Аппаратное или техническое обеспечение (англ. hardware) – это оборудование, то есть процессоры, память, мониторы, дисковые устройства, накопители на магнитных лентах, сетевая коммуникационная аппаратура, принтеры и т. д., объединенные магистральным соединением (шиной).
В программном обеспечении (ПО) ВС выделяют две части – системное и прикладное.
Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом.
Прикладное ПО – это набор программ, которые напрямую решают проблемы пользователя, предназначены для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитаны на непосредственное взаимодействие с пользователем.
В чем отличие системного и прикладного программного обеспечения?
Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом. Большинство из них отвечают непосредственно за контроль и объединение в единое целое различных компонентов аппаратного оборудования ВС, обеспечение работы компьютера самого по себе и выполнение различных прикладных программ.
Эволюция операционных систем в 2022году
Системное ПО противопоставляется прикладному ПО, которое напрямую решает проблемы пользователя и предназначено для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитано на непосредственное взаимодействие с пользователем. К прикладному ПО, как правило, относят разнообразные вспомогательные программы (игры, текстовые процессоры и т. п.)
Следует отметить, что деление на прикладное и системное ПО является отчасти условным и зависит от того, кто осуществляет такое деление.
Какие основные цели преследуют разработчики ОС?
· Главными целями разработчиков операционных систем являются следующие:
· Эффективное использование всех компьютерных ресурсов.
· Повышение производительности труда программистов.
· Простота, гибкость, эффективность и надежность организации вычислительного процесса.
· Обеспечение независимости прикладного ПО от аппаратного ПО.
5. Какие определения операционной системы вам известны?
1. Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом.
2. ОС– базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
Кроме различных определений ОС, два из которых приведены выше, пользователи выделяют ряд различных «точек зрения» на ОС:
· ОС как виртуальная машина;
· ОС как система управления ресурсами;
· ОС как защитник пользователей и программ;
· ОС как постоянно функционирующее ядро.
Что понимают под ОС как виртуальной машиной?
Установка Базовый набор ПРОГРАММ Windows 7
Использование архитектуры персонального компьютера на уровне машинных команд является крайне неудобным для применения прикладных программ. В связи с этим необходимо обеспечить интерфейс между пользователем и компьютером, скрывая лишние подробности за счет использования относительно простых и высокоуровневых абстракций.
Например, представлять информационное пространство диска как набор файлов, которые можно открывать для чтения или записи, использовать для получения или сброса информации, а затем закрывать, создавать иллюзию неограниченного размера операционной памяти, числа процессоров и прочее. Обеспечением такого высокоуровневого абстрагирования занимается ОС, что позволяет представлять ее пользователю в виде виртуальной машины, с которой проще иметь дело, чем непосредственно с оборудованием компьютера.
Что понимают под ОС как системой управления ресурсами?
В случае, если несколько программ, работающих на одном компьютере, будут пытаться одновременно осуществлять вывод на принтер, то можно получить «мешанину» строчек и страниц. ОС должна предотвращать такого рода хаос за счет буферизации подобной информации и организации очереди на печать. Не менее актуальная проблема – проблема управления ресурсами для многопользовательских компьютеров.
Таким образом, ОС как менеджер ресурсов осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.
Что понимают под ОС как «защитника» пользователей и программ?
Если в вычислительной системе требуется обеспечение совместной работы нескольких пользователей, то возникает проблема организации их безопасной деятельности. Так, необходимо обеспечить:
· сохранность информации на диске, защиту от повреждения или
· разрешение программам одних пользователей произвольно вмешиваться в работу программ других пользователей;
· пресечение попыток несанкционированного использования вычислительной системы.
Эти задачи, как правило, возложены на ОС как организатора безопасной работы пользователей и их программ.
Что понимают под ОС как постоянно функционирующее ядро?
Можно говорить об ОС как о программе(программах), постоянно работающей на компьютере и взаимодействующей с множеством прикладных программ. Очевидно, что такое определение верно лишь отчасти, т. к. во многих современных ОС постоянно работает на компьютере лишь часть ОС, которую принято называть ее ядром.
