Классификация операционных систем

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЛАСТНОЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине: «Математика и информатика»

Тема: «Классификация операционных систем»

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 2 курса, группы 26 нит-ф Филева К.

Преподаватель:

Доц.Кринов С.Н.

 

 

 

Москва, 2012 г.

Содержание

Введение           3

1. Виды операционных систем       5

     1.1. Операционные системы мэйнфреймов    5

     1.2. Серверные операционные системы     6

     1.3. Многопроцессорные операционные системы   6

     1.4. Операционные системы для персональных компьютеров 6

     1.5. Операционные системы реального времени   7

     1.6. Встроенные операционные системы    7

     1.7. Операционные системы для смарт-карт    7

2. Примеры операционных систем. Краткое описание   8

     2.1. Операционная система OS/390     8

     2.2. Операционная система UNIX      10

     2.3. Операционная система Windows 2000    11

     2.4. Операционная система Linux      13

     2.5.  Операционная система QNX      14

     2.6. Операционная система PalmOS     15

Заключение          18

Список литературы         19

 

 

 

 

 

 

Введение

Как известно, процесс  проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться  и углубляться. Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной

вычислительной  техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций, С одной стороны, информационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более дальнейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Компьютеры и информационные системы становятся все более понятными для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным, прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения — через операционную систему.

Операционная  система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся приложений, и для пользователей. Программы пользователей, да и многие служебные программы запрашивают у операционной системы выполнение тех операций, которые достаточно часто встречаются практически в любой программе. К таким операциям, прежде всего, относятся операции ввода-вывода, запуск или остановка какой-нибудь программы, получение дополнительного блока памяти или его освобождение

и многие другие. Подобные операции невыгодно каждый раз программировать заново и  непосредственно размещать в  виде двоичного кода в теле программы, их удобнее собрать вместе и предоставлять для выполнения по запросу из программ. