Операционные системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Операционные системы

1. Общее понятие ОС

Операционная система - комплекс 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.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными микропрограммами - с одной стороны - и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций.

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows и системы Linux и Mac OS.

Основные функции:

· Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

· Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

· Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

· Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

· Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе - порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в электронном оборудовании.

· Обеспечение пользовательского интерфейса - совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой.

· Сохранение информации об ошибках системы.

Компоненты операционной системы:

1. Загрузчик - системное программное обеспечение, обеспечивающее загрузку операционной системы непосредственно после включения компьютера. Он обеспечивает необходимые средства для диалога с пользователем компьютера, приводит аппаратуру компьютера в состояние, необходимое для старта ядра операционной системы. На персональных компьютерах это BIOS.

2. Ядро - центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.

3. Командный процессор (интерпретатор) - Программа или аппаратное средство, выполняющее покомандный анализ, обработку и тут же выполнение исходной программы или запроса.

4. Драйверы устройств - компьютерная программа, с помощью которой другие программы (операционная система) получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

5. Интерфейс - совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой.

6. Встроенное программное обеспечение - содержимое энергонезависимой памяти (любое устройство компьютерной памяти, или его часть, сохраняющее данные вне зависимости от подачи питающего напряжения) компьютера или любого цифрового вычислительного устройства, в которой содержится его микропрограмма.

Разрядностью электронного устройства или шины называется количество разрядов (битов), одновременно обрабатываемых этим устройством или шиной. То есть, разрядность - это способность одновременно обрабатывать какое-то количество битов.

2. ОС Linux

операционный компьютер интерфейс

Linux - общее название Unix - подобных операционных систем основанных на одноимённом ядре. Ядро Linux создаётся и распространяется в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения.

В настоящее время системы Linux лидируют на рынках смартфонов (Android занимает более 60% рынка), интернет-серверов (60%), самых мощных суперкомпьютеров (93,8%), а также, согласно Linux Foundation, в дата-центрах и на предприятиях, занимают половину рынка встраиваемых систем. На рынке домашних компьютеров Linux прочно занимает 3 место (по разным данным, от 1 до 5%). Согласно исследованию, в целом, рыночная доля Linux среди электронных устройств составляет около 42%.

С тех пор, как ядро Linux было создано для x86-ПК, оно было перенесено на множество платформ, включая x86-64, PowerPC и ARM. Linux работает в роутерах, телевизорах и игровых приставках.

Модель:

Linux-системы представляют собой модульные Unix-подобные операционные системы. В большей степени дизайн Linux-систем базируется на принципах, заложенных в Unix в течение 1970-х и 1980-х годов. Такая система использует монолитное ядро Linux, которое управляет процессами, сетевыми функциями, периферией и доступом к файловой системе.

Драйверы устройств либо интегрированы непосредственно в ядро, либо добавлены в виде модулей, загружаемых во время работы системы.

Отдельные программы, взаимодействуя с ядром, обеспечивают функции системы более высокого уровня. Например, пользовательские компоненты GNU являются важной частью большинства Linux-систем, включающей в себя наиболее распространённые реализации библиотеки языка Си, популярных оболочек операционной системы, и многих других общих инструментов Unix, которые выполняют многие основные задачи операционной системы.

Графический интерфейс пользователя (или GUI) в большинстве систем Linux построен на основе X Window System.

Интерфейс пользователя:

В Linux - системах пользователи работают через интерфейс командной строки (CLI), графический интерфейс пользователя (GUI), или, в случае встраиваемых систем, через элементы управления соответствующих аппаратных средств.

Настольные системы, как правило, имеют графический пользовательский интерфейс, в котором командная строка доступна через окно эмулятора терминала или в отдельной виртуальной консоли.

Большинство низкоуровневых компонентов Linux, включая пользовательские компоненты GNU, используют исключительно командную строку.

Linux обычно реализуют интерфейс командной строки при помощи оболочки операционной системы, которая также является традиционным способом взаимодействия с системой Unix.

Разработка:

Linux работает на множестве процессоров различных архитектур, таких как x86, x84-64, PowerPC, ARM, Alpha AXP, MIPS, PA-RISC, AXIS CRIS, NEC V850 и многих других.

В отличие от коммерческих систем, таких как Windows или Mac OS X, Linux не имеет географического центра разработки. Нет и организации, которая владела бы этой системой; нет даже единого координационного центра.