Какие этапы эволюции вам известны? В чем их суть?
Первое поколение (1940–50-е гг.):
· Первые ламповые вычислительные устройства и принцип программы, хранящейся в памяти машины (Джон фон Нейман, 1945 г.);
· Одна и та же группа людей участвует в проектировании, эксплуатации и программировании ВМ;
· ВС выполняет одновременно только одну операцию (ввод-вывод или вычисления);
· Первое системное ПО – прообразы компиляторов (Fortran) в 1951-1952 гг., Ассемблер в 1954;
· Выполнение программ строго последовательно;
· Высокая стоимость ВС при их малом количестве и низкой эффективности использования.
Второй период (1950–60-е гг.):
Новая техническая база – полупроводниковые элементы. Повышение надёжности, снижение энергопотребления. Бурное развитие алгоритмических языков. Разделение на программистов и операторов, специалистов по эксплуатации и разработчиков. Первые системы пакетной обработки – прообразы современных ОС. Часть машинного времени тратится на выполнение системной управляющей программы.
Программа, получившая доступ к процессору, обслуживается до её завершения (наличие простоев).
Третий период (1960-70-е гг.):
· Появление spooling (сокращение от Simultaneous Peripheral Operation On Line), или подкачки-откачки данных;
· Разработка аппарата прерываний для совмещения операций ввода-вывода одного задания с выполнением другого;
· Использование магнитных дисков, возможность выбора очередного выполняемого задания при обработке пакета заданий, планирование заданий;
· Реализация идеи мультипрограммирования;
· Реализация идей совместимых компьютеров и стандартизации ОС (серии IBM/360 с ОС OS/360);
· Появление первых ОС реального времени;
Четвёртый период (1970-1980-е гг.):
· Появление вытесняющей многозадачности;
· Использовании концепции баз данных для хранения больших объёмов информации;
· Введение приоритетного планирования и систем разделения времени;
· Использование механизма виртуальной памяти (неполное нахождение программы в оперативной памяти) для создания иллюзии неограниченной оперативной памяти ЭВМ;
Пятый период (Середина 1980-х – наше время):
· Виртуализация ресурсов ЭВМ;
· Возникновение сетевых компьютеров, все данные получающих через компьютерную сеть;
· Развитие технологии «клиент-сервер».
Источник: infopedia.su
ТЕМА 1
Операционная система – это набор программ, которые обеспечивают возможность использования аппаратуры компьютера. При этом аппаратные средства представляют собой некоторую вычислительную мощность, а задача операционной системы заключается в том, чтобы сделать аппаратные средства доступными и по возможности удобными для пользователя.
ОС реализует следующие основные функции: — определяет или обеспечивает интерфейс пользователя (интерфейс – унифицированная система связи между пользователем и машиной); — обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между пользователями; — дает возможность работать с общими данными в режиме коллективного пользования; — планирует доступ пользователей к общим ресурсам; — обеспечивает эффективное выполнение операций ввода-вывода; — осуществляет восстановление информации и вычислительного процесса в случае ошибки. ОС управляет следующими основными ресурсами: — процессорами; — памятью; — устройствами ввода-вывода; — данными. ОС взаимодействует с: — операторами ЭВМ; — прикладными программистами; — системными программистами; — административным персоналом; — пользователями; — аппаратными средствами и программами. Пользователи – это абоненты вычислительного комплекса, которые применяют компьютер для выполнения полезной работы. Операторы ЭВМ – это специально подготовленные люди, которые следят за работой ОС и по запросам системы вмешиваются в работу компьютера для устранения каких-либо препятствий или выполнения необходимых действий. 4
Системные программисты занимаются сопровождением ОС, осуществляют ее настройку применительно к требованиям конкретной машины, решаемых задач и эксплуатируемых условий. При необходимости осуществляют разработку дополнительных системных программ, которые направлены на расширение функциональных возможностей системы и для обслуживания новых аппаратных устройств. Администраторы – это люди, устанавливающие принципы и порядок работы на ЭВМ и взаимодействующие с ОС, чтобы обеспечить соблюдение принятого порядка.
