Popište a seznam operačních systémů. Charakteristika operačního systému

Existuje několik typů operačních systémů: DOS, Windows, Unix, Macintosh OS, Linux. Jiné moderní OS, jako je Linux, Unix, OS / 2, mají své výhody a nevýhody. Linux poskytuje nejmodernější ochranu než okna a má více promyšlených rozhraní; UNIX se používá tam, kde je vyžadována vysoká spolehlivost systémů. Velká nevýhoda OS / 2 a UNIX je velmi špatný výběr softwaru, a zde Windows vyhrává zbývající operační systémy.

Nejčastější je operační systém Windows. Existuje několik verzí systému Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Všechny jsou blízké obsahu. To zváží takový OS jako DOS a Windows-95.

MS-DOS je jedním z prvních operačních systémů a jeden z nejznámějších. Vrchol popularity tohoto operačního systému spadá do 90. let, nyní se tento operační systém používá zřídka. Největší popularita světa v současné době používá operační systémy společnosti Microsoft. Jejich podíl je asi 90% mezi všemi operačními systémy. Nejstabilnější systémy této firmy jsou založeny na technologii NT.

Operační systém DOS.

Operační systém DOS se skládá z následujících částí:

1) Základní I / O systém (VIOS), který je v počítači trvalé paměti (Constant Memory, ROM). Tato část operačního systému je vestavěná "vestavěná" k počítači. Jeho účelem je splnit nejjednodušší a univerzální služby operačního systému souvisejícího s implementací I / O. Základní systém I / O také obsahuje test počítače, které kontroluje paměťová a počítačová zařízení, když je zapnutý zdroj napájení. Kromě toho základní I / O systém obsahuje program pro volání operačního systému nakladače.

2) Bootloader operačního systému je velmi krátký program umístěný v prvním sektoru každé diskety s operačním systémem DOS. Funkce tohoto programu spočívá v čtení dalších dvou operačních systémových modulů, které dokončí proces spouštěcího systému DOS.

3) Příkazy příkazů příkazového řádu DOS zadané uživatelem. Příkazový procesor je v disku! Command.com na disku, ze kterého je načten operační systém. Některé uživatelské příkazy, jako je prohlídka, dir nebo cry), příkazový procesor se provádí. Takové týmy se nazývají interní. Chcete-li provést další (externí) uživatelské příkazy, příkazový procesor hledá program na discích s odpovídajícím názvem a pokud ji najde, načte do paměti a přenášejí kontrolu. Po dokončení programu příkazový procesor odstraní program z paměti a zobrazí zprávu o provedení příkazů (pozvání DOS).

Externí příkazy DOS jsou programy dodané s operačním systémem jako samostatné soubory. Tyto programy provádějí docházku, například formátování disketu, kontrola disku atd.

Ovladače zařízení jsou speciální programy, které doplňují systém DOS I / O a poskytují nové nebo nestandardní použití dostupných zařízení. Například s pomocí ovladačů je možné pracovat s "elektronickým diskem" tj. Součástí paměti počítače, se kterými můžete pracovat stejně jako s diskem. Ovladače jsou načteny do paměti počítače při načítání operačního systému, jejich názvy jsou zadány ve speciálním souboru Config.sys. Takové schéma usnadňuje přidávání nových zařízení, aby to tak učinily bez ovlivnění souborových souborů DOS.

Okno-95. z grafické nástavby pro DOS do plnohodnotného operačního systému. Přinejmenším to stanovilo jeho vývojáři. Ve skutečnosti bylo vše těžší: druh dosed byl stále používán jako základ pro Windows-95. Mírně modernizovaný, samozřejmě a neuvádí jako samostatný produkt. Většina spotřebitelů však tuto možnost uspokojila. Koneckonců, oni zůstali příležitostí pracovat v obvyklém režimu DOS, aniž by načtení grafické skořepiny oken, a proto se nezúčastní se známými programy DOS.

Operační systém Windows-95 se také stal 32bitovým. Všechny předchozí verze DOS a oken byly 16-bitové a bylo možné plně využít možnosti i 386 rodinných procesorů a určitě nových procesorů Pentium. Samozřejmě, některé nepříjemnosti byly zraněny v této důstojnosti. Zvláště pod uživateli Windows museli nahradit všechny své programy systému Windows na nové 32bitové verze. V praxi však přechod se ukázalo být relativně snadné. Již v průběhu roku byly vydány nové verze všech populárních softwarových produktů. Ale staré 16bitové verze by mohly pracovat s novým operačním systémem bez problémů.

Rok po roce, vývoj struktury a schopností operačních systémů. Nedávno některé stávající operační systémy a nové verze stávajících operačních systémů vstoupily do některých strukturálních prvků, které byly v povaze těchto systémů velké změny. Moderní operační systémy splňují požadavky neustále vyvíjejícího hardwaru a softwaru. Jsou schopni řídit práci multiprocesorových systémů pracujících rychleji než běžné stroje, vysokorychlostní síťová zařízení a různé úložné zařízení, jehož číslo se neustále zvyšuje. Z aplikací, které mají dopad na zařízení operačního systému, měli byste označit multimediální aplikace, nástroje pro přístup k Internetu, stejně jako model klienta / serveru.
Stálý nárůst požadavků na operační systémy vede nejen ke zlepšení své architektury, ale také vzniku nových metod jejich organizace. V experimentálních a komerčních operačních systémech bylo testováno široká škála přístupů a konstrukčních prvků, z nichž většina může být kombinována do následujících kategorií.

Microicer architektura.
Multithreading.
Symetrický multiprocessing.
Distribuované operační systémy.
Objektově orientovaný design.