Программы для Linux - результат работы тысяч проектов. Некоторые из этих проектов централизованы, некоторые сосредоточены в фирмах. Многие проекты объединяют хакеров со всего света, которые знакомы только по переписке. Создать свой проект или присоединиться к уже существующему может любой и, в случае успеха, результаты работы станут известны миллионам пользователей. Пользователи принимают участие в тестировании свободных программ, общаются с разработчиками напрямую, что позволяет быстро находить и исправлять ошибки и реализовывать новые возможности.

Именно такая гибкая и динамичная система разработки, невозможная для проектов с закрытым кодом, определяет исключительную экономическую эффективность Linux.

С другой стороны, открытый код значительно снижает себестоимость разработки закрытых систем для Linux и позволяет снизить цену решения для пользователя.

3. Mac OS

операционный компьютер интерфейс

OS X - операционная система производства Apple. Является преемницей Mac OS 9. Это вторая по популярности операционная система в мире (После Windows). Её рыночная доля в настольных компьютеров в августе 2012 года составляла 7,1%. В OS X используется ядро XNU, основанное на микроядре Mach и содержащее код Apple, а также код из FreeBSD. До версии 10.6 OS X работала на компьютерах Mac с процессорами PowerPC. Начиная с 10.6 OS X поддерживает только процессоры Intel.

Описание:

OS X значительно отличается от предыдущих версий Mac OS. Основа системы - POSIX-совместимая операционная система Darwin, являющаяся свободным программным обеспечением. Её ядром является XNU, в котором используется микроядро Mach и стандартные сервисы BSD. Все возможности Unix в OS X доступны через консоль.

Поверх этой основы в Apple разработано много компонентов, таких как Cocoa и Carbon, Quartz.

OS X отличается высокой стабильностью, что делает ее непохожей на предшественницу, Mac OS 9.

В OS X (как и в любой UNIX-системе) используется вытесняющая многозадачность (вид многозадачности, при которой операционная система может временно прервать текущий процесс без какой-либо помощи с его стороны) и защита памяти (способ управления правами доступа к отдельным регионам памяти), позволяющие запускать несколько процессов, которые не могут прервать или повредить друг друга.

Текущая версия Mac OS имеет обозначение X, она появилась на свет в конце 2001 года. Если рассматривать новую операционную систему с точки зрения ее функциональных возможностей, можно смело сказать, что она является полноценным эквивалентом Microsoft Windows XP для компьютеров Apple Macintosh. Имеется широчайший набор программного обеспечения, рассчитанного на работу под управлением Mac OS X, а сама платформа отличается поразительным быстродействием, эффективностью и надежностью. Работы над дальнейшим развитием программного комплекса серии Mac OS для компьютеров Apple Macintosh продолжаются. Уже сейчас известно, что программисты Apple трудятся над усовершенствованием Mac OS X, которая спустя непродолжительное время станет, возможно, новой реализацией программ данного класса.

На архитектуру OS X наиболее заметно изменился графический интерфейс, который в OS X получил название Aqua. Использование закруглённых углов, полупрозрачных элементов и светлых полосок также повлияло на внешний вид первых моделей iMac. После выхода первой версии OS X другие разработчики тоже стали использовать интерфейс Aqua. Для предотвращения использования своего дизайна на других платформах Apple воспользовалась услугами юристов.

Основами OS X являются:

· Подсистема с открытым кодом - Darwin (ядро Mach и набор утилит BSD).

· Среда программирования Core Foundation (Carbon API, Cocoa API и Java API).

· Графическая среда Aqua (QuickTime, Quartz Extreme и OpenGL).

· Технологии Core Image, Core Animation, Core Radio и Core Data.

4. Windows

Microsoft Windows - семейство операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применении графического интерфейса при управлении. Изначально Windows была всего лишь графической надстройкой для MS-DOS (дисковая операционная система).

По состоянию на май 2013 года под управлением операционных систем семейства Windows) работает около 91% персональных компьютеров.

Операционные системы Windows работают на платформах x86, x86x84, IA-64, ARM.

Графические расширения и интерфейсы для DOS:

Первые версии Windows не были полноценными операционными системами, а являлись надстройками к операционной системе MS-DOS и были по сути многофункциональным расширением, добавляя поддержку новых режимов работы процессора, поддержку многозадачности, обеспечивая стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения и единообразие для пользовательских интерфейсов программ. Предоставляли встроенные средства GDI и USER для создания графического интерфейса пользователя. Первые версии Windows вообще состояли из трех модулей - KERNEL, GDI и USER. Первый из них предоставлял вызовы управления памятью, запуском.EXE-файлов и загрузкой.DLL-файлов, второй - графику, третий - окна. Они работали с процессорами начиная с Intel 8086.