1.1.2 Поколения ОС
Выделяют следующие поколения ОС: Нулевое поколение (40-е гг. ХХ в). Характеризуется тем, что ОС на первых вычислительных машинах не было. Пользователи имели доступ к машинному языку и все программы писались на машинных кодах. Первое поколение (50-е гг.
ХХ в). ОС на этом этапе были разработаны с целью ускорения и упрощения перехода с задачи на задачу. Это было началом систем пакетной обработки. Пакетная обработка предусматривает объединение отдельных задач в группы.
Каждая задача на этапе выполнения получает все ресурсы машины, а после завершения задачи(нормального или аварийного), управление ресурсами возвращалось ОС, которая очищала машину от последней решенной задачи и обеспечивала ввод и запуск следующей задачи. Считается, что первую ОС в начале 50-х гг. для IBM 701 создала исследовательская лаборатория фирмы General Motors.
Первые ОС ориентировались на сокращение времени, которое затрачивалось на запуск задачи на вычислительной машине и на удаление ее из машины. Т.е. цель – минимизация времени перехода с одной задачи на другую. Уже в первых ОС появилась концепция имен системных файлов как средство достижения независимости программ от аппаратуры.
Это позволило указывать программе не конкретный номер физического устройства, а стандартные системные файлы ввода-вывода. К концу 50-х гг. были разработаны ОС, обладающие следующими характеристиками: — пакетная обработка одного потока задач; — наличие стандартных подпрограмм ввода-вывода. С целью освобождения пользователя от программирования процессов ввода-вывода на машинном языке; — возможность автоматического перехода от программы к программе; — наличие средств восстановления после ошибок, которые позволяли запускать следующую задачу при минимальном вмешательстве операторов; — наличие языков управления заданиями, с помощью которых пользователи описывали свои задания и ресурсы, требуемые для их выполнения. 5
Второе поколение (первая половина 60-х гг.). Особенностью ОС этого поколения явилось то, что они создавались как системы коллективного пользования с мультипрограммным режимом работы и как первые системы мультипроцессорного типа.
В мультипрограммных системах несколько пользовательских программ одновременно находятся в оперативной памяти компьютера, а центральный процессор быстро переключается с задачи на задачу. Мультипроцессорные системы содержат несколько процессоров с целью повышения вычислительной мощности.
В это время разработаны методы, обеспечивающие независимость программирования от внешних устройств, что привело к тому, что пользователь указывал не конкретное физическое устройство ввода-вывода, а определял характеристики, которым должно отвечать устройство ввода-вывода, а ОС сама находила соответствующее устройство и при необходимости давала оператору указание подготовить это устройство к работе. На этом этапе разработаны первые системы с разделением времени , которые позволяли пользователю непосредственно взаимодействовать с компьютером при помощи пультов-терминалов телетайпного типа.
С системой разделения времени пользователи работают в диалоговом или интерактивном режимах. Это позволило значительно повысить эффективность разработки программ. Наиболее распространенная система такого типа – программа SABRE бронирования и продажи билетов на самолеты компании American Airlines.
Чуть позже появились первые системы реального времени , в которых компьютеры применялись для управления технологическими процессами. Для систем реального времени характерно то, что они обеспечивают реакцию на предусмотренные события за время, не превышающее некоторое допустимое для данного события. Третье поколение (середина 60-х – конец 70-х гг.).
Это поколение связано с созданием и развитием больших универсальных машин System360/370 фирмы IBM. Эти машины относились к кассу машин общего назначения. Но в СССР был разработан аналог машин — ЕС.