Výrazný rys většiny operačních systémů je dnes velké monolitické jádro. Jádro operačního systému poskytuje většinu svých schopností, včetně plánování, práce se systémovým systémem, funkce sítě, provozování ovladačů různých zařízení, správu paměti a mnoho dalších. Monolitické jádro je typicky implementováno jako jeden proces, jejichž prvky používají stejný adresář. Pouze nejdůležitější funkce jsou přiděleny v mikroiderové architektuře, která zahrnuje práci s cílené mezery, což zajišťuje interakci mezi procesy (interprocesová komunikace - IPC) a základní plánování. Provoz ostatních služeb operačního systému poskytuje procesy, které jsou někdy nazývány servery. Tyto procesy jsou spuštěny v uživatelském režimu a mikrokerboři s nimi pracuje stejně jako s jinými aplikacemi.

Tento přístup nám umožňuje rozdělit úkol vypracování operačního systému pro vývoji vývoje jádra a serveru. Servery lze konfigurovat pro konkrétní aplikace nebo prostředí.

Výběr systému mikrokerálního systému ve struktuře zjednodušuje implementaci systému, zajišťuje její flexibilitu a také dobře se vejde do distribuovaného média. Ve skutečnosti mikrokerboys interaguje s místním a vzdáleným serverem podél stejného schématu, který zjednodušuje konstrukci distribuovaných systémů.

Vynázání (multithreading) je technologie, ve které je proces běžící aplikace rozdělen do několika současně provedených toků. Níže jsou hlavní rozdíly mezi proudem a procesem.

Tok. Dispečerská jednotka práce, včetně kontextu procesoru (který obsahuje obsah softwarového čítače a vrchol zásobníku), stejně jako vlastní oblast zásobníku (uspořádat volání podprogramů a ukládání lokálních dat). Příkazy průtoku se provádějí postupně; Proud může být přerušen při přepínání procesoru do zpracování jiného proudu.

Proces. Sada jednoho nebo více proudů, stejně jako související systémové zdroje související proudy (například paměťová oblast, která zahrnuje kód a data, otevřené soubory, různá zařízení). Tento koncept je velmi blízký konceptu realizačního programu. Prolomením aplikace do několika toků, programátor obdrží všechny výhody modularity aplikace a schopnost řídit aplikací souvisejících s aplikací.
Vynázání se ukazuje, že je velmi užitečná pro aplikace, které provádějí několik nezávislých úkolů, které nevyžadují postupné provedení. Jako příklad takové aplikace můžete přenášet databázový server, který současně přijímá a zpracovává několik požadavků zákazníka. Pokud se ve stejném procesu zpracovává několik proudů, pak při přepínání mezi různými podprocesy, non-produkční spotřeba prostředků procesoru je menší než při přepínání mezi různými procesy. Kromě toho jsou proudy užitečné, když strukturování procesů popsaných v následujících kapitolách, které jsou součástí jádra operačního systému.
Až do nedávné doby, všechny osobní počítače určené pro jednoho uživatele a pracovních stanic obsahovalo jeden virtuální mikroprocesor všeobecného určení. V důsledku neustálého zvýšení požadavků na výkon a snížení nákladů na mikroprocesory se výrobci přestěhovali do vydání počítačů s více procesory.

Pro zvýšení účinnosti a spolehlivosti se používá symetrická multiprocessingová technologie (symetrické multiprocessing - SMP).

Tento termín odkazuje na architekturu počítačové hardwaru, stejně jako na obraz operačního systému odpovídající tomuto architektonickému prvku. Symetrický multiprocessing lze definovat jako autonomní počítačový systém s následujícími charakteristikami.

V systému je několik procesorů.
Tyto procesory, propojené komunikačním autobusem nebo jiným systémem, sdílejí stejnou základní paměť a stejná zařízení I / O.
Všechny procesory mohou provádět stejné funkce (tedy název symetrické zpracování).

Operační systém pracující v systému se symetrickými multiprocessing distribuuje procesy nebo proudy mezi všemi procesory. V multiprocesorových systémech existuje několik potenciálních výhod ve srovnání s jedním procesorem, včetně následujícího.

Výkon. Je-li úkol, který počítač musí být proveden, lze uspořádat tak, že některé části tohoto úkolu budou prováděny paralelně, to povede ke zvýšení produktivity ve srovnání s jedním procesorovým systémem s procesorem stejného typu. Výše uvedená poloha je znázorněna na OBR. 2.12. V režimu multitaskingu lze ve stejnou dobu provádět pouze jeden proces, zatímco zbývající procesy jsou nuceny očekávat jejich obrat. V multiprocesorovém systému lze současně provádět několik procesů, každý z nich bude pracovat na samostatném procesoru.

Spolehlivost. S symetrickým zpracováním multiprocesorového zpracování, jeden z procesorů nezastaví stroj, protože všechny procesory mohou provádět stejné funkce. Po takovém selhání bude systém pokračovat ve své práci, i když jeho výkon bude poněkud snížit.

Budova. Přidáním dalších procesorů do systému může uživatel zvýšit svůj výkon.

Škálovatelnost. Výrobci mohou nabídnout své výrobky v různých, odlišných nákladech a výkonech, konfigurace navržených pro práci s různým počtem procesorů.
Je důležité poznamenat, že výše uvedené výhody jsou spíše potenciální než zaručeno. Aby bylo možné správně implementovat potenciál uzavřený v multiprocesorových výpočetních systémech, měl by operační systém poskytnout odpovídající soubor nástrojů a schopností.

Blokováno
- provedené
Obr. 2.12. Multitasking a multiprocessing.

Často můžete splnit společnou diskusi o multithreadingu a víceprocesingu, ale tyto dva koncepty jsou nezávislé. Vynázání je užitečným konceptem strukturování aplikací a jádra procesů i autem s jedním procesorem. Na druhé straně víceprocesorový systém může mít výhody ve srovnání s jedním procesorem, i když procesy nejsou rozděleny do několika nití, protože v takovém systému lze současně spustit několik procesů. Oba tyto možnosti se však dobře dohodnou, a jejich sdílení může poskytnout znatelný účinek.