Семейство Windows 9x:

Первая система данного семейства Windows 95 была выпущена в 1995 году. Её отличительными особенностями являлись: новый пользовательский интерфейс, поддержка длинных имён файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, способность исполнять 32-битные приложения и наличие поддержки TCP/IP прямо в системе. Windows 95 использовала вытесняющую многозадачность и выполняла каждое 32-битное приложение в своём адресном пространстве.

К данному семейству относятся также Windows 98 и Windows ME.

Операционные системы этого семейства не являлись безопасными многопользовательскими системами как Windows NT, поскольку из соображений совместимости вся подсистема пользовательского интерфейса и графики оставалась 16-битной и мало отличалась от той, что в Windows 3.x. Так как этот код не был thread-safe, все вызовы в подсистему оборачивались в одноместный семафор по имени Win16Lock, который, кроме того, ещё и находился всегда в захваченном состоянии во время исполнения 16-битного приложения. Таким образом, «повисание» 16-битного приложения немедленно блокировало всю ОС.

Следующей версией после Windows 95 была Windows 98. Внешне Windows 98 практически не отличалась от своей предшественницы, за исключением того, что встроенные функции этой системы позволяли размещать иконки программ в так называемом меню быстрого доступа, расположенном в панели задач рядом с кнопкой «Пуск», обновленное программное ядро MS HTML открывало возможность представлять рабочий стол и окна «Проводника» в виде web-страниц, а большинство дополнений Microsoft Plus из комплекта Windows 95 стали теперь неотъемлемой частью системы. Добавилось множество новых программ и утилит, рассчитанных, в первую очередь, на работу пользователя с Интернетом, платформа стала поддерживать более совершенный формат таблицы размещения файлов, позволявшей экономить пространство на жестких дисках большого объема - FAT32. Windows научилась корректно определять оборудование при инсталляции и была значительно более надежной в работе.

Microsoft Windows Millennium Edition (Windows ME) - последняя эволюция операционных систем класса Windows 95-98, запущенная в серийное производство в 2000 году. Русская локализация Windows ME появилась на рынке программного обеспечения в ноябре 2000 года.

Windows Millennium Edition значительно отличается от семейства системных платформ Windows 9X, прежде всего тем, что в этой реализации Windows полностью отсутствует поддержка MS DOS - корректно запустить на компьютере, работающем под управлением этой системы, некоторые приложения DOS - уже весьма сложная задача. Windows ME тесно интегрирована с Internet Explorer 5.0, что сделало ее еще более ресурсоемкой, в комплект поставки по умолчанию включена большая часть элементов Microsoft Plus для Windows 98, базовый набор игр расширен новыми программами, позволяющими пользователю играть в сети Интернет с живыми соперниками, добавлен Windows Media Player 7.0, поддерживающий воспроизведение файлов множества новых аудио- и видео форматов. Интерфейс Windows Millennium Edition практически полностью совпадает с внешним оформлением Windows 2000 Professional, включая системные иконки и обновленное диалоговое окно выключения / перезагрузки компьютера, но почти все базовые элементы настройки Windows 98 сохранились на своих прежних местах.

Семейство Windows NT:

Операционные системы этого семейства в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x64, и ARM. Ранние версии (до 4.0 включительно) также поддерживали некоторые RISC - процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64 - битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки.

Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows 2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например, «Windows NT 4.0 Server»

В основу семейства Windows NT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода.

Семейство Windows NT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью.

К этому семейству Windows относятся: Windows NT 3.1, Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8.

Семейство ОС для карманных компьютеров:

Это семейство операционных систем реального времени было специально разработано для мобильных устройств. Поддерживаются процессоры ARM, MIPS, x86. В отличие от остальных операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как смартфоны, карманные компьютеры, GPS-навигаторы, MP3-проигрыватели и другие. В настоящее время под термином «Windows CE» понимают только ядро операционной системы. Например, Windows Mobile 5.0 включает в себя ядро Windows CE 5.0.

· Windows CE

· Windows Mobile

· Windows Phone

Заключение

Важной особенностью многих ОС является способность их взаимодействия друг с другом, посредством сети, что позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом, как в рамках локальных вычислительных сетей (ЛВС), так и в глобальной сети Интернет.

Современные операционные системы, вновь создаваемые и обновленные версии существующих ОС, поддерживают полный набор протоколов для работы в локальной сети и в глобальной сети Интернет.

Размещено на Allbest.ru