Призначення операційних систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Операційні системи. Їх функції, вимоги, складові

операційний програмний комп'ютер

Операційна система, скорочено ос - це базовий комплекс програмного забезпечення, що виконує управління апаратним забезпеченням комп'ютера; забезпечує керування обчислювальним процесом і організовує взаємодію з користувачем

Призначення ОС - організація обчислювального процесу в обчислювальній системі, раціональний розподіл обчислювальних ресурсів між окремими вирішуваних завдань; надання користувачам численних сервісних засобів, що полегшують процес програмування і налагодження завдань. Операційна система виконує роль своєрідного інтерфейсу (Інтерфейс - сукупність апаратури і програмних засобів, необхідних для підключення периферійних пристроїв до ПЕОМ) між користувачем і ВС, тобто ОС надає користувачеві віртуальну НД Це означає, що ОС значною мірою формує у користувача уявлення про можливості і зручності роботи з нею, її пропускної здатності. Різні ОС на одних і тих же технічних засобах можуть надати користувачеві різні можливості для організації обчислювального процесу або автоматизованої обробки даних.

У програмному забезпеченні НД операційна система займає основне положення, оскільки здійснює планування і контроль за все обчислювального процесу. Будь-яка з компонент програмного забезпечення обов'язково працює під управлінням ОС.

Головні функції:

* Виконання на вимогу програм користувача тих елементарних (низькорівневих) дій, які є спільними для більшості програмного забезпечення і часто зустрічаються майже у всіх програмах (введення та виведення даних, запуск і зупинка інших програм, виділення та вивільнення додаткової пам'яті тощо).

* Стандартизований доступ до периферійних пристроїв (пристрої введення-виведення).

* Завантаження програм у оперативну пам'ять і їх виконання.

* Керування оперативною пам'яттю (розподіл між процесами, організація віртуальної пам'яті).

* Керування доступом до даних енергонезалежних носіїв (твердий диск, оптичні диски тощо), організованим у тій чи іншій файловій системі.

* Забезпечення користувацького інтерфейсу.

* Мережеві операції, підтримка стеку мережевих протоколів.

* Додаткові функції:

* Паралельне або псевдопаралельне виконання задач (багатозадачність).

* Розподіл ресурсів обчислювальної системи між процесами.

* Організація надійних обчислень (неможливості впливу процесу на перебіг інших), основана на розмежуванні доступу до ресурсів.

* Взаємодія між процесами: обмін даними, синхронізація.

* Захист самої системи, а також користувацьких даних і програм від дій користувача або програм.

* Багатокористувацький режим роботи та розділення прав доступу (автентифікація, авторизація).

Поняття операційної системи напряму пов'язане з такими поняттями, як:

? Файл - іменований впорядкований набір даних на пристрої зберігання інформації; операційна система забезпечує організацію файлів в файлові системи.

? Файлова система - набір файлів (можливо порожній), організованих за наперед визначеними правилами. Якщо організація файлів в файлову систему відбувається з використанням каталогів, то така файлова система називається ієрархічною.

? Програма - файл, що містить набір інструкцій для виконання. В якості виконавця інструкцій програми можуть виступати:

? центральний процесор - якщо програма містить машинний код (звичайно отримують шляхом компіляції вихідного тексту програми, написаного однією з компільованих мов);

? інтерпретатор - інша програма, яка забезпечує розпізнавання і виконання інструкцій (в окремих випадках інтерпретатор також називають віртуальною машиною).

? Задача - програма в процесі виконання (в термінології операційних систем UNIX використовують термін «процес»).

? Команда - ім'я, яке використовує користувач ОС або інша програма для виконання вказаної програми (може збігатися з іменем файла з програмою) або поіменованої дії (вбудованої команди).

? Командний інтерпретатор - середовище, яке забезпечує інтерфейс з користувачем і виконання команд.

Відносно свого призначення, операційні системи бувають:

? універсальні (для загального використання);

? спеціальні (для розв'язання спеціальних задач);

? спеціалізовані (виконуються на спеціальному обладнанні);

? однозадачні (в окремий момент часу можуть виконувати лише одну задачу);

? багатозадачні (в окремий момент часу здатні виконувати більше однієї задачі);

? однокористувацькі (в системі відсутні механізми обмеження доступу до файлів та на використання ресурсів системи);

? багатокористувацькі (система впроваджує поняття «власник файлу» та забезпечує механізми обмеження на використання ресурсів системи (квоти)), всі багатокористувацькі операційні системи також є багатозадачними;

? реального часу (система підтримує механізми виконання задач реального часу, тобто такі, для яких будь які операції завжди виконуються за наперед передбачуваний і незмінний при наступних виконаннях час).

? Відносно способу встановлення (інсталяції) операційної системи, операційні системи бувають:

? вмонтовані (такі, що зберігаються в енергонезалежній пам'яті обчислювальної машини або пристрою без можливості заміни в процесі експлуатації обладнання);

? невмонтовані (такі, що інсталюються на один з пристроїв зберігання інформації обчислювальної машини з можливістю подальшої заміни в процесі експлуатації).