V lákavém rysu multiprocesorových systémů je, že přítomnost více procesorů je transparentní pro uživatele - pro distribuci toků mezi procesory a synchronizace různých procesů je zodpovědná za operační systém. Tato kniha pojednává o mechanismech plánování a synchronizace, které se používají tak, aby byly všechny procesy a procesory viditelné pro uživatele ve formě jediného systému. Dalším úkolem vyšší úrovně je reprezentace ve formě jediného clusteru systému z několika samostatných počítačů. V tomto případě se zabýváme sadou počítačů, z nichž každá má vlastní hlavní a sekundární paměť a jeho vstupní výstupní moduly. Distribuovaný operační systém vytváří viditelnost jednoho prostoru primární a sekundární paměti, stejně jako jeden souborový systém. Ačkoli popularita klastrů se neustále zvyšuje a více klastrových produktů se objevují na trhu, moderní distribuované operační systémy stále zaostávají za vývojem z jednotlivých a víceprocesorových systémů. S takovými systémy se seznámíte se v šestém knize.

Jedním z nejnovějších inovací v operačním systému bylo použití objektově orientovaných technologií. Objektově orientovaný design pomáhá přinést objednávku v procesu přidání na hlavní malé jádro dalších modulů. Na úrovni operačního systému umožňuje objektově orientovaná struktura programátorů přizpůsobit operační systém bez rušení jeho integrity. Kromě toho tento přístup usnadňuje vývoj distribuovaných nástrojů a plnohodnotných distribuovaných operačních systémů.

Operační systém (OS) je program programů, které zajišťují kontrolu počítačových zdrojů a procesů, které tyto zdroje používají při výpočtu. Proces - Jedná se o posloupnost akcí předepsaných programem. Zdroj - Jedná se o jakoukoliv logickou nebo hardwarovou složku počítače. Hlavními zdroji jsou čas procesoru a RAM. Zdroje mohou patřit do jednoho nebo více externích počítačů, na které operační systém odkazuje pomocí počítačové sítě.

Správa zdrojů Skládá se ze dvou funkcí: zjednodušení přístupu ke zdroji a distribuci zdrojů mezi konkurenčními procesy. Vyřešit první úkol, operační systémy zvyk a Softwarová rozhraní . Pro řešení druhé operační systémy používají různé algoritmy virtuální paměti a řízení procesoru.

Operační systémy se vyznačují základními značkami:

· Počet uživatelů současně sloužil systémem (jeden uživatel a multiplayer);

· Počet současně provedených procesů (jednorázové a multitasking);

· Typ použitého výpočtového systému (jednosměrný procesor, multiprocesor, síť, distribuovaný).

Příklad.Operační systém Windows98 je multi-tasking, Linux - multiplayer, MS-DOS Single a tedy jednomu uživateli. Operační systémy systému Windows NT a Linux mohou podporovat víceprocesorové počítače. Operační systém Novell NetWare je síť, vestavěné sítě mají také Windows NT a Linux.

Vlastní a softwarová rozhraní.Chcete-li zjednodušit přístup k počítačovým prostředkům, operační systémy podporují uživatelská a softwarová rozhraní. Uživatelské rozhraní je sadou příkazů a služeb, které uživateli zjednodušují počítač. Rozhraní programu je soubor procedur, které zjednodušují ovládací prvek počítačového počítače.

Obr. 1. Rozhraní operačního systému

Příklad.Systém Windows poskytuje uživateli grafickým rozhraním, které představuje (z hlediska uživatele) sadu pravidel pro vizuální ovládání počítače. Kromě hlavního grafického rozhraní uživatel také poskytuje příkazové rozhraní, tj. Sada příkazů konkrétního formátu. Chcete-li to provést, v systémové menu je položka "Run". Sada systémových funkcí v systému Windows se nazývá API (Aplikace Programming Interface). V této sadě existuje více než tisíc postupů pro řešení různých systémových úkolů. Operační systém Linux má také dva funkce pro správu počítačů, ale zpravidla je preference dána příkazům.

Čas procesoru a organizace paměti.Chcete-li uspořádat režim Multi-Tasking OS, musí nějakým způsobem distribuovat čas provozu procesoru mezi současně pracovními programy. Typicky se používá tzv. Vymezení multitaskingového režimu. Při posunutí režimu, každý program nepřetržitě pracuje pro přísně definované časové období (čas Quanta), po které procesor přepne do jiného programu. Vzhledem k tomu, že kvantum času je velmi malé, pak s dostatečným výkonem procesoru je vytvořena iluze současné práce všech programů.

Jednou z hlavních úkolů operačního systému je spravovat paměť. Po chybí hlavní paměť, všechna data, která není aktuálně použita, zapsána do speciálního pagingového souboru. Paměť prezentovaná pomocí stránkovacího souboru se nazývá paměť externí stránky. Účelem hlavní a externí stránky se nazývá virtuální paměť. Pro programátor však virtuální paměť vypadá jako jeden celek, to znamená, že je považován za neohroženou sadu bytů. V tomto případě se říká, že se používá lineární adresa paměti.

Příklad.Operační systémy systému Windows a Linux používají adresování lineární virtuální paměti. Operační systém MS-DOS používal nelineární adresování hlavní paměti. Hlavní paměť měla složitou strukturu, která musela při programování vzít v úvahu. Swapové soubory MS-DOS nejsou podporovány.

Struktura operačního systému.Moderní OS, zpravidla mají víceúrovňovou strukturu. Přímo se zařízeními jádro operační systém. Jádro je program nebo soubor připojených programů, které používají funkce hardwaru počítače. Jádro je tedy součástí operačního systému závislé na stroji. Kernel definuje programové rozhraní. Na druhé úrovni existují standardní programy operačního systému a skořápka, která pracují s jádrem a poskytují uživatelské rozhraní. Programy druhé úrovně se snaží provádět strojově nezávislé. V ideálním případě je náhrada jádra ekvivalentní nahrazení verze operačního systému.