ОС третьего поколения стали многорежимными системами, т.е. некоторые из них обеспечивали работу практически во всех режимах(пакетная обработка, режим разделения времени, режим реального времени, мультипроцессорный режим).Такие ОС были громоздкими и дорогостоящими. Сроки и затраты на их реализацию значительно превышали планирование. ОС стали толстой прослойкой между пользователем и вычислительной машиной. Пользователю приходилось изучать сложные языки управления заданиями, чтобы уметь описать задание и требуемые для их выполнения ресурсы. Четвертое поколение (конец 70-х – начало 90-х гг.). Этот этап имеет следующие особенности: — широкое распространение вычислительных сетей и средств обработки данных в режиме on-line, т.е. пользователи получают доступ к территориально распределенным компьютерам при помощи терминалов различного типа; 6
— появление микропроцессоров создало условия микрокомпьютера, который привел к существенным социальным последствиям; — потребность передачи информации по линиям связи различных типов потребовала создания систем защиты данных, т.е. шифрованию, созданию ключей защиты, разделению прав доступа к информации; — большое внимание стало уделяться созданию ОС, ориентированных на неподготовленного пользователя, созданию дружественных пользовательских интерфейсов. В это время появились системы с управлением при помощи меню.
Начала широко распространяться концепция виртуальных машин. Важную роль стали играть системы баз данных (БД). Получила распространение концепция о распределенной обработке данных. Классический пример ОС этого поколения – ОС UNIX. Пятое поколение (начало 90-х гг.). Отличительные особенности этого этапа следующие.
1. Интенсивное развитие и широкое распространение и развитие персонального компьютера. 2. Переход компьютера из сферы производства в бытовую сферу. 3. Развитие локальных и глобальных сетей, распространение Internetа. 4. Рост вычислительной и информационной мощности. 5. Решение нетрадиционных задач для вычислительной техники. 6. Совершенствование пользовательского интерфейса.
7. Развитие графических пользовательских интерфейсов. 8. Появление и развитие новых устройств для взаимодействия пользователя и вычислительной машины (манипуляторы, экраны управления, цифровые камеры, речевые вводы и др.). 9. Развитие интеллектуальных систем и систем искусственного интеллекта. 10. Создание супер-ЭВМ, обладающих огромной вычислительной мощно- стью.
Получили развитие многозадачные ОС.
1.1.3 Функции и свойства ОС
Операционная система (ОС) – это упорядоченная последовательность системных управляющих программ, совместно с необходимыми информационными массивами, предназначенных для планирования, исполнения пользовательских программ и управления всеми ресурсами вычислительной машины (программами, данными, аппаратурой и другими распределяемыми и управляемыми объектами) с целью предоставления возможности пользователям эффективно, в некотором смысле, решать задачи, сформулированные в терминах вычислительной машины. 7
ОС – это программа, которая контролирует работу прикладных программ и системных приложений и выполняет роль интерфейса между приложениями и аппаратным обеспечением ЭВМ (это более простое определение). Можно определить следующие параметры ОС: 1. Удобство (ОС делает использование ПК достаточно простым и удоб- ным) 2. Эффективность (ОС позволяет эффективно использовать ресурсы ПК) 3. Возможность развития (ОС должна быть организована так, чтобы допускать эффективную разработку, тестирование и внедрение новых приложений и системных функций, причем это не должно мешать нормальному функционированию ОС). Рассматривая ОС как интерфейс между пользователем и компьютером, можно представить иерархическую структуру программного и аппаратного обеспечения, использующегося для представления конечному пользователю возможности работы с приложениями. Конечные пользова- Программисты Прикладные программы Утилиты Разработчики
| ОС |
| Аппаратное обеспечение |
Рис. 1.1. Место операционной системы в вычислительной системе ОС предоставляют следующий перечень услуг: 1. Разработка программ. ОС предоставляет программисту разнообразные инструменты и сервисы, к примеру, редакторы, отладчики, реализованные в виде программ-утилит, которые поддерживаются ОС, хотя не входят в её ядро.
Такие программы называются инструментами разработки приложений. 2. Исполнение программ. Для запуска программы требуется загрузить её в основную память (сформировать области команд и данных), инициализировать устройства ввода-вывода и файлы, подготовить ресурсы ЭВМ. ОС выполняет 8
Источник: studfile.net
Операционная система: назначение, основные принципы организации
Операционная система – это набор программ, которые обеспечивают возможность использования аппаратуры компьютера. Задача ОС заключается в том, чтобы сделать аппаратуру доступной и по возможности удобной для пользователя.