Відносно відповідності стандартам операційні системи бувають:

o стандартні (відповідають одному з загальноприйнятих відкритих стандартів, найчастіше POSIX);

o нестандартні (в тому числі такі, що розробляються відповідно до корпоративних стандартів).

Окрема операційна система зазвичай може виконуватись на обмеженому переліку обладнання, яке забезпечує потрібні їй механізми. Сучасні універсальні (і не тільки) операційні системи зазвичай вимагають апаратної підтримки наступних механізмів:

* підтримка сторінкового поділу оперативної пам'яті з можливістю апаратного захисту сторінок від модифікації даних окремими задачами (процесами);

* підтримка захищеного режиму виконання процесора (режиму ядра ОС), який передбачає можливість виконання операцій процесора по управлінню обладнанням системи, при цьому спроба виконати подібну операцію в прикладній програмі блокується апаратно.

До складу операційної системи входять:

* ядро операційної системи, що забезпечує розподіл та управління ресурсами обчислювальної системи;

* базовий набір прикладного програмного забезпечення, системні бібліотеки та програми обслуговування.

Ядро системи - це набір функцій, структур даних та окремих програмних модулів, які завантажуються в пам'ять комп'ютера при завантаженні операційної системи та забезпечують три типи системних сервісів:

* управління введенням-виведенням інформації (підсистема вводу-виводу ядра ОС);

* управління оперативною пам'яттю (підсистема управління оперативною пам'яттю ядра ОС);

* управління процесами (підсистема управління процесами ядра ОС).

Кожна з цих підсистем представлена відповідними функціями ядра системи.

Багатозадачні операційні системи також включають ще одну обов'язкову складову - механізм підтримки багатозадачності. Ця складова не надається в якості системного сервісу і тому не може бути віднесена до жодної з підсистем.

Існує три основних механізми забезпечення багатозадачності (планування задач):

1. шляхом надання процесора окремій задачі на квант часу, який визначається самою задачею (кооперативна багатозадачність; останнім часом практично не використовується або область використання значно обмежена всередині процесів);

2. шляхом надання процесора окремій задачі на квант часу, який визначається обладнанням обчислювальної системи - інтервальним таймером;

3. виділення під окрему задачу окремого процесора в багатопроцесорних системах.

У перших двох випадках на кожному з процесорів в окремо взятий момент часу обраховується лише одна задача, але за рахунок достатньо малого кванту часу (в межах мілісекунд), що почергово надається кожній з задач, виникає ілюзія одночасного виконання в системі багатьох задач

Окрема операційна система зазвичай може виконуватись на обмеженому переліку обладнання, яке забезпечує потрібні їй механізми. Сучасні універсальні (і не тільки) операційні системи зазвичай вимагають апаратної підтримки наступних механізмів:

* підтримка сторінкового поділу оперативної пам'яті з можливістю апаратного захисту сторінок від модифікації даних окремими задачами (процесами);

* підтримка захищеного режиму виконання процесора (режиму ядра ОС), який передбачає можливість виконання операцій процесора по управлінню обладнанням системи, при цьому спроба виконати подібну операцію в прикладній програмі блокується апаратно.

Функції ядра операційної системи можуть бути виконані внаслідок виконання в прикладних програмах спеціальних функцій - системних викликів. Призначення системного виклику полягає в тому, що прикладні програми не взмозі самотужки визначити, за якими адресами знаходяться функції ядра.

* Системний виклик в один з машинно-залежних способів реалізує механізм отримання адрес функцій ядра та передачу в ці функції необхідних параметрів системного виклику, а також отримання результату системного виклику. Найчастіше системні виклики забезпечуються через систему переривань, завдяки чому адреса функції ядра не тільки обраховується апаратно (в процесі обробки переривання), але й забезпечується захист інформаційних ресурсів ядра.

* Системні виклики найчастіше мають синтаксис функції мови програмування, на якій написано ядро ОС.

* Підсистема управління введенням-виведенням реалізує базові механізми обміну даними між пристроями введення-виведення та оперативною пам'яттю обчислювальної машини та забезпечує організацію файлів в файлові системи.

* Операція введення виконується як читання даних з зовнішнього пристрою в оперативну пам'ять, операція виведення - як запис даних з оперативної пам'яті на зовнішній пристрій.

* При роботі з файлами система введення-виведення впроваджує спеціальну абстракцію - потік вводу-виводу, що дозволяє програмам, які звертаються за сервісами введення-виведення, використовувати одноманітний перелік функцій роботи з файлами незалежно від типу пристрою, на якому знаходиться файл, та типу файлової системи, яка містить цей файл. Відмінності доступу до різних пристроїв та файлових систем забезпечуються додатковими програмними модулями - драйверами пристроїв та файлових систем.

* В окремих операційних системах підсистема управління введенням-виведенням також може впроваджувати механізми, які призвані підвищити швидкість обміну даними між задачами та файлами. Найчастіше використовується механізм буферизації (кешування) даних, який полягає в тому, що при читанні даних з файлу підсистема намагається за одну операцію введення читати дані блоками зручного (звичайно досить великого) розміру, а не порціями, які запитує задача. Завдяки цьому за одну операцію введення в оперативну пам'ять потрапляють також додаткові дані, які зберігаються в кеші і в подальшому передаються в програму без додаткових звернень до пристрою. Подібним чином цей механізм працює і при виконанні операцій запису.