Obr. 2. Úrovně operačního systému Linuxu

Souborový systém.Všechna data jsou uložena v externí paměti počítače jako soubory. Soubory musí být spravovány: Vytváření, mazání, kopírování, změna atd., Která se uživatelem ve formě uživatelských a softwarových rozhraní poskytuje OS. Způsob organizování souborů a spravovat je nazývá souborový systém. Systém souborů určuje například, které znaky lze použít pro název souboru, jaká je maximální velikost souboru, což je název kořenového adresáře atd. Metoda organizování souborů ovlivňuje rychlost přístupu k požadovanému souboru , k zabezpečení úložiště souborů a dalších.

Stejný OS může pracovat současně s několika systémovými systémy. Funkce souborového systému je zpravidla implementována pomocí jádra operačního systému.

Příklad.Pro PEVM používá několik typů souborových systémů:

FAT16 - Používá se v systému Windows95, OS \\ 2, MS-DOS;

FAT32 a VFAT - používané v systému Windows95;

NTFS - používá se v systému Windows NT;

HPFS - používaná v OS \\ 2;

Linux Native, Linux Swap - používá se v systému Linuxu.

Systém souborů FAT je nejjednodušší. Název kořenového katalogu má vždy formulář: A: ", Q:, C: \\ t Název souboru se skládá ze tří částí: Cesta, vlastně jméno, rozšíření. Cesta je název adresáře, ve kterém je soubor umístěn. Rozšíření označuje typ souboru. Například celý název souboru C: Windows System Gdi.exe, cesta - C: WINDOWS SYSTEM, Expanze - EXE, vlastně jméno - GDI. Podle pravidel FAT může název souboru sám obsahovat od 1 do 8 znaků a přípona názvu odděleného jménem bodu je až 3. Když pojmenované soubory, kapitálové a malá písmena se neliší. Úplný název souboru obsahuje název logického zařízení, na kterém je soubor a název katalogu umístěn, ve kterém je soubor umístěn. Systém ukládá informace o velikosti souboru a datum jeho vytvoření.

Organizace dat VFAT připomíná tuk. Umožňuje však používat dlouhé názvy souborů: Jména až 255 znaků, celá jména až 260. Systém také umožňuje uložit poslední přístupový soubor do souboru, který vytváří další příležitosti k boji proti virům.

Systém souborů lze implementovat ve formě ovladače, se kterým všechny programy čtené prostřednictvím operačního systému komunikují nebo zaznamenávají informace do externích zařízení. Systém souborů může obsahovat úložiště informací. Systém souborů NTFS má například automatickou korekci chyb a vyměnit vadnou odvětví. Zvláštní mechanismus monitoruje a zaznamenává všechny akce prováděné nad magnetickými disky, takže v případě poruchy je integrita informací automaticky obnovena. Systém souborů může mít navíc prostředky k ochraně informací před neoprávněným přístupem.

Model "Client-Server".Důležitým rysem moderních operačních systémů je, že model "klient-server" je založen na interakci aplikačního programu. Všechny kontakty uživatelského programu (klienta) do operačního systému jsou zpracovány speciálním programem (server). Používá mechanismus podobný volání vzdálenému postupu, který usnadňuje přechod z interakce mezi procesy v rámci jednoho počítače do distribuovaného systému.

Technologie "Plug and Play".Pod technologií "Plug and Play" (PNP-Technology) znamená způsob, jak komunikovat mezi operačním systémem OS a externími zařízeními. Operační systém provádí přehled všech periferních zařízení a měl by se dostat určitou odezvu z každého zařízení, ze kterého můžete určit, které zařízení je připojeno a který ovladač je vyžadován pro jeho normální provoz. Účelem používání této technologie je zjednodušení připojení nových externích zařízení. Uživatel musí být zbaven obtížné práce na nastavení externího zařízení, které vyžaduje vysokou kvalifikaci.

Servisní systémy - Softwarový produkt, změna a doplnění uživatelských a softwarových rozhraní OS. Servisní systémy se liší na provozní prostředí, skořápky a nástroje.

Provozní prostředí - Systém, změna a doplnění uživatelského i softwarového rozhraní. Provozní prostředí vytváří iluzi práce v plnohodnotném operačním systému pro uživatele a aplikační programy. Vzhled provozního prostředí obvykle znamená, že použitý operační systém není plně splňuje požadavky praxe.

Obr. 3. Úloha provozního prostředí

Ochrana informací - To je velmi velký problém. V rámci provozu operace OS, pod ochranou informací, je předpokládá především k zajištění integrity informací a ochrany proti neoprávněnému přístupu. Zajištění integrity je umístěna především na souborový systém a ochrana proti neoprávněnému přístupu je na jádru. Obvyklým mechanismem takové ochrany je používání hesel a úrovní privilegie. Pro každého uživatele jsou určeny hranice přístupu k souborům a prioritou jeho programů. Nejvyšší priorita má správce systému.

Sítě a distribuované systémy.Nedílnou součástí moderního OS je prostředky, které jim umožňují komunikovat prostřednictvím počítačové sítě s aplikacemi běžícími na jiných počítačích. Pro to vyřeší OS většinou dva úkoly: zajištění přístupu k souborům na vzdálených počítačích a schopnost spustit program na vzdáleném počítači.

První úkol je nejvíce přirozeně vyřešen pomocí tzv. Síťového souboru systému, který organizuje práci uživatele se vzdálenými soubory, jako by se tyto soubory umístěny na magnetickém disku uživatele.

Druhý úkol je vyřešen pomocí mechanismu pro volání vzdáleného postupu, který je implementován hlavními nástroji a také skryje rozdíl od uživatele mezi místními a vzdálenými programy.

Přítomnost prostředků pro správu zdrojů vzdálených počítačů je základem pro vytváření distribuovaných výpočetních systémů. Distribuovaný výpočetní systém je kombinací několika příbuzných počítačů pracujících nezávisle, ale provádět společný úkol. Takový systém lze považovat za multiprocesor.

