Компоненты операционной системы

 

 

5. Поколения ЭВМ

Предшественником ОС следует  считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных  компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х  годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора  с оборудованием, а библиотеки позволяли  избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления  операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратурой.

1. Первое поколение.

40-е годы. Первые цифровые  вычислительные машины без ОС. Организация вычислительного процесса  решается программистом с пульта управления.

2. Второе поколение.

50-е годы. Появление прообраза  ОС - мониторные системы, реализующие  систему пакетной обработки заданий.

 Пакетный режим

Необходимость оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов привела к появлению  концепции «пакетного режима» исполнения программ. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причём ОС может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора.

3. Третье поколение.

1965-1980 г.г. Переход к интегральным схемам. IBM/360. Реализованы практически все основные концепции, присущие современным ОС: разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы. Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера: привилегированный и пользовательский режимы, средства защиты областей памяти, развитой системы прерываний.

 Разделение времени и многозадачность

Уже пакетный режим в своём  развитом варианте требует разделения процессорного времени между  выполнением нескольких программ. Необходимость  в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё  сильнее при распространении  в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило  создать «многопользовательские»  системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с  многочисленными терминалами. При  этом часть задач (таких, как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие, как массивные  вычисления) — в пакетном режиме.

 Разделение полномочий

Распространение многопользовательских  систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей  избежать возможности модификации  исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой (содержащей ошибку или злонамеренно подготовленной) программы, а также  модификации самой ОС прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры  с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой  программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного  пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).

 Реальный масштаб времени

Применение универсальных  компьютеров для управления производственными  процессами потребовало реализации «реального масштаба времени» («реального времени») — синхронизации исполнения программ с внешними физическими процессами.

Включение функции реального  масштаба времени в ОС позволило  создавать системы, одновременно обслуживающие  производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и (или) в режиме разделения времени).

Такие операционные системы  получили название Операционные системы  с планированием в реальном масштабе времени или сокращенно ОСРВ.

 Файловые системы и структуры

Постепенная замена носителей  с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) накопителями произвольного доступа (на магнитных диск)

4. Четвертое поколение.

Конец 70-х. Создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году он был стандартизирован. Независимость от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой Интернет, сделала этот стек протоколов основным стеком для большинства ОС.

Начало 80-х. Появление персональных компьютеров. Бурный рост локальных сетей. Поддержка сетевых функций стала необходимым условием. 80-е годы. Приняты основные стандарты на коммуникационные технологии локальных сетей: Ethernet, Token Ring, FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях.

Начало 90-х. Практически все ОС стали сетевыми. Появились специализированные сетевые ОС (например IOS, работающая в маршрутизаторах)

Последнее десятилетие. Особое внимание корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования.

 

6. Заключение.

 Компьютеры не всегда  нуждались в операционной системе.  Если компьютер мог включаться, начинать работать и воспринимать  команды человека без операционной  системы, то в ней не было  никакой необходимости. Примерами  таких « компьютеров» могут  быть игровые приставки. У них  тоже есть процессор, оперативная  память, в которой находится программа  во время работы, есть устройства  ввода информации (например, джойстик), но операционной системы нет  или она совсем примитивна. Настоящая операционная система должна быть общепризнанной и использоваться как стандартная система на многих компьютерах; работать с многочисленными аппаратными устройствами, выпущенными разными фирмами, в том числе и в прошлое время; обеспечивать возможность запуска самых разных программ, написанных разными людьми и выпущенных разными организациями; предоставлять средства для проверки, настройки, обслуживания компьютера, его устройств и программ, которые на нем установлены. Наиболее важными функциями операционной системы являются управления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а также функции пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.

 Основные выводы:

 Назначение ОС - организация  взаимодействия пользователя с  компьютером, управление ресурсами  вычислительной системы с целью  наиболее эффективного их использования.

 Эволюция ОС во многом  обусловлена совершенствованием  аппаратной базы ЭВМ. ОС за период более 60 лет своего существования прошла путь от организации вычислительного процесса каждым программистом с пульта управления до комплекса управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений.

 Выделяют 4 основных классификационных  признака операционных систем: по  количеству пользователей, числу  обрабатываемых процессов, типу  средств вычислительной техники,  типу интерфейса.

 

7. Список использованной литературы:

• http://ru.wikipedia.org/wiki/Операционная_система#.D0.AD.D0.B2.D0.BE.D0.BB.D1.8E.D1.86.D0.B8.D1.8F_.D0.B8_.D0.BE.D1.81.D0.BD.D0.BE.D0.B2.D0.BD.D1.8B.D0.B5_.D0.B8.D0.B4.D0.B5.D0.B8
• http://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Эволюция_операционных_систем
• http://works.doklad.ru/view/0PsWyCP8a9g.html