Будь яка програма може виконуватись лише тоді, коли вона завантажена в оперативну пам'ять, так само, будь які дані з файлів можуть оброблятись лише тоді, коли вони завантажені в оперативну пам'ять. Завантаження програми та даних в оперативну пам'ять призводить до того, що в оперативній пам'яті одночасно знаходяться одразу кілька компонентів: ядро операційної системи, командний інтерпретатор, програма, що виконується, та дані, що обробляються. Крім того, програма в процесі свого виконання може звертатись до підсистеми управління оперативною пам'яттю з запитами на виділення додаткової - динамічної - оперативної пам'яті.

В багатозадачних операційних системах кількість компонентів, що одночасно можуть знаходитись в оперативній пам'яті зростає пропорційно кількості задач і може сягати сотень.

Підсистема управління оперативною пам'яттю забезпечує розподіл оперативної пам'яті між різними компонентами, а також розподіляє пам'ять під кеш системи введення-виведення.

В окремих багатозадачних операційних системах підсистема управління оперативною пам'яттю також забезпечує віртуалізацію оперативної пам'яті, завдяки чому кожна задача (процес) отримує власну віртуальну пам'ять, причому таким чином, що нестача реальної (фізичної) пам'яті покривається за рахунок перерозподілу даних між оперативною пам'яттю та зовнішнім накопичувачем і переміщення даних між фізичною оперативною пам'яттю і зовнішнім накопичувачем приховується від задач. Це переміщення називається пейджингом (англ. paging) або свопінгом (англ. swapping - обмін) - в залежності від термінології конкретної ОС.

Запровадження механізму віртуалізації оперативної пам'яті дозволяє отримати два корисних наслідки:

* кожна задача фактично виконується у власному адресовому просторі, тобто таким чином, якби вона виконувалась в однозадачній операційній системі, завдяки чому значно зменшується вплив окремих задач однією на одну та на ядро системи, а завдяки цьому - і надійність системи;

* кожна задача отримує стільки віртуальної оперативної пам'яті, скільки потрібно, а не стільки, скільки є наявної фізичної оперативної пам'яті.

Віртуалізація оперативної пам'яті вимагає апаратної підтримки і звичайно забезпечується через спеціальну таблицю сторінок пам'яті, що містить відповідності між віртуальними та фізичними адресами.

Більшість сучасних операційних систем мають графічний інтерфейс користувача (ГІК, англ. Graphical User Interfaces, GUIs, вимовляється як «гуіз»). В деяких старіших ОС ГІК вбудований у ядро, як наприклад у оригінальних реалізаціях Microsoft Windows чи MacOS. Більшість сучасних ОС є модульними і графічна підсистема у них відділена від ядра (як наприклад у Лінукс, МакОС Х і частково у Віндовс).

Багато операційних систем дозволяють користувачеві встановити будь-який графічний інтерфейс на власний вибір. Типовим прикладом у більшості Юнікс-систем (BSD, Лінукс, Minix) є віконна система Х у поєднанні з графічним менеджером KDE чи Gnome. Для Юнікс-систем графічний інтерфейс не є необхідним.

Графічний інтерфейс користувача невпинно розвивається. Наприклад, інтерфейс Windows модифікується щоразу при випуску нової основної версії, а ГІК MacOS було кардинально змінено після випускуMac OS X у 2001 році.

2. Типи операційних систем

У початковий період розвитку персональних комп'ютерів була створена операційна система USCD p-system. Основу цієї системи складала так звана П-машина - програма, що емулює гіпотетичну універсальну обчислювальну машину. П-машина імітує роботу процесора, пам'яті і зовнішніх пристроїв, виконуючи спеціальні команди, звані П-кодом. Програмні компоненти Пі-системи (у тому числі компілятори) складені на П-коді, прикладні програми також компілюються в П-код. Таким чином, головною відмінною рисою системи є мінімальна залежність від особливостей апаратури ПЕОМ. Саме це забезпечило переносимість Пі-системи на різні типи машин. Компактність П-коду і зручно реалізований механізм підкачки дозволяв виконувати порівняно великі програми на ПЕОМ, що мають невелику оперативну пам'ять.

Однак принциповою особливістю даної системи був переважно інтерпретаційний режим виконання прикладних програм, що спричиняло інтенсивні обміни інформацією між оперативною пам'яттю і зовнішніми накопичувачами. Внаслідок відбувалося істотне уповільнення роботи.

? На переважній більшості IBM-сумісних ПК в нашій країні до 1995 року використовувалася ОС MS DOS, яка створена фірмою Microsoft. Ця ОС стала в 1981 р. базовою системою для комп'ютерів, виробництво яких почала тоді фірма IBM. На думку спеціалістів по системному математичному забезпеченню, MS DOS виглядала достатньо примітивно у порівнянні з ОС великих і міні-ЕОМ, які об'єднують ФС і систему управління в/в. Популярність і довге життя MS DOS можна пояснити тільки її простотою і дешевизною. Розроблено понад 7 версій цієї ОС.