Shell - Systém Změna uživatelského rozhraní. Shell vytvoří rozhraní pro uživatele, liší se od samotného operačního systému. Úkolem Shell je zjednodušení některých běžně používaných akcí s operačním systémem. Shell však nenahrazuje OS, a proto musí profesionální uživatel také studovat samotné příkazové rozhraní.

Utility Mají vysoce specializovaný úkol a provádět každou funkci. Nástroje jsou prováděny v prostředí příslušných skořápek a poskytují uživatelům doplňkové služby (zejména pro údržbu disků a souborů). Nejčastěji je to:

Údržba disků (formátování, zajištění bezpečnosti informací, možnost jeho využití v případě selhání atd.);

Servisní soubor a adresáře (hledání, pohled atd.);

Vytváření a aktualizace archivů;

Poskytování informací o počítačových prostředcích, o zaměstnání místa na disku, na distribuci RAM mezi programy;

Tisk textu a dalších souborů v různých režimech a formátech;

Ochrana proti počítačovým virům.

Obr. 4. Úloha skořepiny

Nástrojové systémy - Jedná se o softwarový produkt, který poskytuje vývoj informací a softwaru. Nástrojové systémy zahrnují: programovací systémy, rychlé vývojové systémy a systémy pro správu databází (DBMS).

Programovací systém Navrženy tak, aby vytvořily aplikace pomocí určitého programovacího jazyka. To zahrnuje:

· Kompilátor a / nebo tlumočník;

Editor · editor vztahů;

· vývojové prostředí;

· Knihovna standardních podprogramů;

· Dokumentace.

Kompilátor je program, který provádí transformaci zdrojového programu na objektový modul, tj. Soubor sestávající ze zařízení. Tlumočník je program, který přímo provádí pokyny programovacího jazyka.

Editor odkazu je program, který shromažďuje více objektů objektů na jeden spustitelný soubor.

Integrované vývojové prostředí je sada programů, které zahrnují textový editor, nástroje správy programů pro správu programů, program Debugger, který automatizuje celý proces rozvoj programu.

Knihovna standardních podprogramů - sada objektových modulů organizovaných do speciálních souborů, které poskytuje výrobce programovacího systému. V takových knihovnách jsou obvykle podprogramy I / O souborů, standardní matematické funkce, programy pro správu souborů. Objektové moduly ze standardní knihovny jsou obvykle automaticky připojeny editorem LINK na moduly objektů uživatelů.

Obr. 5. Fáze vývoje programu

Rychlé vývojové systémy představují vývoj konvenčních programovacích systémů. V rad systémech je programovací proces do značné míry automatizován. Programátor nezapisuje text samotného programu a s některými vizuálními manipulace označuje systém, který musí program provádět. Poté, že systém rad sám vytváří text programu.

Systém pro správu databází- Jedná se o univerzální softwarový nástroj určený k uspořádání skladování a zpracování logicky propojených dat a poskytuje rychlý přístup k nim. Jedním z důležitých funkcí počítače je skladování a zpracování velkých množství informací, a to nejen textové a grafické dokumenty (kresby, kresby, fotky, geografické mapy), ale také webové stránky globálního internetu, zvuku a videa Soubory se konají v moderních počítačích. Vytváření databází zajišťuje integraci dat a schopnost je centrálně spravovat. Databáze shromažďuje informace organizované podle některých pravidel, která stanoví obecné zásady pro popis, ukládání, ukládání a manipulaci s údajů, aby se s nimi spolupracovaly různé uživatele a programy.

DBM umožňuje programátorům a systémovým analytikům rychle vyvinout pokročilejší software pro zpracování dat a koncových uživatelů, aby přímo spravovali data. DBM by měl uživateli poskytnout uživateli vyhledávání, upravovat a ukládat data, provozní přístup, ochranu integrity dat před selháním hardwaru a chyby programů, vymezení práv a ochrany před neoprávněným přístupem, podporovat spolupráci více uživatelů s daty. Pro různé aplikace jsou použity univerzální systémy pro správu databází. Při konfiguraci univerzálních DBMS pro konkrétní aplikace musí mít vhodné prostředky. Proces zřízení DBMS do specifického rozsahu se nazývá generování systému. Universal DBMS zahrnuje například Microsoft Access, Microsoft Visual FoxPro, Borland DBASE, Borland Paradox, Oracle.

Technologie pro zpracování telekomunikačních dat.Důležitým rysem mnoha OS je schopnost interagovat mezi sebou, prostřednictvím sítě, která umožňuje počítačům spolupracovat mezi sebou, a to jak v rámci místních počítačových sítí (LAN) a na globálním internetu.

Moderní operační systémy, oba nově vytvořené a aktualizované verze existující, podporují kompletní soubor protokolů pro práci v místních a globálních počítačových sítích. V současné době se globální počítačový průmysl vyvíjí velmi rychle. Výkonnost systémů se zvyšuje, a proto možnosti zpracování velkých objemů dat zvýšení dat. Operační systémy třídy MS-DOS již nevyrovnávají s takovým datovým tokem a nemohou zcela využívat zdroje moderních počítačů. Proto není široce používán nikde jinde. Každý se snaží jít do pokročilejšího operačního operačního systému, co jsou UNIX, Windows, Linux nebo Mac OS.

Pokud dáváte definici uživatelských slov, pak operační systém Můžete zavolat nejdůležitější program, který je načten jako první, když je počítač zapnutý a díky které komunikaci je možné mezi počítačem a mužem. Úkolem OS je poskytnout pohodlí práci s počítačem pro uživatele uživatele. OS spravuje všechna zařízení připojená k počítači, které poskytují přístup k jiným programům. Kromě toho je OS druhem vyrovnávací paměti mezi počítačovými žlázami a dalšími programy, to vyžaduje signály-příkazy, které odesílají další programy, a "překládá", aby porozuměli jazyku stroje.

Ukazuje se, že každý OS se skládá z nejméně tří povinných částí:

Za prvé - jádro , příkazový tlumočník , "Překladatel" ze softwaru na "železo", jazyk strojních kódů.