Выделяют следующие основные функции ОС:
■ определение интерфейса пользователя;
■ обеспечение разделения аппаратных ресурсов между пользователями;
■ предоставление возможности работы с общими данными;
■ планирование доступа пользователей к общим ресурсам;
■ обеспечение эффективного выполнения операций ввода/ вывода;
■ осуществление восстановления информации и вычислительного процесса в случае ошибок.
В распоряжение ОС предоставляются как пассивные, так и активные ресурсы.
Пассивные ресурсы являются управляемыми, а активные – управляющими. К пассивным ресурсам относятся: процессоры, память, устройства ввода/вывода, данные. В число активных ресурсов входят: операторы ЭВМ, программисты (прикладные, системные), административный персонал, программы пользователя.
Операционная система, основываясь на потребностях и возможностях своего активного ресурса и с учетом предоставленного в распоряжение пассивного ресурса, выполняет поставленные перед ней задачи посредника.
Существуют несколько вариантов классификаций ОС. Рассмотрим основные признаки классификации ОС.
- 1. Особенности алгоритмов управления ресурсами. От эффективности алгоритмов управления пассивными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами. Так, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором ОС делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, многопроцессорные и однопроцессорные системы.
- 2. Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач ОС могут быть разделены на два класса: однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и многозадачные (ОС ЕС, OS/2, UNIX, MS Windows).
Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают в себя средства управления периферийными устройствами и файлами, а также средства общения с пользователем.
Многозадачные ОС, кроме перечисленных выше функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессорное время, оперативная память, файлы и внешние устройства.
Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:
- 1) невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
- 2) вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).
Основным различием между этими вариантами многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в ОС, а во втором – распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется, до тех пор пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление ОС, для того чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается ОС, а не самим активным процессом.
- 3. Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делят на два вида:
- 1) однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
- 2) многопользовательские (UNIX, Windows NT).
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа (НСД) других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.
4. Наличие многопроцессорной обработки. Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки – мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.
Функции поддержки многопроцессорной обработки данных имеются в таких ОС, как: OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы «Microsoft», NetWare фирмы «Novell» и некоторых других.
Многопроцессорные ОС в свою очередь можно классифицировать по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС, симметричные ОС.
Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.
Ранее были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов – процессором. Большое влияние на облик ОС в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами – подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода/вывода.
- 5. Особенности аппаратных платформ. На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают ОС: персональных, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров, встроенные ОС и ОС сетей ЭВМ.
- 6. Особенности областей использования ОС. Многозадачные ОС подразделяют на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:
- 1) системы пакетной обработки;
- 2) системы разделения времени;
- 3) системы реального времени.
Системы пакетной обработки предназначены для решения задач в основном вычислительного характера. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, т.е. решение максимального числа задач в единицу времени.
Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используют следующую схему функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, т.е. множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; например, в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом.
Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, т.е. выбирается «выгодное» задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени.
В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например из-за необходимости выполнить операцию ввода/вывода. В связи с этим одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.
Системы разделения времени (например, UNIX, VMS) призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки – изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой.
Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая «выгодна» системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.
Системы реального времени (например, QNX, RT/11) применяются для управления различными техническими объектами, такими как станок, спутник, научная экспериментальная установка, или технологическими процессами, например гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом.
В противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы – реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.
Некоторые ОС могут совмещать в себе свойства систем разных типов. Например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть – в режиме реального времени или режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым.
7. Концепции построения. При описании ОС часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу.
К таким базовым концепциям относятся способы построения ядра системы – монолитное ядро или микроядерный подход. Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский, и наоборот. Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС – серверы, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой – ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.
Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри ОС. В число этих достоинств входят: аккумуляция удачных решений в форме стандартных объектов; возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования; хорошая защита данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне; структурированность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.
Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные ОС поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторое подмножество из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной ОС.
Распределенная организация ОС позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб.
Источник: studme.org