ОС типу DOS стала домінуючою з появою 16-розрядних ПЕОМ, що використовують 16-розрядні мікропроцесори типу 8088 і 8086. З точки зору довголіття жодна операційна система для мікрокомп'ютерів не може навіть наблизитися до DOS. З моменту появи в 1981 році DOS поширилася настільки широко, що завоювала право вважатися самою популярною в світі ОС. Незважаючи на деякі свої недоліки і на те, що більша її частина грунтується на розробках 70-х років, DOS продовжує існувати і поширюватися і понині. Добре це чи погано, вона, ймовірно, буде домінувати на ринку операційних систем протягом найближчого часу. В даний час для DOS розроблений величезний фонд програмного забезпечення. Є транслятори (Транслятор - програма, автоматично перетворює програму на мові програмування в послідовність інструкцій. Різновиди трансляторів - компілятор, інтерпретатор) для практично всіх популярних мов високого рівня, включаючи Бейсік, Паскаль, Фортран, Сі, Модула-2, Лісп, Лого, АПЛ, Форт, Ада, Кобол, ПЛ-1, Пролог, Смолток та ін; причому для більшості мов існує кілька варіантів трансляторів. Є інструментальні засоби для розробки програм в машинних кодах - асемблери, символьні отладчики і ін Ці інструментальні засоби супроводжуються редакторами, компонувальник і іншими сервісними системами, необхідними для розробки складних програм. Крім системного програмного забезпечення для DOS створено безліч прикладних програм.

MS DOS є найбільш широко поширеною операційною системою для персональних комп'ютерів. Число прикладних програм для MS-DOS складає десятки тисяч, Такої великої кількості програм у бистроразвівающейся комп'ютерної сфері ніколи не було. Ця різноманітність програм дозволяє утримувати операційній системі MS DOS провідне положення серед більш прогресивних і потужніших операційних систем. Природно, що ця ОС має свої переваги і недоліки.

Обмеження DOS

Без сумніву, головна відмітна риса обчислювальних систем 90-х років - графічний інтерфейс користувача (graphical user interface, GUI). Прихильники GUI стверджують, що цей орієнтований на безпосереднє візуальне сприйняття оброблюваних об'єктів інтерфейс сильно прискорює роботу з ПК і за рахунок простоти освоєння робить його більш доступним масовому споживачеві.

Більш серйозний недолік - обмеження пам'яті, доступної DOS-програм - 640 К. Насправді DOS може використовувати до 1 Mb ОЗУ, але архітектура IBM PC скорочує доступну пам'ять до 640 К. Є безліч обхідних шляхів - відображається пам'ять, розширена пам'ять, розширювачі DOS, блоки верхньої пам'яті, створювані диспетчерами пам'яті для процесора 80386, але факт залишається фактом: не існує природного способу, що дозволяє прикладним програмам використовувати мегабайти ОЗУ, встановлені на сучасних машинах.

Єдиний надійний спосіб подолати ці бар'єри раз і назавжди - змусити процесор працювати в захищеному режимі. Але ні DOS, ні її прикладні програми не здатні працювати в цьому режимі, тому величезні простору розширеної пам'яті залишаються недоступними для більшості програм.

Кістякова природа DOS приваблює розробників програмного забезпечення. Більшість основних прикладних програм спілкуються з екраном, клавіатурою і принтером в обхід DOS, так як надані нею послуги з організації інтерфейсу з цими та іншими пристроями абсолютно недостатні. DOS, наприклад, не підтримує введення-виведення через послідовний порт за перериваннях. Програмісти витрачають досить багато часу на написання драйверів для сотень різних принтерів і відеоадаптерів. Конфігурації обладнання бувають настільки різноманітними, що важко написати програму, яка працювала б на будь-якому IBM-сумісному комп'ютері. Крім загальної файлової системи DOS тут мало чим може допомогти.

? Задавши тон іншим виробникам ПК IBM PC XT і IBM PC AT, фірма IBM створила нову серію ПК - сімейство PS/2, які виготовляються нею до теперішнього часу. Для цієї серії IBM постачає ОС OS/2, розроблену Microsoft, яка разом з відповідною апаратурою зайняла своє місце серед ряду технологічних платформ. В OS/2 були зразу вирішені питання багатозадачного режиму роботи, а MS DOS може запускатися в ній як одна з задач. Одночасно в OS/2 можуть виконуватися 12 програм, але тільки одна DOS-програма. Більшість користувачів практично не зауважує переходу від MS DOS до OS/2, виявляючи тільки додаткові можливості. В цій ОС можливий також графічний багатовіконний інтерфейс, аналогічний WINDOWS.

