Информатика (Теория. Текстообработка и Таблици с LibreOffice)
Тема 7. Операционни системи
Изтегляне 1.45 Mb.
|
- Навигация на страницата:
- Файлови системи и структури
Тема 7. Операционни системи
1.Назначение. О  пределение 1. Операционната система (ОС) е основна част от компютърния системен софтуер, която управлява и координира работата на процесора и устройствата в компютърната система. Тя обслужва работата на приложния софтуер, като заделя необходимите за това хардуерни ресурси и контролира достъпа на различните приложения до тях.
Фиг.1. Място на ОС Определение 2. Операционната система е специален вид софтуер, който се грижи за управлението на всички устройства в един компютър и за взаимодействията между тях и потребителските програми. 2.История и основни принципи [1] 2.1.Историческо развитие Програмите, предшествувани разработката на ОС, са служебни програми (за зареждане и мониторинг), както и библиотеки на често използвани подпрограми, които започват да се разработват с появата на компютрите от първо поколение в края на 40-те години. Първите операционни системи са били само с команден ред. Такива са ДОС, UNIX. През 50-те и 60-те години водеща роля в разработката на ОС играе IBM, която е лидер на пазара за мейнфрейм компютри. През този период се сформират и реализират основните идеи, определящи функционалностите на ОС: пакетен режим, разделение по време и многозадачност, разделение по пълномощия, реален временен мащаб, работа с файлови структури и файлови системи.
Необходимостта от оптимално използване на скъпите изчислителни ресурси води до появата на концепцията „пакетен режим” на изпълнение на програмите. Пакетният режим предполага наличие на определен ред на изпълнение на програмите, при което ОС може да зарежда програмата в оперативната памет от външни носители на данни, без да изчаква завършването на изпълнението на предходната програма и така се избягва излишен престой на процесора.
В своя развит вариант пакетният режим изисква времето на процесора да бъде разделено между изпълнението на няколко програми. Необходимостта от разделението по време (многозадачност, мултипрограмиране) се проявява още по-силно, когато през 60-те години в качеството на входно-изходни устройства се въвеждат електромеханични. Разделението по време позволява да се създадат „многопотребителски” системи, в които централния процесор и блока на оперативната памет се съединяват с много терминали. При това част от задачите (като въвеждане или редактиране на данните от оператора) може да се изпълняват в диалогов режим, а други задачи (като обемни изчисления) — в пакетен режим. Историята на многопотребителските и многозадачните ОС започва в края на 1960 г. с изследователския екип на Bell Laboratories и многопотребителска/многозадачна ОС под работното наименование MULTICS. За съжаление, крайният продукт се оказва твърде бавен и прекалено голям. Кен Томпсон и Денис Ричи пренаписват програмата и експериментират с много от концепциите, залегнали в MULTICS. Готовата система се нарича UNIX. С това UNIX става първата многопотребителска операционна система в света. Първата операционна система, в която е реализирана многозадачност, е UNIX. Други такива операционни системи са GNU/LINUX, Windows NT и след това, Mac OS, OS/2. Това са и реално първите 32-битови ОС. Първите операционни системи и на „Майкрософт“ и на „Епъл“ се появяват през 80-те и са еднопотребителски. Първоначално ОС са били 8-битови и трудни за употреба. Впоследствие се появяват и 16-битови операционни системи.
Разпространението на многопотребителските системи на свой ред поставя задачата за разделение по пълномощия, с чието решаване се избягва възможността за изменение на изпълняваната програма или данни за нея, намиращи се в паметта, от друга програма (нарочно или случайно), а също така и от изменение на самата ОС от някоя приложна програма. Реализирането на принципа на разделяне по пълномощия среща подкрепа от страна на разработчиците на процесори и те предлагат архитектури с два режима на работа на процесора — „реален” (в който изпълняваната програма има достъп до цялото адресно пространство) и „защитен” (в който достъпът до адресното пространство е ограничен в диапазона, заделен при пускането на програмата за изпълнение).
Прилагането на компютри за управление на производствените процеси пък изисква реализирането на принципа за работа в реално време, т.е. синхронизация на изпълнението на програмите с външните физически процеси. Включването на функции за реално време в ОС позволява да се създават системи, едновременно обслужващи производствените процеси и решаващи други задачи (в пакетен режим и/или в режим на разделение по време).
