3 - Эволюция, классификаци

Эволюция, классификация и области применения ОС
ОС – программное обеспечение, которое выполняет роль интерфейса между
пользователем и аппаратурой ЭВМ, управляет выполнением программ и предоставляет
различные сервисы: распределение ресурсов, планирование, управление вводом/выводом
данных.
Поколения:
0. 40-е. Была последовательная обработка данных. Данные вбивались бит за битом.
1. 50.е. Системы пакетной обработки.
2. 60-е. Появление многозадачных систем, систем разделения времени, реального
времени.
Многозадачность (Multitasking) – такой режим работы вычислительной системы,
при котором осуществляется последовательное или параллельное выполнение
нескольких задач.
Разделение времени (Time-sharing) – параллельное использование вычислительной
системы несколькими пользователями.
Реального времени (Real-time OS) – планирование задач реального времени и
управление ими.
3. Середина 60-х – середина 70-х. Появление вычислительных машин общего
назначения. Система была построена по принципу абстракций (одна абстракция
опиралась на другую: для примера – 1-й уровень абстракции над оборудованием)ю
4. 70-е – 80-е. Появление систем баз данных. Популярность электронной почты,
пересылки файлов и удаленный доступ к БД. Появление распределенной обработки
данных – использование множества независимых компьютеров для выполнения
общей задачи.
5. 90-е и по наше время. Появление ОС с современными графическими оболочками.
Появление объектно-ориентированных систем.
-
Существуют следующие классификации ОС:
- Общего назначения (DOS, Windows);
- Реального времени (QNX, OS 2000);
- Специального назначения.
По типу ядра:
- микроядро;
- монолитное ядро;
- гибридное ядро;
- экзоядро.
По типу системной архитектуры:
модульные (Unix, Windows)
объектно-ориентированные системы (Apertos, Muse)
По количеству пользователей:
однопользовательские
многопользовательские
По уровню межпроцессного взаимодействия:
однозадачные
многзадачные
сетевые ОС – ОС, которая обеспечивает поддержку обычных серверных систем в
сети компьютеров (Network OS)
распределенные ОС (процесс свободно чувствует себя в сети). Общая ОС,
совместно используемая сетью компьютеров, обеспечивающая поддержку для
межпроцессного взаимодействия, перемещения процессов, взаимоисключений,
предотвращения взаимоблокировок.
-
По типу многозадачности:
с вытесняющей
с невытесняющей
По поддержке потоков:
с поддержкой потоков
без поддержки потоков
Ядро ОС – та часть ОС, которая включает наиболее интенсивно используемые
функции. Ядро постоянно в оперативной памяти. Оно работает в привилегированном
режиме и отвечает за вызовы процессов и прерываний от устройств.
ОС с монолитным ядром появились первыми. Монолитное ядро – большое ядро,
виртуально содержащее всю ОС, включая планировщик, файловую систему, драйверы
устройств и управление памятью (Monolithic Kernel).
Все функциональные компоненты имеют доступ ко всем его внутренним
структурам и подпрограммам. Это ядро реализовано как единый процесс, в котором
элементы разделяют одно и тоже адресное пространство. Пример – Unix.
ОС с микроядром – малое привилегированное ядро ОС, обеспечивающие
планирование процессов, управление памятью и базовые средства синхронизации для
обеспечения совместного функционирования нескольких процессов. Для выполнения
прочих функций связанных с ОС используют отдельные процессы с более низким
приоритетом (вне ядра). Пример – QNX, Micros, L4, Mag.
Задача (Task) - то же, что и процесс. Единица выделения ресурсов в системе.
Процесс (Process) - выполняемая программа. Процесс управляется и планируется
операционной системой.
Поток (Thread) - независимо планируемый контекст выполнения, разделяющий единое
адресное пространство с другими потоками. Единица планирования.
Драйвер устройства (Device driver) - модуль операционной системы (обычно
находящийся в ядре), который работает непосредственно с устройством или
контроллером ввода/вывода.
Командная оболочка (Shell) - часть операционной системы, интерпретирующая
интерактивные пользовательские команды и команды языка управления заданиями. (По
сути, представляет собой интерфейс между пользователем и операционной системой.)
Обработчик прерывания (Interrupt handler) - подпрограмма, обычно являющаяся
частью операционной системы. В случае прерывания управление передается
соответствующему обработчику, который предпринимает определенные действия в ответ
на вызвавшие прерывание условия.
Загрузчик – программа, подготавливающая программу к выполнению и
инициализирующая это выполнение. Выполняет операции:
- выделения места для программы в основной памяти;
- разрешение символической ссылки между объектами программы (связывание);
- настройка всех величин в программе, зависимых от физических адресов в соответствии с
адресами, выделяемыми для программы в области памяти;
- физическое размещение команд и данных в памяти.