ОС Windows - це багатозадачна, багатокористувацька, багато віконна операційна система з графічним інтерфейсом всі обєкти представленіму вигляді значків, піктограм та інших графічних зображень. Особливості ОС Windows:

- Одночасне виконання декількох програм

- Графічний інтерфейс дозволяє розміщувати всі обєкти на екрані з точністю до пікселя

- Основні елементи інтерфейсу стандартизовані, що дозволяє швидке опанування нових програм-додатків

- Принцип точного відображення (WYSIWYG)

- Аналогія з робочим столом: на ньому розміщені різні обєкти для роботи та інструменти роботи - кнопки, меню

- Витискуюча багатозадачність (рішення про переключення процесора з одного процесу (програми) на інший приймає ОС) - Буфер обміну

- Механізм звязування і вкорінювання обєктів OLE: o 1. Вкорінювання - програма, яка використовує вкорінений, тобто створений іншою програмою обєкт, сприймає його як власний. Є можливість редагувати на місці. o 2. Звязуванння - всі зміни оригіналу відбиваються на його копії (Технологія динамічного обміну даними DDE)

- Реалізовано однодокументний SDI-інтерфейс (всередині одного вікна можна відкрити 1 документ) і багатодокументний MDI-інтерфейс (програма може відкривати в своєму вікні декілька інших вікон) - Обєктно-орієнтоване середовище (всі елементи інтерфейсу - обєкти, які мають свої властивості і способи поведінки)

- Можливість роботи у мережі - Технологія Plug and Play (самонастроювання апаратних засобів)

- Підтримка засобів мільтимедіа - Обмін даними між різноманітними програмами Windows.

- Ефективна робота з памяттю (програма має достюп до всього наявного ОЗП)

При завантаженні Windows десь за Їкадром? все-таки присутня операційна система MS-DOS, принаймі, в перші секунди роботи. Це потрібно, щоб не переробляти базову систему BIOS в усіх комп'ютерах. Збереглися і файли msdos.sys та io.sys. Однак перший з них перетворився в файл налагодження, а другий помітно змінився. Найбільше розробники змінили файл command.com. Такі файли, як autoexec.bat і config.sys взагалі ігноруються системою. Замість цих двох файлів в Windows XP є велика база даних, яка називається реєстром. В реєстрі знаходиться вся інформація про апаратне забезпечення комп'ютера, про встановлені на нього програми, користувачі і т.д. Змінилась і ідеологія налагодження системи. В MS-DOS пара файлів конфігурації містила лише кілька рядків інформації, доступ до яких був відкритий всім користувачам. Реєстр Windows XP містить тисячі і навіть десятки тисяч рядків інформації доступ до яких обмежений. Раніше, налагодження декількох рядків файлів autoexec.bat і config.sys було постійним головним болем для початківців. Мільйони людей працюють з Windows XP і навіть не мають поняття, що в системі є реєстр. Він закритий від постійного погляду. Оскільки система має базу даних, що називається реєстром в яку під час роботи заносяться дані, то завершення роботи з Windows має свої особливості. Просте вимкнення живлення не дозволяє грамотно закінчити роботу з реєстром, а це відобразиться на стані важливих системних файлів. Система має спеціальні функції, що Їлікують? помилки, які при цьому виникають, але якщо помилки будуть накопичуватися, то рано чи пізно комп'ютер відмовиться нормально працювати. При цьому в деяких випадках можливо буде необхідно перевстановлювати операційну систему.

? ОС UNIX, була створена спеціалістами Bell Laboratories компанії AT&T. Її прототип появився в 1969 р. для комп'ютерів PDP-7 фірми Digital, потім вона була перенесена на комп'ютери інших типів, а з 1980 р. і на ПК. В 1979 р. на обчислювальній машині VAX була реалізована версія UNIX з можливостями ВП. Сьогодні існує велика кількість реалізацій цієї ОС практично для кожної апаратної платформи, і UNIX стала своєрідним стандартом відкритих систем, забезпечуючи сумісність програмних продуктів, написаних в її середовищі. ОС UNIX домінує на ринку робочих станцій.

? Linux - порівняно молода ОС, що з'явилася на світ в 1991 році. Ядро системи створив Лінус Торвальдс. Популярність Linux почала швидко зростати, тому що на відміну від коду інших ОС вона була цілком відкритою і могла модифікуватися. Більше того, Linux, що задовольняла стандарт ОС UNIX, мала серйозні переваги перед домінуючою на ринку IBM-сумісних комп'ютерів ОС MS-DOS, яка не дозволяла працювати в багатозадачному режимі і не розповсюджувалась на машини з процесором, відмінним від Intel. Нарешті, Linux поширювалася безплатно, тоді як більшість версій того ж UNIX, по своїх можливостях не настільки вже переважали ОС Торвальдса, і коштували дуже дорого.

MeeGo - мобільна операційна система на основі Linux з відкритими кодами. MeeGo націлений на різноманітні апаратні платформи, включаючи ручні комп'ютери і комунікатори, інформаційні системи автомобілів, нетбуки і телевізори зі з'єднанням з мережею[4]. Всі платформи будуть використовувати ядро MeeGo, і різні рівні розширень UX (User eXperience) для кожного типу пристроїв.