Druhé - specializované programy pro správu různých zařízení, které jsou součástí počítače. Takové programy se nazývají Řidiči - tj. "Řidiči" manažeři. To také zahrnuje tzv. "Systémové knihovny", použil jak samotný operační systém, stejně jako ve svém složení programu.

A konečně, třetí část je pohodlná skořápka, se kterou uživatel komunikuje - rozhraní . Druh krásného obalu, ve kterém je nudný a ne zajímavý pro uživatele je zabalen. Porovnání balení je úspěšně také proto, že je třeba věnovat pozornost při výběru operačního systému, - o jádru, hlavní části operačního systému, připomíná již. Proto takové nestabilní a nespolehlivé z hlediska jádra OS, jako je Windows 98 / Me, a použil takový ohromující úspěch - díky krásnému balení rozhraní.

Dnes je grafické rozhraní konstantním atributem jakéhokoli operačního systému, ať už systém Windows XP, Windows NT nebo Mac OS (operační systém pro počítače Apple Macintosh). Operační systémy prvních generací neměly žádnou grafiku, ale textové rozhraní, tj. Příkazy počítače nebyly uvedeny kliknutím myši v piktogramovém vzoru, ale zadáním příkazů z klávesnice. Například, dnes spustit program pro úpravy textu aplikace Microsoft Word, stačí kliknout na ikonu tohoto programu na ploše Windows. A dříve, při práci v předchozí generaci OS - DOS, bylo nutné zadat příkaz typu

C: Slovo word.exe mybook.doc.

OS jsou klasifikovány:

· Počet současně pracujících uživatelů: singl-user. (určený pro servis jednoho klienta) a multiplayer. (navržen tak, aby pracoval se skupinou uživatelů současně za různých terminálů). Příkladem prvního může sloužit jako Windows 95/98 a druhá je Windows NT. Pro domácí použití budete potřebovat jednorázový operační operační systém a pro místní síti Office nebo Enterprise potřebujete multiplayerový systém;

· Počet procesů současně prováděných pod kontrolou systému: vypouštěný , multitasking. Nadměrné operační systémy (DOS) mohou být prováděny současně ne více než jeden úkol a Multitasking OS jsou schopny udržet paralelní provedení několika programů, které existují v rámci jednoho výpočetní techniky, takže počítač mezi nimi. Uživatel může například zadat text dokumentu Word, poslech hudby z oblíbeného disku CD a počítač zkopíruje soubor z Internetu současně. V zásadě počet úkolů, které vaše OS může provádět, není omezen na nic, s výjimkou výkonu procesoru a kapacity RAM;

· Počet podporovaných procesorů: jednosměrný procesor , multiprocesor (Podporovat způsob distribuce zdrojů několika procesorů k vyřešení tohoto nebo daného úkolu);

· Vypuštění kódu operačního systému:

Ø 16-bit (DOS, Windows 3.1),

Ø 32-bit (Windows 95 - Windows XP),

Ø 64-bit (Windows Vista);

Vypouštění operačního systému nesmí překročit vypouštění procesoru;

· Typ rozhraní: tým (Text) a objektově orientovaný
(jako pravidlo, grafika);

· Typ uživatelského přístupu k počítačům:

Ø s dávkovým zpracováním - z programů, které mají být provedeny, balíček úkolů vstoupil do počítače a proveden v pořadí priority s možností priorit),

Ø s divizem - Poskytuje simultánní režim (interaktivní) režim přístupu k počítači několika uživatelů na různých terminálech, které uplynulo prostředky stroje, které jsou koordinovány OS v souladu se stanovenou služební disciplínou),

Ø reálný čas - Poskytnout určitou dobu zaručenou dobu odezvy na žádost uživatele, aby je spravoval s jakýmkoliv externím v souvislosti s počítačovými událostmi, procesy nebo objekty. OS RV se používá především v automatizaci oblastí, jako je výroba a přeprava ropy a plynu, řízení technologických procesů v metalurgii a strojírenství, chemickém řízení, zásobování vodou, energie, řízení robota. Z nich je QNX RV RV zvýrazněn s plnou sadou instrumentálních nástrojů, ke kterým je uživatel používán, pracuje s operačním systémem UNIX.

· Typ použití zdrojů: síť, místní . Síťová OSS je navržena tak, aby spravovala počítačové prostředky v kombinaci do sítě pro sdílení dat a poskytují výkonné prostředky pro rozlišení přístupu k datům v rámci zajištění jejich integrity a bezpečnosti, jakož i mnoho možností služeb využívajících síťové prostředky. Ve většině případů je síťový OS instalovány na jednom nebo více výkonně výkonných serverů počítačů přidělených výhradně pro údržbu sítě a sdílené zdroje. Veškerý jiný OS bude považován za místní a lze jej použít na jakémkoli osobním počítači připojeném k síti jako pracovní stanice nebo klienta.

Konečně, stále divize - specializace Účel konkrétního OS. Koneckonců, bez ohledu na to, co individuální vůdci samostatné softwarové korporace hovoří, neexistují univerzální operační systémy. Jeden je vhodný pro vytváření sítí, druhý si vybere programátory, třetí domovské uživatele. Jako praxe ukazuje, znalost jednoho OS v naší době není dostatek prostředků. Ve své profesionální práci budete pravděpodobně muset čelit nejen s Windows, ale také s jiným OS - a je nutné se na to připravit předem.

Vlastnosti závislé na stroji jsou:

· Zpracování přerušení;

· Procesní plánování;

· Výstup vstupu vstupu;

· Správa paměti;

· Správa virtuální paměti.

Stroje nezávislé vlastnosti OS jsou:

· Práce se soubory;

· Způsoby plánování uživatelských úloh;

· Organizace paralelního provozu programů;

· Rozdělení zdrojů;

· Ochrana.

