 |
Классификация операционных систем
|
|
|
|
В различных моделях ПЭВМ и сетей используются ОС с разной архитектурой и возможностями; для их работы необходимы различные ресурсы ОП; они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами. Рассмотрим наиболее общую классификацию ОС.
ОС делятся на однозадачные и многозадачные. Однозадачные ОС могут выполнять в одно и то же время не более одной задачи, а многозадачные (Windows 98) способны управляться одновременно с несколькими процессами, деля между ними ресурсы компьютера. В принципе число задач, которое может выполнять ОС, не ограничено ничем, кроме мощности процессора и емкости ОП.
Еще один критерий – число пользователей ОС. С этой точки зрения ОС подразделяют на однопользовательские (предназначены для обслуживания одного клиента, например, Windows 95 (98)) и многопользовательские (рассчитанные на работу с группой пользователей одновременно (Windows NT 2000).
Следующий показатель – это разрядность. Точно так же как процессор, разрядность характеризует и ОС. 16-ти разрядные ОС (DOS, Windows 3.1, Windows 3.11) можно считать что уже ушли в прошлое с появлением Windows 98/МЕ.
Наконец, еще один важный показатель классификации ОС – это специализация. Поскольку чтобы там ни говорили отдельные руководители отдельной программной корпорации, универсальных ОС не существует (во всяком случае пока). Одна более эффективна для работы в сети, другая - для работы программистов, третью выберут домашние пользователи.
Краткая характеристика операционных систем компании Microsoft
Дисковая ОС (DOS). Первая версия этой ОС была выпущена в 1981 г. и предназначалась для поставки с компьютерами IBM PC (хотя сначала IBM отдала предпочтение другой ОС под названием СР/М).
|
|
|
Эта 16-разрядная однозадачная ОС обладала “интерфейсом командной строки”, т.е. все команды пользователю приходилось набирать на клавиатуре вручную, в командной строке ОС. Никакой графики, никакого сервиса. Эта ОС процветала с учетом ее совершенствования и пополнения новыми программами в течение 10 лет. С каждой новой версией она поддерживала все больше типов устройств. Однако главные ее недостатки не были, да и не могли быть устранены.
Главным уязвимым местом DOS оставалась работа с оперативной памятью. Она могла работать только с 640 Кбайт ОП, и Билл Гейтс утверждал, что никому и никогда не понадобится боьший объем.
Вторым недостатком DOS была невозможность работы в полноцветном графическом режиме, хотя аппаратура компьютеров того времени уже могла обеспечить его поддержку.
Наконец, третьим препятствием на пути DOS стала однозадачность. Все больше и больше людей желало запускать на своем компьютере сразу несколько программ с возможностями переключения между ними – а DOS при всем желании обеспечить этого не могла, в отличие от ОС компьютеров Macintosh. В результате, с появлением Windows 95, DOS практически сошла со сцены, хотя до сих пор установлена на наших компьютерах в качестве составляющей ядра Windows. А в 1999 году IBM даже выпустила новую версию – DOS 2000.
Windows 3.1/3.11. Первая версия Windows вышла в свет в конце 80-х годов и осталась совершенно неземеченной. Аналогичная участь постигла и следующую версию – лишь версия Windows 3.0 (1992) сумела пробить себе дорогу к пользователям и стала “продуктом года”. Еще через два года на свет появились версии 3.1 и 3.11 (последняя включала такой значительный элемент, как полную поддержку мультимедиа и работу в локальной сети – потому и носила уточняющее название Windows For Workgroups), окончательно утвердившие господство Windows среди ОС. Хотя вопрос о том, а были ли первые версии Windows ПОЛНОЦЕННОЙ ОС до сих пор остается открытым. Ведь устанавливалась Windows поверх уже имеющейся на компьютере “операционки” – DOS – и лишь расширяла ее возможности. Фактически, она представляла из себя лишь графическую оболочку, надстройку над установленным на компьютере комплектом MS-DOS.
|
|
|
Поначалу многие опытные пользователи отнеслись к Windows, как к модной игрушке, однако со временем достоинства этой “оболочки” проявлялись все явственнее – полноценный графический интерфейс, многозадачность (правда примитивная, 2-3 задачи, т.к. объем ОП был мал), а самое главное - исчез пресловутый барьер 640 Кбайт, и компьютер смог наконец-то использовать всю установленную на нем ОП.