Каркас інтерфейсу користувача заснований на Qt, але GTK+ і Clutter будуть включатися для забезпечення сумісності із застосунками Moblin[5]. Залежно від пристрою, застосунки будуть забезпечені системою цифрового розповсюдження

3. Операційні систем для телефонів і планшетів

Сучасні мобільні телефони стає все більш «розумними», недарма ж їх називають смартфонами (в перекладі з англійської smart phone - розумний телефон). Для нормального функціонування таким телефонам потрібна повноцінна операційна система. Найпопулярнішими із них є: Symbian, Android, Windows Mobile, MeeGo та Bada, Windows8 mobile

Отже, OS Symbian - операційна система для мобільних пристроїв. Розроблена однойменним консорціумом, який був заснований ще в червні 98 року, такими компаніями як: Motorola, Nokia, Ericsson і Psion. Далі в консорціумі з'явилися такі фірми як: Sony, Panasonic, Samsung, Fujitsu, Siemens, Sony Ericsson Sanyo і Sharp.

Symbian OS є нічим іншим як продовженням, розробленої компанією Psion, операційної системи EPOC32 для КПК. В даний момент Symbian використовує тільки Nokia. Найбільш популярні версії це Symbian 9.4 (S60 5th Edition) або як ще її називають - Symbian ^ 1 смартфони на цій платформі вже не випускаються, але оновлення для них постійно отримують смартфони. В даний момент випускаються смартфони на платформі Symbian ^ 3 та оновлення до неї Symbian Anna і Symbian Belle.

В останні роки частину системи було переписано з метою оптимізації коду для подальшої роботи на пристроях з обмеженими ресурсами. Розробникам вдалося досягти значної економії пам'яті, покращення кешування коду та, як наслідок, прискорення роботи програм, при знижених вимогах до енерговитрати. З точки зору розробки, виключною особливістю системи є повністю об'єктно-орієнтована архітектура (на рівні API). Починаючи з версій системи 9.х з'явився серйозний механізм захисту - розмежування API відповідно до прав (англ. capabilities) застосунків. Основна мова розробки застосунків - С++, є підтримка Java.

BlackBerry OS - компактна операційна система для мобільних пристроїв з основним набором застосунків. BlackBerry OS працює на ряді пристроїв - смартфони й комунікатори, що випускаються компанією Research In Motion Limited (RIM).

Найсучаснішим мобільним пристроєм компанії RIM є модель BlackBerry Storm 9500 - перший смартфон, обладнаний сенсорним дисплеєм і не має апаратної клавіатури. Апарат отримав широкий набір комунікаційних модулів, включаючи HSDPA, Bluetooth 2.0 і GPS. Також, варто відзначити потужний 624-Мгц процесор і солідні обсяги оперативної та фізичної пам'яті.

На ньому використовується нова версія операційної системи Blackberry OS 4.7.

Була розроблена канадською компанією Research In Motion (RIM) з прицілом на роботу з електронною поштою. У 2011 році ряд пристроїв BlackBerry поповнив планшетний комп'ютер BlackBerry PlayBook, оснащений новою операційною системою BlackBerry Tablet OS, яка базується на ОС QNX. У майбутніх смартфонах RIM сучасна BlackBerry OS також буде замінена на BlackBerry Tablet OS.

Смартфони БлекБеррі завжди орієнтувались на потреби корпоративних клієнтів, пропонуючи найкращий захист персональних даних, бізнес сервіси BIS та BES, а також зручний доступ до електронної пошти (E-mail) та Інтернету

Основна мета цих смартфонів - зробити ведення бізнесу легким, зручним і безпечним. Тому перевагу RIM віддали функціональній фізичній QWERTY клавіатурі, яка присутня майже на всіх БлекБеррі. Сучасні моделі підтримують роботу з документами у форматах Word, PDF, Excel, PowerPoint, ASCII text, HTML, WordPerfect і ZIP. Всі смартфони Блекберрі використовують кодування характеристик за стандартом AES для захисту даних від перехоплення. Завдяки цьому телефони БлекБеррі часто використовують в роботі держорганів. Технологія PUSH-повідомлень спеціально була розроблена для пристроїв BlackBerry, завдяки якій адресат моментально отримуєте всі Е-mail повідомлення, навіть без постійного з'єднання з сервером. Відразу ж після відправлення листа на поштову скриньку користувача оператор мобільного зв'язку сповіщає смартфон про надходження повідомлення, і тільки тоді він з'єднується з сервером, для завантаження пошти.

Windows Phone (кодова назва «Photon») - велике оновлення Windows Mobile, що вийшло 11 жовтня 2010 року.

Дана система є повністю новою, з повністю новим інтерфейсом і - вперше - з інтеграцією сервісів Microsoft Xbox Live і Zune. Презентація системи відбулася в рамках заходу Mobile World Congress, що проходить у Барселоні. «Сьогодні ми з гордістю представляємо світу мобільну платформу нового покоління, - заявив головний виконавчий директор Microsoft Стів Балмер. - Серед безлічі одноманітних телефонів і мобільних пристроїв, представлених на глобальному ринку, наша розробка дійсно буде виділятися. Windows Phone Series стане тим поворотним моментом, який змінить уявлення про мобільний телефон».

