Лекция 1 Понятие Операционной системы Классификация Операционных систем

Понятие операционной системы Базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит. Программная среда для исполнения компьютером программприложений, предоставляющая им доступ к периферийным устройствам, памяти и другим ресурсам компьютера. Набор программ и драйверов, обеспечивающих взаимодействие программ с аппаратным обеспечением компьютера и базовые возможности для ввода команд пользователем.

Функции ОС Расширение возможности ПК Управление ресурсами Стандартизованный доступ к периферийным устройствам Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как Жёсткий диск, Компакт- диск и т. д.), как правило с помощью файловой системы Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение Сетевые операции, поддержка стека протоколов Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность)

Необходимость ОС вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции; различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций); между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей; необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам); оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых оболочка и набор стандартных утилит является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).

Виды ОС (Вариант 1) Сетевые ОС - машины обладают высокой степенью автономности, общесистемных требований мало. Можно вести диалог с другой ЭВМ, вводить задания в ее очередь пакетных заданий, иметь доступ к удаленным файлам, хотя иерархия директорий может быть разной для разных клиентов. Пример - серверы файлов (многие WS могут не иметь дисков вообще). Распределенные ОС - единый глобальный межпроцессный коммуникационный механизм, глобальная схема контроля доступа, одинаковое видение файловой системы. Вообще - иллюзия единой ЭВМ. ОС мультипроцессорных ЭВМ - единая очередь процессов, ожидающих выполнения, одна файловая система.

Виды ОС (Вариант 2) Многопользовательская система, система с коллективным доступом, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) - вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Однопользовательская система (one user system) - операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской. Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети

Виды ОС (Вариант 3) Серверные Многопроцессорные Для персональных компьютеров Реального времени Встроенные Смарт-карты, токены

Типы ОС графические (с наличием графического пользовательского интерфейса - GUI) - текстовые (только командная строка) бесплатные – платные открытые (с возможностью редактировать исходный код) - закрытые (без возможности редактировать исходный код) клиентские - серверные; высокая стабильность (устойчивость к сбоям аппаратной части)- низкая стабильность простая в администрировании (для рядового пользователя) - сложная, для системных администраторов; 16-разрядная - 32-разрядная разрядная (в далеком прошлом были еще и 8- разрядные) с высоким уровнем безопасности данных - с низким уровнем безопасности

Эволюция ОС электронные лампы и коммутационные панели пакетный режим разделение времени многозадачность разделение полномочий 1980-… реальный масштаб времени файловые структуры и файловые системы.

Пакетный режим

Структура ОС Ядро Базовая система ввода-вывода (BIOS) Командный интерпретатор Сервисные программы

Ядро ОС Монолитное ядро Модульное ядро Микроядро Экзоядро Наноядро Гибридное ядро

ОС Реального времени (ОСРВ) Операционная система, в которой успешность работы любой программы зависит не только от её логической правильности, но и от времени, за которое она получила этот результат. Если система не может удовлетворить временным ограничениям, должен быть зафиксирован сбой в её работе Стандарт POSIX даёт определение: «Реальное время в операционных системах это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определённый промежуток времени» Операционная система, реагирующая в предсказуемое время на непредсказуемое появление внешних событий Интерактивные системы постоянной готовности. В категорию ОСРВ их относят, исходя из маркетинговых соображений и если интерактивную программу называют «работающей в реальном времени», то это лишь означает, что запросы от пользователя обрабатываются с задержкой, незаметной для человека.

Основное отличие детерминированность основанная на строгом контроле времени, характере работы. В данном случае под детерминированностью понимается то, что для выполнения одного сервиса операционной системы требуется временной интервал заведомо известной продолжительности. Теоретически это время может быть вычислено по математическим формулам, которые должны быть строго алгебраическими и не должны включать никаких временных параметров случайного характера. Любая случайная величина, определяющая время выполнения задачи в ОСРВ может вызвать нежелательную задержку в работе приложения, тогда следующая задача не уложится в свой квант времени, что послужит причиной для ошибки.

Семинар ОСРВ – примеры, описание, использование Современные системы пакетной обработки, основные характеристики и задачи Прерывания, примеры использования

Вопрос для размышления Напишите имя сайта: Ответы присылать на адрес с указанием ответа и