В качестве недостатков следует отметить редкостную неустойчивость, частые “зависания” и большое количество ошибок. Это было связано с тем, что программам Windows приходилось жить в общем пространстве, постоянно конфликтуя между собоу за обладание ОП, мощностью процессора, т.е. модель многозадачной работы в Windows была упрощенной.
WindowsNT. Эта ОС создавалась для обеспечения работы корпоративных пользователей в локальных компьютерных сетях. 32-разрядная WindowsNT, первая версия которой появилась в 1993-м, а последняя – в 1998 году, с самого начала создавалась как сверхстабильная, надежная система, рассчитанная прежде всего на работу, а не на разные игрушки-развлечения. Поэтому в отличие от других версий, например, Windows 98/МЕ в WindowsNT случаи ошибок, крахов и “зависаний” при работе встречаются крайне редко. В этой ОС реализовано надежное разделение работающих под ее управлением программ, заключающееся в том, что каждой задаче выделяется своя доля ОП и системных ресурсов, не позволяющая им конфликтовать из-за обладания ресурсами. Кроме того, в WindowsNT в отличие от Windows 98/МЕ безусловно запрещен безоговорочный доступ к ресурсам компьютера любым программам, пытающимся работать с “железом“ напрямую, что позволяет системе избежать конфликтов.
Однако в результате под WindowsNT отказываются работать любые программы, написанные под DOS. И многие созданные для Windows95. Необходимо также отметить, что и требования к ресурсам компьютера вдвое выше, чем у Windows98. Наконец, следует учитывать и тот факт, что большая часть достоинств WindowsNT проявляется лишь в сетевом режиме работы.
|
|
|
Windows 95. Эта ОС вышла в свет в августе 1995 года. Эта версия Windows превратилась (по заявлениям разработчиков) из графической надстройки для DOS в полноценную ОС. К основным достоинствам новой ОС следует отнести:
- 32-разрядность, что позволяло в полной мере использовать возможности процессоров не только 386 семейства, но и более новых процессоров Pentium;
- абсолютно новый графический интерфейс пользователя;
- интегрированный программно-драйверный комплекс DirectX, предоставляющий приложениям Windows прямой доступ к аппаратным устройствам ПК – звуковой карте, видеоплате и т.д., благодаря чему стало возможным создание игр для Windows95;
- система ActiveMovie, обеспечивающая поддержку воспроизведения большого количества мультимедийных файлов – от музыки в формате MIDI до видеодисков;
- возможность автоматического распознавания большого числа комплектующих;
- более совершенный механизм настройки и конфигурации ПК;
- более совершенная (в последующих версиях) файловая система – FAT32, позволяющая сэкономить место на диске.
Однако этой замечательной ОС также был присущ и ряд недостатков, к основным из которых следует отнести:
- ядро ОС в целях совместимости со старыми программами по-прежнему содержало 16-разрядные модули, являвшиеся причиной недостаточно устойчивой работы ОС;
- модель многозадачности и распределения ресурсов была унаследована от предыдущих серий Windows, что также не способствовало стабильности работы.
Windows98/98 SE. К работе над новой версией Windows компания Microsoft приступила сразу же после выхода Windows 95. 25 июня 1998 года новая версия ОС Microsoft поступила в магазины, а примерно через месяц вышла в свет и русскоязычная версия. Что же отличает Windows 98 от ее предшественницы? На самом деле – не так уж и много, если посмотреть с внешней стороны:
- основные изменения коснулись интерфейса – теперь “Рабочий стол” Windows 98 стал еще красивее, а главное - он полностью интегрирован со средой Интернет;
- в новой ОС была окончательно стерта разница между файлами и папками на вашем ПК и объектами Всемирной Информационной Паутины (WorldWideWeb);
|
|
|
Если бы все достоинства новой версии Windows 98 заключались только в визуальных улучшениях, этот продукт вряд ли бы стоило вообще выпускать. Поэтому наиболее важные изменения заключались во внутреннем устройстве ОС. Хотя основная начинка ОС осталась прежней, Windows 98 выигрывала у своей предшественницы за счет корректной работы с новыми комплектующими – процессором Pentium II, графическим портом AGP, шиной USB, новыми моделями видеокарт, материнских плат, модемов и т.д. Наконец, Windows 98 содержала массу новых программ и утилит – в первую очередь полный комплект программного обеспечения для работы в Интернет и утилиту конвертации файловой системы FAT16 в более новую версию FAT32.