Windows Phone має новий домашній екран: тут більше немає статичних іконок - усі вони замінені на так звані «живі елементи» (Live Tiles), які відображають інформацію в режимі реального часу автономно від користувача. Наприклад, можна створити елемент для свого друга. Просто дивлячись на цей елемент, користувач завжди буде знати про всі нові записи в соціальних мережах та опублікованих фотографіях свого знайомого.

Інтерфейс «Metro» повністю переглянутий і візуально схожий на інтерфейс Zune HD. Microsoft переробила початковий екран, використовуються «плитки», які прокручуються по вертикалі і можуть бути налаштовані для швидкого запуску, посилання на контакти або управління, містяться віджети. Windows Phone Series буде мати більш дружнійкористувацький інтерфейс з технологією multi-touch.

Інтерфейс операційної системи включає 6 витягнутих по горизонталі панелей (Hubs), які на екрані мобільного пристрою можна прокручувати ліворуч і праворуч. Панель «Люди» (People) об'єднує всю інформацію, що стосується будь-якої певного людини, в тому числі його записи та коментарі у соціальних мережах, а також фотографії, надаючи централізований доступ до таких мереж як Facebook і Windows Live. Панель «Картинки» (Pictures) об'єднує фотографії та відеозаписи користувача, що зберігаються в пам'яті пристрою, на комп'ютері та в інтернеті, також відкриваючи доступ до фотографій і відеозаписів друзів. Панель «Ігри» (Games) відкриває доступ до аватарів, використовуваним вXbox Live, досягнень, профілів інших гравців і мобільних ігор. «Музика + Відео» (Music + Video): об'єднує мультимедійних контент, що зберігається на комп'ютері користувача, музичні онлайн-сервіси та вбудоване FM-радіо і відкриває доступ до сервісу Zune Social для обміну музикою. Панель Marketplace дозволяє завантажувати застосунки та ігри, а Office забезпечує доступ до Office Mobile, SharePoint і OneNote. Користувачеві надається можливість відкриття, створення і редагування документів.

Всі пристрої, що базуються на Windows Phone Series, повинні будуть мати 3 фізичні кнопки: головне меню, пошук і повернення. Кнопка пошуку буде служити для запуску Bing і працювати в будь-якій програмі. Визначаючи поточне місце розташування користувача, дана функція, в тому числі, дозволить виконувати локальний пошук. Всі пристрої повинні будуть підтримувати мультисенсорних технологію (розпізнавання максимум 4 дотиків одночасно), володіти GPS-приймачем, FM-радіо, екраном високої роздільної здатності, акселерометром і камерою з роздільною здатністю не менше 5 МП. Крім того, випускаючи пристрої на базі Windows Phone Series, виробники більше не зможуть накладати власні графічні оболонки - інтерфейс системи повинен бути один і легко дізнаватися незалежно від марки. Проте, за виробниками зберігається можливість кастомізації інтерфейсу, відключення деяких функцій і широкий вибір на апаратних характеристиках, включаючи додавання графічних прискорювачів. Серед іншого, у найближчому майбутньому підтверджена поява функції копіювання, вирізання та вставки, повноцінної багатозадачності для сторонніх програм та Adobe Flash. Microsoft планує додати функції копіювання, вирізання та вставки оновленням, яке плануєтья випустити «на початку 2011». Наразі обмежена багатозадачність для сторонніх програм реалізована у вигляді технології Tombstoning, аналогічної до Push Notifications в iOS. При цьому система дозволяє одночасний запуск не більше 15 сторонніх програм з підтримкою push-повідомлень.

Windows Phone підтримує розширення пам'яті за допомогою флеш-карт SD, але при цьому не підтримується «гаряча» зміна карт пам'яті. Заміна карти пам'яті вимагає процедури скидання налаштувань пристрою до заводських. У Windows Phone відсутня можливість під'єднання до прихованих безпровідних точок доступу (Wi-Fi), точок доступу зі статичною IP-адресою, використання пристрою в якості модему комп'ютера, відеозв'язок, VoIP-телефонія, доступ до пристрою в режимі USB-диску. Відсутні також такі функції як спільна скринька електронної пошти, пошук по пристрою, покрокова навігація, системний менеджер файлів передача файлів за допомогою Bluetooth, USSD-запити та можливість встановлення визначених користувачем рінгтонів. Пристрої з Windows Phone можуть синхронізуватися в мережі лише за допомогою Exchange ActiveSync. При цьому відсутня синхронізація Exchange ActiveSync за допомогою кабелю або кредлу.

Серед корпоративних функцій, Windows Phone не містить підтримки захищених документів Microsoft Office безпечних протоколів IPsec шифрування пристрою надійних паролів та сокетів.В той час, як старші пристрої під управлінням Windows Mobile мали підтримку повного обсягу політик Microsoft Exchange Server, у Windows Phone можливості Exchange обмежені. У програмі The Calendar відсутній тижневий вигляд Список останніх телефонних викликів тепер єдиний, без можливості відфільтрувати вхідні, вихідні та пропущені виклики.

iOS (відома як iPhone OS до червня 2010 року) - це власницька мобільна операційна система від Apple. Розроблена спочатку для iPhone, вона стала операційною системою також для iPod Touch, iPad і Apple TV. Apple не дозволяє роботу ОС на мобільних телефонах інших фірм.

iOS є похідною від OS X, отже, є за своєю природою Unix-подібною операційною системою.