От гледна точка на съвременните ОС, целият твърд диск представлява съвкупност от клъстери с размер от 512 байта и повече. Драйверите на файловата система организират клъстерите във файлове и директории (които реално са също файлове, съдържащи списъци с файлове). Драйверите следят също така кои от клъстерите се използват в момента, кои са свободни и кои са отбелязани като повредени. Различните ОС имат различен начин на работа с файловите системи. 2.2. Структура на операционната система Една операционна система се състои от две основни части: Показано е на фиг.2
Фиг.2. Структура на ОС Ядрото се грижи за абсолютно всички процеси, които се изпълняват, както и за комуникацията с наличните устройства. То осигурява работата на обвивката и на приложните програми. Обвивката служи за връзка между потребителя и ядрото. Тя може да бъде както графична, така и команден ред. ОС използва и друг вид системен софтуер, който обаче не е част от самата операционна система — драйверите. Те служат за връзка между ядрото на операционната система и съответните физически устройства. Самата ОС има вградени драйвери за определени устройства като процесор, временна памет, твърд диск и др., които осигуряват нейната работа. 3. Функции 3.1. Основните функции:
3.2. Допълнителни функции:
4. Видове ОС 4.1. В зависимост от достъпа:
4.2.Типове ОС:
5.Графичен интерфейс(ГИ)[2] Операционните системи водят своето съществуване от 60-те–70-те години на 20 век. Първоначално те са били 8-битови и трудни за употреба. Първите операционни системи са били само с команден ред. Такива са ДОС, UNIX. Впоследствие се появяват и 16-битови операционни системи. Ключов момент в историята е, когато IBM назначават „Майкрософт“ да създадат своя ОС, която те да използват в новите си персонални компютри. „Майкрософт“ купуват системата QDOS от фирма за софтуер в Сиатъл и я преработват, наричайки я MS-DOS. По-късно основателят на „Епъл“ Стив Джобс започва да работи върху графичен интерфейс. Той взема от компанията „Ксерокс“ тяхната разработка на графичен потребителски интерфейс, която тогава от „Ксерокс“ смятат за безперспективна и започва да я внедрява в първите 16 битови компютри на „Епъл“. Първата операционна система с графичен интерфейс е инсталирана на компютрите Lisa на „Епъл“, а първият компютър с мишка е Macintosh, отново на „Епъл“. Тази система първоначално се нарича просто System, но впоследствие е решено да се нарича Macintosh Operating System (за по-кратко MacOS) по името на компютрите, в които се използва. По това време компанията на Бил Гейтс успява да внедри подобен ГИ в MS-DOS и се появява Windows, който първоначално представлява система от програми, създаващи ГИ в ДОС. Оттогава започва развитието на операционните системи в други насоки. Източници:
Тема8. Microsoft Windows 1. Windows -същност 2. Версии 3. Интегриран софтуер в пакета
Семейството на пропреритарни операционни системи от Microsoft с приложно ориентиран графичен потребителски интерфейс за управление. Първоначално графичните надстройки са за MS-DOS. Към декември 2012 г. под операционни системи Windows по данни на Netmarketshare (Net Applications) работят около 92% от персоналните компютри. [1] Windows операционни системи работят с платформите x86, x86-64, IA-64, ARM. Има и версии за DEC Alpha, MIPS, PowerPC и SPARC [2].
2.1.Графични интерфейси и разширения за DOS Тези версии на Windows не са пълноправни операционни системи и е надстройка.Те са работили с процесори от Intel 8086. Такива ОС са: Windows 1.0 (1985)…. Windows 3.1 (1992) - сериозно преработен Windows 3.0 до Windows за работни групи (Windows for Workgroups, WfWG ) 3.1/3.11 - първата версия на семейството OS с поддръжка на локални мрежи. 
2.2.Семейство Windows 9x Включва Windows 95, Windows 98 и Windows ME. Windows 95 е издаден през 1995 година. Неговите функции са: нов потребителски интерфейс, поддръжка за дълги имена на файлове, автоматично откриване и конфигуриране на периферни устройства Plug и Play, способността за изпълнение на 32-битови приложения и наличието на поддръжка на TCP / IP директно в системата. Windows 95 използва изпреварваща многозадачност и работи с 32-битово приложение в собственото си адресното пространство. Операционни системи в това семейство не са мултипотребителски системи като Windows NT, поради съображения за съвместимост, цялата подсистема за потребителски интерфейс и графики остават 16-битов и не се различава много от тази в Windows 3.x. 2.3.Семейство Windows NT Логото на Windows XP обикновено се използва с графичен режим. Операционни системи в това семейство в момента работят върху процесорна архитектура на x86, x64 и Itanium, ARM. Всички операционни системи в това семейство са пълни 32 - или 64 - битови операционни системи, и не се нуждаят от MS-DOS, дори за изтегляне. Само в това семейство има операционни системи за сървъри. За Windows 2000, включително, те бяха публикувани под същото име като подобната версия за настолни компютри, но с добавянето на наставката, например, „Windows NT 4.0 Server” и „Windows 2000 Datacenter Server” започвайки с Windows Server 2003 сървърните операционни системи се наричат по различен начин.
В  семейството влизат Windows CE; Windows Mobile; Windows Phone. Това семейството на операционни системи е специално проектирано за мобилни устройства. Поддържа ARM, MIPS, SuperH и x86. За разлика от други операционни системи Windows, операционната система на това семейство се продават само в крайни устройства, като например смарт телефони, PDA устройства, GPS-навигатори, MP3-плеъри и др.
В днешно време под терминът "Windows CE” разбира само ядрото. Например, Windows Mobile 5.0 включва основните Windows CE 5.0.
Windows Embedded включва допълнителни функции за вграждане, включително защита срещу запис на филтъра (EWF и FBWF), зареждане от флаш памет, CD-ROM, мрежа и т.н. За разлика от другите ОС Windows, операционната система на това семейство се продава само в крайни устройства, като банкомати, медицински изделия, навигационно оборудване, "тънки" клиенти, VoIP терминали, мултимедийни плейъри, цифрови рамки (албуми), POS, роботи, игрални автомати, Jukeboxes и др. 2.6.Актуални Windows версии Към март 2013 компанията Mircosoft предлага за поддръжка само версиите след 2007 г. с изключение на популярните Windows XP (поддържана за Service Pack 3) и Windows Server 2003 (поддържана за Service Pack 1, R2 и Service Pack 2).
Windows XP . Според Microsoft много потребители са свикнали да ХP и не искат да мигрират на Windows 7. Също така, има Windows XP Professional x64, но тя не е за простосмъртните. Тази система не е предназначена за дългосрочен план и е насочена предимно към математическо моделиране и други "тежка задачи". 
Сървърната версия, по-нататъшно разширяване и задълбочаване на ядрото на Windows 2000. След дълга и продължителна работа върху тази версия е налице стабилна и „не гълтаща” много ресурс ОС. Между другото, Microsoft смята, че Windows XP Professional x64 е въз основа на ядрото Server 2003 x64.
|