В конце 1999 года в продаже появилась русскоязычная версия нового комплекта Windows 98 - Windows 98 SE. От предыдущей версии новая Windows отличается тем, что в ее состав включена последняя (пятая) версия браузера Internet Explorer, обновленная система соединения с Интернет, а также многочисленные исправления ошибок и новая библиотека драйверов устройств.
Windows 2000. В конце 1998 года корпорация Microsoft объявила, что следующая версия Windows NT 5.0, намеченная к выпуску в 1999 году будет носить иное название – Windows 2000. Однако сменой названия дело не ограничится – новая ОС должна была стать стандартом не только “корпоративного” рынка, но и обжиться на домашних ПК. С этой целью стабильное, полностью 32-разрядное ядро Windows NT было интегрировано в более удобную для пользователя оболочку от Windows 98. Унаследовав защищенность, отличные сетевые возможности и сервисы NT, Windows 2000 стала более удобной и дружественной для домашних пользователей. Для них были расширены мультимедийные возможности, встроен программный комплекс DirectX.
Однако слабые места Windows NT проявились и в Windows 2000. Это высокая требовательность к ресурсам ПК (на 64 Мбайт ОП и процессоре Pentium II-300 новая ОС уже заметно “тормозила”), поддержка игрового режима даже после доводок и доработок была далека от идеала. В связи с этим Windows 2000 стала уверенно обживаться в корпоративном секторе, не претендуя на домашний. А для домашенего сектора в спешном порядке была создана новая “домашняя” версия ОС Windows МЕ.
Как и Windows NT, Windows 2000 выпущена в нескольких вариантах – серверном (Server), для установки на главный, управляющий компьютер сети, и клиентском (Professional) – для рабочих станций. Самая мощная версия – Datacenter – предназначена для крупных корпораций (представлена в сентябре 2000 года).
ВЫВОДЫ.
1. История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры.
|
|
|
2. Первые ЦЭВМ, появившиеся в начале 40-х годов, работали без ОС, все задачи вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления.
3. Прообразом современных ОС явились мониторные системы середины 50-х годов, которые автоматизировали действия оператора по выполнению пакета заданий.
4. В 1965-1975 годах переход к ИМС открыл путь к появлению следующего поколения компьютеров (яркий представитель – IBM/360). В этот период были реализованы практически все основные концепции, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, многотерминальный режим, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа.
5. К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры, что послужило мощным стимулом для создания локальных сетей. Первые ЛС строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования и нестандартного ПО, однако с середины 70-х годов началось массовое использование уникальной для того времени ОС UNIX, обладавшей мощными функциональными возможностями, которая сравнительно легко переносилась на различные типы компьютеров.
6. Начало 80-х годов связано со знаменательным для истории ОС событием – появлением ПК, которые послужили мощным катализатором для бурного роста ЛС. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС ПК необходимым условием.
7. К началу 90-х годов практически все ОС стали сетевыми, способными поддерживать работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач (система IOS).
8. Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования и управления.
ЗАДАНИЕ на самостоятельную работу:
1) рассмотреть особенности, достоинства и недостатки остальных версий Windows: Windows МЕ (Millennium Edition), Windows ХР, Windows СЕ;
2) рассмотреть основные версии альтернативных ОС: UNIX, PC-DOS 2000 (IBM), MacOS (Apple), OS/2 (IBM) BeOS (Be Inc.), Linux, QNX (QNX Software Systems) и др.
ОС как расширенная машина
Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи - это, конечно, операционная система. Точно так же, как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины. С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.
|
|
|