Користувацький інтерфейс iOS заснований на концепції прямої маніпуляції з використанням жестів Multi-Touch. Елементи інтерфейсу управління складаються з повзунків, перемикачів і кнопок. Він призначений для безпосереднього контакту користувача з екраном пристрою. Внутрішній акселерометр використовуються деякими програмами для реагування на струшування пристрою, яке є також загальною командою скасування, або обертати пристрій у трьох вимірах, що є загальною командою перемикання між книжковим та альбомним режимами.

Домашній екран з іконками програм, і дока в нижній частині екрана, де користувачі можуть пов'язують найбільш часто використовувані програми, представляється щоразу, коли пристрій увімкнений або натискається кнопка Home. Екран має статус-бар у верхній частині екрану для відображення даних, таких як: час, рівень заряду батареї, сили сигналу, стан інтернет-з'єднання та блютузу тощо.

З iOS 4 була введена проста Файлова система. Якщо іконки знаходяться в «режимі погойдування», будь-які дві можна перетягувати одну на одну, щоб створити теку, і з тих пір, будь-яку іншу можна додавати у теку з використанням тих же процедур (максимально може бути 12 іконок на iPhone і IPod і 20 на iPAD). Назву теки автоматично вибирається за типом програм усередині, але ім'я може також бути змінене користувачем.

iPhone екран містить ці стандартні «програми». Деякі з цих програм за замовчуванням приховані і доступні користувачеві через програму налаштування або іншим методом. (Наприклад, Nike + iPod активується через налаштування, а AirPrint активується, коли користувач друкує файл.

Android - операційна система і платформа для мобільних телефонів та планшетних комп'ютерів, створена компанією Google на базі ядра Linux. Підтримується альянсом Open Handset Alliance (OHA).

Хоча Android базується на ядрі Linux, він стоїть дещо осторонь Linux-спільноти та Linux-інфраструктури. Базовим елементом цієї операційної системи є реалізація Dalvik віртуальної машини Java, і все програмне забезпечення і застосування спираються на цю реалізацію Java.

У 2010 році Google запустила серію Nexus - лінійку смартфонів і планшетів під управлінням операційної системи Android, яку виробляє один з партнерів компанії. HTC була першою компанією, яку Google обрала для випуску першого смартфону лінійки Nexus - Nexus One. Наступні пристрої серії Nexus - Nexus S і Galaxy Nexus - випустила компанія Samsung у кінці 2010 та 2011 роках відповідно. У 2012 році серія була оновлена новими пристроями: смартфоном Nexus 4 і планшетом Nexus 10, зроблених LG і Samsung відповідно. У пристроях серії Nexus Google втілює свої флагманські Android-пристрої, демонструючи в них останні версії програмного забезпечення Android і апаратні функції.

Nexus 7 другого покоління - це перший планшет з операційною системою Android 4.3. Одним з нововведень, реалізованих у даній версії, є можливість створення декількох профілів користувачів з різними правами доступу, наприклад, щоб запобігти доступу дітей до небажаного контенту. Крім того, Android 4.3 підтримує стандарт Bluetooth Smart, націлений на розширення традиційної сфери застосування бездротового інтерфейсу Bluetooth.

Платформа легко пристосовується для використання VGA, бібліотек двовимірної і тривимірної графіки, розроблених на основі OpenGL ES 1.0-3.1 специфікації, традиційних інструментаріїв для смартфонів.

SQLite для структурованих даних

Android підтримує багато технологій, що забезпечують зв'язок, у тому числі: GSM, Bluetooth, EDGE, 3G та WiFi

Для обміну повідомленнями доступні як SMS, так і MMS сервіси, у тому числі й потокові повідомлення.

На Android доступний веб-браузер, розроблений на основі WebKit application framework

Програми, написані на Java, можна скомпілювати в Dalvik байткод і виконувати на Dalvik virtual machine, яка являє собою розроблену спеціально для використання на мобільних пристроях віртуальну машину, незважаючи на те, що не є стандартною Java Virtual Machine.

Android підтримує такі формати для аудіо/відео даних та зображень: MPEG-4, H.264, MP3, та AAC, AMR, JPG, PNG, GIF

Android підтримує відеокамери, фотоапарати, дотикові екрани, GPS, компаcи, акселерометри, та прискорювачі 3D графіки

Містить емулятор, засоби відлагодження, профілювання пам'яті та швидкодії, плагін для Eclipse IDE. Також доступні плагіни для Intellij IDEA та NetBeans.



Література

1. Вільям Столлінгс. Операційні 2004.

2. Гордєєв Олександр. Операційні системи: Підручник для вузів.

Размещено на Allbest.ru

...