Hlavní přístup kritéria při výběru operačního systému.Existuje velký počet operačního systému a uživatel musí určit, který OS je lepší než jiné (pro jednu nebo jiná kritéria). Chcete-li vybrat jeden nebo jiný OS, musíte vědět:

· Na které hardwarové platformy a při jaké rychlosti provozuje OS;

· Jaké periferní poskytování hardwaru je podporováno;

· Jak plně uspokojuje potřeby uživatelů, tj Jaké jsou funkce systému;

Jaký je metoda interakce mezi operačním systémem OS s uživatelem, tj. Jak Prominent je vhodný, uživatelské rozhraní je pochopitelné a použité;

· Jsou informativní tipy, vestavěné adresáře atd.;

Co je spolehlivost systému, tj. jeho odolnost vůči chybám uživatele, selhání zařízení atd.;

· Jaké příležitosti poskytuje operační operační systém;

· Má OS poskytovat kompatibilitu s jiným operačním systémem;

· Jaké instrumentální nástroje mají operační programy;

· Je podpora různých národních jazyků v OS;

· Jaké slavné aplikační balíčky mohou být použity při práci s tímto systémem;

· Jak se provádí v ochraně informací a samotného systému.

Dnes je obrovská část světové populace průběžně spolupracuje s počítači, někdo zavazuje práci, někdo hledá informace o síti a někdo jen tráví čas ve hrách. Každý má své vlastní potřeby, a proto počítač musí dodržovat. A pokud mluvíme o "gland" (technická součást počítače), pak je vše méně jasné: novější, tím lépe. Zde "Software" (Software) část vyžaduje zvláštní pozornost.

Každý počítač běží pod kontrolou specifického operačního systému, který je skvělý soubor, z nichž každý je vhodný pro určité úkoly, přístupné vybavení a tak dále. Významným faktorem je tedy volba tohoto operačního systému.

Existuje dostatečně masivní seznam operačních systémů, ale v tomto materiálu bude to asi tři pilíře, které silně ovlivňovaly průmysl a zabírají hlavní podíl mezi všemi operačními systémy: Windows, MacOS a Linux.

Proprietární operační systémy

Chcete-li začít, je nutné objasnit, že existují proprietární, ty, které se vztahují na licenci výrobce. Jedná se o okna, jehož seznam je uveden níže a MACOS. Navzdory skutečnosti, že oba systémy lze stáhnout v síti (ukrást), bude to právo koupit licenci od firmy Distributor a aktivovat jej.

Výhodou těchto systémů je jejich vývoj, obrovské množství vysoce kvalitního softwaru a kompetentní technickou podporu, která pomůže v případě poruch.

"Volné" operační systémy

Tam je téměř celá Linuxová rodina pro ty, s výjimkou nějakého vývoje s účetnictvím nebo jiným profesionálním softwarem. Tyto OS lze stáhnout naprosto zdarma a instalovat se do jakéhokoliv počítače bez svědomí.

Tyto systémy vytvářejí nezávislé vývojáři ve spojení s komunitou, tedy ve většině případů, ve většině případů, kvalita programů ponechává hodně, které mají být žádoucí, ale tyto systémy jsou mnohem více chráněny a pracují stabilnějšími jejich proprietární konkurence.

Okna

Absolutně každý, kdo se někdy zabýval počítačem, zjistil produkt společnosti Microsoft o tom. Jedná se zejména o to, že se jedná o super-klesající vydání systému Windows 7. Seznam operačních systémů společnosti Microsoft má již tucet generací. Jsou extrémně populární po celém světě a zabírají téměř 90% trhu. Co nemluví o bezprecedentním vedení.

Windows XP;
Windows Vista;
Windows 7;
Windows 8;
Windows 10;

Seznam je záměrně začínající se systémem Windows XP, protože se jedná o nejstarší verzi zbývající až do dnešního dne.

Chrome OS.

Nedostupný produkt z Google, který je omezen pouze webovými aplikacemi a prohlížečem stejného jména. Tento systém není soutěžen ve srovnání s Windows a Mac, ale s možností pro budoucnost, když webová rozhraní mohou nahradit "skutečný" software. Ve výchozím nastavení, nainstalované na všech Chromebook Computers.

Instalace více systémů a pomocí virtuálních počítačů

Vzhledem k tomu, že každá platforma má své výhody a nevýhody, je často nutné pracovat okamžitě s několika. Vývojáři počítačů o tom vědí, takže nabízejí uživatelům možnost instalovat dva nebo tři systémy najednou.

Je to jen hotovo. Pouze distribuce systému (disk nebo flash disk s vloženým na svém instalačním materiálu) a volný prostor na pevném disku. Všechny moderní operační systémy jsou nabízeny během instalace k distribuci místa a vytvořit spouštěcí mechanismus, který zobrazí seznam operačních systémů při zavádění počítače. Vše se provádí v poloautomatickém režimu a pod napájením libovolného uživatele.

Apple počítače mají speciální nástroj - bootcamp, který je určen pro jednoduchou a bezproblémovou instalaci systému Windows vedle MacOS.

Existuje jiná cesta - instalace virtuálního systému uvnitř Real. To používá programy: VMware a VirtualBox, který může napodobit plnohodnotným počítačem a spustit operační systémy.

Místo odnětí svobody

Seznam operačních systémů pro počítač není omezen na výše uvedené. Existuje spousta produktů z různých společností, ale všechny jsou velmi specifické a nezaslouží si pozornost obyčejného uživatele. Volba je dělat mezi okny, MacOS a Linuxem, protože mohou zavřít většinu potřeb a jsou velmi jednoduché ve zvládnutí.

Stálý nárůst požadavků na operační systémy vede nejen ke zlepšení své architektury, ale také vzniku nových metod jejich organizace. V experimentálních a komerčních operačních systémech bylo testováno široká škála přístupů a konstrukčních prvků, z nichž většina může být kombinována do následujících kategorií.

- architektura mikrokerálie.
- multithreading.
- Symetrický multiprocessing.
- Distribuované operační systémy.
- Objektově orientovaný design.

