов, веб-браузеров и даже игр помогло повысить популярность Linux и сделать его более подходящим для домашних и офисных настольных компьютеров. Новые дистрибутивы (пакеты программного обеспечения Linux) создавались на протяжении 1990-х годов. Некоторые из наиболее известных дистрибутивов включают Red Hat, Debian и Slackware.

Хронология: 40 лет Unix

Вот некоторые вехи в истории операционной системы Unix, насчитывающей четыре десятилетия.

1969

Bell Laboratories, принадлежащая AT&T, отказывается от разработки Multics, новаторской, но слишком сложной системы разделения времени. Некоторые важные принципы Multics должны были быть перенесены в Unix.

Кен Томпсон из Bell Labs пишет первую версию пока еще неназванной операционной системы на языке ассемблера для миникомпьютера DEC PDP-7.

1970

Операционная система Томпсона называется Unics, от Uniplexed Information and Computing Service, и как игра слов на «выхолощенных Multics». (Позднее название будет таинственным образом изменено на Unix.)

1971

Unix переходит на новый миникомпьютер DEC PDP-11.

Опубликовано первое издание Руководства программиста Unix, написанное Томпсоном и Деннисом Ритчи.

1972

Ричи разрабатывает язык программирования C.

1973

Unix созревает. «Труба» добавлена ​​в Unix; этот механизм обмена информацией между двумя программами будет влиять на операционные системы на десятилетия. Unix переписан с ассемблера на C.

1974

«Система разделения времени UNIX», написанная Ричи и Томпсоном, появляется в ежемесячном журнале Association for Computing Machinery. Статья вызывает первый большой спрос на Unix.

1976

Программист Bell Labs Майк Леск разрабатывает UUCP (программу копирования Unix-to-Unix) для сетевой передачи файлов, электронной почты и содержимого Usenet.

1977

Unix перенесен на оборудование, не относящееся к DEC, включая IBM 360.

1978

Билл Джой, аспирант Калифорнийского университета в Беркли, рассылает копии первого дистрибутива Berkeley Software Distribution (1BSD) , по сути, Unix v6 Bell Labs с некоторыми надстройками. BSD становится ветвью Unix, конкурирующей с Unix от AT&T; его варианты и возможные потомки включают FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, DEC Ultrix, SunOS, NeXTstep / OpenStep и Mac OS X.

1980

4BSD при спонсорстве DARPA становится первой версией Unix, включающей TCP / IP.

1982

Билл Джой является соучредителем Sun Microsystems для производства рабочей станции Sun на базе Unix.

1983

AT&T выпускает первую версию влиятельной Unix System V, которая позже станет основой для IBM AIX и HP-UX от Hewlett-Packard.

1984

X / Open Co., европейский консорциум производителей компьютеров, создан для стандартизации Unix в Руководстве по переносимости X / Open.

1985

AT&T публикует определение интерфейса System V, попытку установить стандарт работы Unix.

1986

Рик Рашид и его коллеги из Университета Карнеги-Меллона создают первую версию Mach, заменяющего ядро ​​для BSD Unix.

1987

AT&T Bell Labs и Sun Microsystems объявляют о планах совместной разработки системы для объединения двух основных ветвей Unix.

Эндрю Таненбаум пишет Minix, клон Unix с открытым исходным кодом для использования в классах информатики.

1988

«Войны Unix» продолжаются.В ответ на партнерство AT&T / Sun конкурирующие поставщики Unix, включая DEC, HP и IBM, создают Open Software Foundation (OSF) для разработки открытых стандартов Unix. Затем AT&T и ее партнеры создают собственную группу стандартов Unix International.

IEEE публикует Posix (интерфейс переносимой операционной системы для Unix), набор стандартов для интерфейсов Unix.

1989

Unix System Labs, дочерняя компания AT&T Bell Labs, выпускает System V Release 4 (SVR4), совместную работу с Sun, которая объединяет System V, BSD, SunOS и Xenix.

1990

OSF выпускает своего конкурента SVR4, OSF / 1, который основан на Mach и BSD.

1991

Sun представляет Solaris, операционную систему, основанную на SVR4.

Линус Торвальдс пишет Linux, ядро ​​ОС с открытым исходным кодом, вдохновленное Minix.

1992

Ядро Linux объединено с GNU для создания бесплатной операционной системы GNU / Linux, которую многие называют просто «Linux».

1993

AT&T продает свою дочернюю компанию Unix System Laboratories и все права на Unix компании Novell.Позже в том же году Novell передает товарный знак Unix группе X / Open.

Microsoft представляет Windows NT, мощную 32-разрядную многопроцессорную операционную систему.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *