Sistemul de procesare a pachetelor
Sistemul timesharing,
single-tasking și multi-tasking sistem de operare, preemptive / non-preemptive multi-tasking,
un singur utilizator și sistemul de operare multi-utilizator,
procesare multifilament, multi-procesor / sistem cu un singur procesor,
nucleu monolitic, microkernel,
Determinarea sistemului de operare. OS ca mașină de extins. OS ca un sistem de management al resurselor. Evoluția sistemului de operare. Perioadele: prima perioadă (până în 1955). Al doilea termen (1955-1965). A treia perioadă (1965 -. 70-e). A patra perioadă (70 th -. 80-e). A cincea perioadă (1980 -. 90-e). Perioada a șasea - etapa modernă de dezvoltare a sistemului de operare OS.Klassifikatsiya. algoritmi de management Caracteristici (multi-tasking, sisteme de operare single-tasking, multi-user, sisteme de operare cu un singur utilizator care acceptă și nu suport multi-threaded de procesare, multi-procesor și un sistem cu un singur procesor). Caracteristici ale platformelor hardware (PC-uri OS, minicalculatoare, sisteme mari, clustere, rețele de calculatoare). zone de funcții utilizează sistemul de operare (sistem de procesare lot, schimbul de timp, în timp real). Caracteristici ale metodelor de construcție a sistemului de operare (sistemul de operare cu un nucleu monolitic, sistem de operare bazat pe microkernel, abordarea orientată spre obiect).
Determinarea sistemului de operare
Sistem de operare (OS) - un set de programe care permit utilizarea de echipamente informatice. Acest complex este rulat-ing și programe de prelucrare pe de o parte, ea acționează ca un intermediar între componentele hardware ale computerului și utilizatorul cu obiectivele sale, iar pe de altă parte - pentru utilizarea mai eficientă a resurselor sistemului și organizarea de calcul de încredere de calcul.
Astfel, sistemul de operare în cea mai mare măsură determină forma întregului sistem de calcul în ansamblu. OS - este rezident în memoria de program al computerului, care are două funcții mici conexe:
oferind confort de utilizare-programator prin furnizarea de el mașină extinsă;
îmbunătățirea eficienței de utilizare a computerului prin gestionarea eficientă a resurselor sale.
OS ca mașină de extins
Pentru a-și îndeplini cu succes sarcinile, moderne de utilizator sau o aplicație programator poate face fără o cunoaștere aprofundată a dispozitivelor hardware de calculator. El nu trebuie să fie conștienți de modul în care să opereze o varietate de componente electronice si noduri de calculator electromecanice. Mai mult decât atât, de foarte multe ori utilizatorul poate nici măcar nu știu procesorul de comandă al sistemului.
Utilizarea calculatoarelor la nivel de limbaj mașină este dificil, mai ales pentru IO. De exemplu, pentru organizarea citirii unui bloc de date de pe o dischetă, programator poate utiliza 16 echipe diferite, fiecare dintre care necesită 13 parametri (numărul blocului de pe disc, numărul de sectoare pe pistă, și așa mai departe. N.). În cazul în care operațiunea este încheiată cu discul, controlerul 23 returnează valorile care reflectă prezența și tipuri de erori. Chiar dacă nu sunt incluse în cadrul unor probleme reale de programare IO, este clar că printre programatorii nu s-ar fi găsit mulți dispuși să se implice direct în programarea acestor operațiuni. utilizator-programator de astăzi trebuie să se ocupe funcții puternice la nivel înalt pe care le furnizează sistemul de operare.
Atunci când se lucrează cu discul de programator utilizatorul trebuie doar să-l prezinte ca un set de fișiere, fiecare dintre care are un nume. În același timp cu munca fișierul este să-l deschidă, citi sau scrie, iar apoi fișierul este închis. Întrebări cum ar fi: dacă înregistrarea utiliza modulare avansate de frecvență, sau starea motorului este acum mecanismul de deplasare a capetelor de citire, nu vă faceți griji despre utilizator.
Din această perspectivă, o funcție a sistemului de operare este de a oferi utilizatorului unele extinse sau virtualnoymashiny. care este mai ușor de programat și care este mai ușor de a lucra cu decât direct cu componenta hardware a mașinii reale.
OS ca un sistem de management al resurselor
Sistemul de operare nu numai că oferă utilizatorilor cu interfață ușor de utilizat și de programatori pentru hardware de calculator, dar, de asemenea, o blana-închizători, distribuirea resurselor informatice.
Ideea că sistemul de operare este în primul rând un sistem care oferă o interfață convenabilă pentru utilizatori, corespunde contraprestații din partea de sus în jos.
O altă vedere de jos în sus, oferă o imagine de ansamblu a sistemului de operare ca un mecanism pentru a gestiona toate părțile componente ale unui sistem complex. Sistemele moderne de calcul sunt compuse din CPU, memorie, cronometre, discuri, unități de bandă, echipamente de rețea de comunicații, imprimante și alte dispozitive. În conformitate cu cea de a doua abordare este funcția de distribuție a procesoarelor sistemului de operare, dispozitivele de memorie, și de date între procesele concurente pentru aceste resurse. OS ar trebui să upravlyatvsemi resurse ale calculatorului, astfel încât să maximizeze eficiența funcționării acestora.
Criteriul de eficacitate. potrivit căreia sistemul de operare al calculatorului este organizarea resurselor, pot fi diferite. De exemplu, în unele sisteme, cum criteriu important, deoarece sistemul de lățime de bandă de calcul altul - timpul reacției sale (reactivitate). Prin urmare sisteme de operare eficace unicitatii criteriu selectat organizează în mod diferit procesul de calcul.
soluție de management include următoarele general, nu depind de sarcinile de tip resursă:
planificarea resurselor - care este definiția care, atunci când, și pentru resurse divizibile și cât de mult, această resursă ar trebui să fie alocate;
o urmărire de resurse - adică, menținerea informațiilor operaționale despre cât de ocupat sau nu ocupat de viață, precum și pentru resursele divizibile - cât de mult din resursa este deja alocată, și care este liber;
soluționarea conflictelor dintre procese.
Fig. 1.1. interacțiunea om-calculator prin intermediul sistemului de operare
Am aici au?
Pentru a aborda aceste sarcini comune de gestionare diferite sisteme de operare folosesc diferite algoritmi care determină în cele din urmă apariția sistemului de operare în ansamblu, inclusiv caracteristicile de performanță, domeniul de aplicare și chiar și interfața cu utilizatorul. De exemplu, algoritmul de control al procesorului determină în mare măsură dacă timesharing sistemului de operare. sistem de prelucrare a lot, sau un sistem în timp real.
În secolul al XIX-lea, Charles Bebidzh a propus ideea unui calculator. Dar tehnologia de timp nu a putut oferi detalii cu privire la producția de mecanicii de precizie, care au fost necesare pentru această mașină. Și sa „Motorul analitic“ și nu a putut câștiga.
La mijlocul anilor '40. secolului XX. a apărut dispozitive de calcul lampă. A fost mai mult din munca de cercetare în domeniul tehnicii de calcul, mai degrabă decât utilizarea calculatoarelor ca un instrument pentru a rezolva unele probleme practice. Programarea calculatoarelor a fost realizată exclusiv în limbaj mașină, și toate problemele au fost rezolvate proces de calcul manual, fiecare programator de la panoul de control. Nici un software de sistem, altele decât biblioteci, rutine matematice și de serviciu nu a fost.
Apariția unei noi baze tehnico - elemente semiconductoare. a doua generație de calculatoare au devenit mai fiabile, ele sunt acum în măsură să funcționeze în mod continuu atât de mult timp încât acestea ar putea fi încredințată cu adevărat importante probleme practice. În acei ani, nu au fost primele limbi algoritmice. și primul sistem software - compilatoare.
Costul de timp CPU a crescut, care a necesitat reducerea timpului de deasupra capului între începutul programului. au apărut primele sisteme de prelucrare a lot. care automatizeze pur și simplu cel programe de pornire după alta, și astfel crește factorul de încărcare a procesorului. Sistemele de procesare lot au fost prototip sisteme de operare moderne, acestea sunt primele programe de sistem concepute pentru a controla procesul de calcul.
1965 - începutul anilor '70.
Baza tehnică a tranziției de la elementele semiconductoare individuale, cum ar fi tranzistori circuitelor integrate. Această perioadă este caracterizată, de asemenea, prin crearea unei familii de mașini-software compatibil. Prima familie de mașini-software compatibile construite în circuite integrate, a fost o serie de IBM / 360 mașini.
Compatibilitatea Software-ul necesar și compatibilitatea operatsionnyhsistem. Aceste sisteme de operare au trebuit să lucreze în sisteme mari și mici, de calculator, cu o varietate de dispozitive periferice, și să asigure aplicarea sistemului informatic în domeniul comercial și în domeniul cercetării științifice. OS, satisfăcând toate cerințele erau greoaie, complicate, ele conțineau multe erori care provoacă flux de patch-uri nu se mai termină. Un exemplu de un astfel de sistem de operare poate fi OS / 360 (compania IBM).
În această perioadă, a fost pus în aplicare aproape toate mecanismele de bază inerente sistemului de operare moderne: multiprogramming, multiprocesor, suport pentru modul multi-terminale multi-utilizator, memoria virtuală, acces, crearea de rețele.
Multiprogramming - o modalitate de a organiza procesul de calcul, în care un singur procesor sunt executate alternativ mai multe programe. Acesta multiprogramming a fost realizat în sistemele de prelucrare a lot, și sisteme de divizare în timp. Pentru a putea lucra cu un număr mare de utilizatori de calculatoare au fost dezvoltate sistem multi-terminal. atunci când fiecare utilizator este de lucru la terminalul său. Modul MultiTerminal utilizate în sistemele de partajare a timpului și a sistemelor de prelucrare a lot. În acest caz, atât utilizatorii, cât și operatorii pot genera locuri de muncă și să gestioneze performanțele lor de la terminalul. În modul multiprogramming, fiecare program este încărcat într-o porțiune de memorie, numită o partiție.
O altă inovație a treia generație de mașini - spooling (spooling) - un mod de organizare a procesului de calcul prin care sarcinile sunt citite de la cartele perforate pentru a conduce la ritmul în care au apărut în centrul de date în cameră, și apoi, când lucrarea următoare este completă, noua sarcină un disc este încărcat în secțiunea vacantă.
În acest moment, sistemul de operare a devenit o parte integrantă a calculatorului, care a preluat cea mai mare parte a activităților privind organizarea procesului de calcul.
La începutul anilor '70. au existat primele prototipuri ale sistemelor de operare de rețea. care, spre deosebire de sistemul de operare MultiTerminal permit utilizatorilor nu numai să disperseze, ci, de asemenea, pentru a aranja un depozit distribuit și prelucrarea datelor între mai multe calculatoare, conectate prin conexiuni electrice.
Pe la mijlocul anilor '70. Am fost pe scară largă minicalculatoare: Nova, PDP-11, HP. Arhitectura lor a devenit mult mai simplu, ceea ce face mai ușor și sisteme de operare. minicalculatoare OS a început să facă specializate, cum ar fi controlul în timp real numai (RT11 pentru PDP-11) sau numai pentru menținerea timpului de partajare. Aceste sisteme de operare nu au fost mai mulți jucători.
Această perioadă în evoluția sistemului de operare asociat cu apariția unor circuite integrate pe scară largă (chipuri LSI). În acei ani a existat o creștere semnificativă a gradului de integrare și de chips-uri mai ieftine. Calculatorul a devenit disponibil individuale, iar epoca calculatoarelor personale. Functional, ele nu sunt diferite de minicalculatoare, cum ar fi PDP-11, dar prețul pe care au fost semnificativ mai mici. Ceea ce a permis să aibă propriul lor calculator aproape fiecare persoană, nu un departament sau o instituție. Calculatoarele au fost utilizate de către nespecialiști, care a necesitat „prietenoasă“ a software-ului. Piața de sistem de operare în acei ani au fost dominate de cele două sisteme: MS-DOS și Unix. un singur utilizator singur sistem de operare program MS-DOS a fost utilizat pe scară largă pentru calculatoare, construit pe microprocesor Intel 8088, apoi 80286, 80386 și 80486.
sisteme de operare Unix multiprogramming multiplayer utilizate în principal pentru calculatoare „neintelovskih“, special construite pe baza de înaltă performanță RISC-procesor. Toate acestea deceniu a fost îmbunătățirea sistemului de operare, astfel încât aceasta a început să apară noi soiuri: SunOS, HP-UX, IRIX, AIX.
O mare răspândire a calculatoarelor personale a fost catalizatorul pentru creșterea rapidă a rețelelor locale. O altă evoluție importantă în acest deceniu a fost apariția protocolului de stiva TCP / IP, apariția Internetului, standardizarea tehnologiei LAN, și dezvoltarea mai intensă a sistemelor de operare de rețea (compania-OS Net Nowell, OS / 2 Microsoft și IBM).
Stadiul actual de dezvoltare a sistemului de operare
În 90 de ani, aproape toate sistemele de operare de rețea sunt capabile de a lucra cu diverse clienți și instrumente de sprijin servere pentru a lucra cu Internet. Există specializate sistem de operare de rețea, destinat exclusiv pentru sarcini de comunicare, de exemplu, IOS companiei sistem Cisco Systems în router.
O atenție deosebită este acordată sistemului de operare corporative, acestea au un rol major în dezvoltarea sistemului de operare în viitorul apropiat. Acest sistem de operare ar trebui să funcționeze în mod constant în rețele mari de întreprinderi mari. Pentru sistemele corporative sunt caracterizate printr-un grad ridicat de scalabilitate, rețele de sprijin, caracteristici avansate de securitate, capacitatea de a lucra într-un mediu eterogen.