Výrazný rys většiny operačních systémů je dnes velké monolitické jádro. Jádro operačního systému poskytuje většinu svých schopností, včetně plánování, práce se systémovým systémem, funkce sítě, provozování ovladačů různých zařízení, správu paměti a mnoho dalších. Monolitické jádro je typicky implementováno jako jeden proces, jejichž prvky používají stejný adresář. Jižnější funkce jsou přiděleny pouze nejdůležitějšími funkcemi, včetně práce s cílenými prostory, interakcí mezi procesy (interprocescommunikace - IPC) a základním plánováním. Provoz ostatních služeb operačního systému poskytuje procesy, které jsou někdy nazývány servery. Tyto procesy jsou spuštěny v uživatelském režimu a mikrokerboři s nimi pracuje stejně jako s jinými aplikacemi.

Tento přístup nám umožňuje rozdělit úkol vypracování operačního systému pro vývoji vývoje jádra a serveru. Servery lze konfigurovat pro konkrétní aplikace nebo prostředí.

Výběr systému mikrokerálního systému ve struktuře zjednodušuje implementaci systému, zajišťuje její flexibilitu a také dobře se vejde do distribuovaného média.

Vynázání (multithreading) je technologie, ve které je proces běžící aplikace rozdělen do několika současně provedených toků. Níže jsou hlavní rozdíly mezi proudem a procesem.

Tok:Dispečerská jednotka práce, včetně kontextu procesoru (který obsahuje obsah softwarového čítače a vrchol zásobníku), stejně jako vlastní oblast zásobníku (uspořádat volání podprogramů a ukládání lokálních dat). Příkazy průtoku se provádějí postupně; Proud může být přerušen při přepínání procesoru do zpracování jiného proudu.

Proces: Sada jednoho nebo více proudů, stejně jako související systémové zdroje související proudy (například paměťová oblast, která zahrnuje kód a data, otevřené soubory, různá zařízení). Tento koncept je velmi blízký konceptu realizačního programu. Prolomením aplikace do několika toků, programátor obdrží všechny výhody modularity aplikace a schopnost řídit aplikací souvisejících s aplikací.

Vynázání se ukazuje, že je velmi užitečná pro aplikace, které provádějí několik nezávislých úkolů, které nevyžadují postupné provedení. Jako příklad takové aplikace můžete přenášet databázový server, který současně přijímá a zpracovává několik požadavků zákazníka. Pokud se ve stejném procesu zpracovává několik proudů, pak při přepínání mezi různými podprocesy, non-produkční spotřeba prostředků procesoru je menší než při přepínání mezi různými procesy. Kromě toho jsou proudy užitečné, když strukturování procesů popsaných v následujících kapitolách, které jsou součástí jádra operačního systému.

Až do nedávné doby, všechny osobní počítače určené pro jednoho uživatele a pracovních stanic obsahovalo jeden virtuální mikroprocesor všeobecného určení. V důsledku neustálého zvýšení požadavků na výkon a snížení nákladů na mikroprocesory se výrobci přestěhovali do vydání počítačů s více procesory.

Pro zlepšení efektivity a spolehlivosti se používá symetrická multiprocessingová technologie (symetricmultiprocessing - SMP).

- V systému je několik procesorů.
- Tyto procesory, propojené komunikačním autobusem nebo jiným systémem, sdílejí stejnou základní paměť a stejná vstupní výstupní zařízení.
- Všechny procesory mohou provádět stejné funkce (tedy název symetrického zpracování).

Výkon. Je-li úkol, který počítač musí být proveden, lze uspořádat tak, že některé části tohoto úkolu budou prováděny paralelně, to povede ke zvýšení produktivity ve srovnání s jedním procesorovým systémem s procesorem stejného typu. Výše uvedená poloha je znázorněna na OBR. 2.12. V režimu multitaskingu lze ve stejnou dobu provádět pouze jeden proces, zatímco zbývající procesy jsou nuceny očekávat jejich obrat. V multiprocesorovém systému lze současně provádět několik procesů, každý z nich bude pracovat na samostatném procesoru.

Spolehlivost. S symetrickým zpracováním multiprocesorového zpracování, jeden z procesorů nezastaví stroj, protože všechny procesory mohou provádět stejné funkce. Po takovém selhání bude systém pokračovat ve své práci, i když jeho výkon bude poněkud snížit.

Budova. Přidáním dalších procesorů do systému může uživatel zvýšit svůj výkon.

Škálovatelnost. Výrobci mohou nabídnout své výrobky v různých, odlišných nákladech a výkonech, konfigurace navržených pro práci s různým počtem procesorů.

Je důležité poznamenat, že výše uvedené výhody jsou spíše potenciální než zaručeno. Aby bylo možné správně implementovat potenciál uzavřený v multiprocesorových výpočetních systémech, měl by operační systém poskytnout odpovídající soubor nástrojů a schopností.

Obrázek 4 Multitasking a multiprocessing

V lákavém rysu multiprocesorových systémů je, že přítomnost více procesorů je transparentní pro uživatele - pro distribuci toků mezi procesory a synchronizace různých procesů je zodpovědná za operační systém. Tato kniha pojednává o mechanismech plánování a synchronizace, které se používají tak, aby byly všechny procesy a procesory viditelné pro uživatele ve formě jediného systému. Dalším úkolem vyšší úrovně je reprezentace ve formě jediného clusteru systému z několika samostatných počítačů. V tomto případě se zabýváme sadou počítačů, z nichž každá má vlastní hlavní a sekundární paměť a jeho vstupní výstupní moduly. Distribuovaný operační systém vytváří viditelnost jednoho prostoru primární a sekundární paměti, stejně jako jeden souborový systém. Ačkoli popularita klastrů neustále zvyšuje a stále více klastrových výrobků se objevují na trhu, moderní distribuované operační systémy jsou stále zaostávány v rozvoji vysazení a multiprocesorových systémů. S takovými systémy se seznámíte se v šestém knize.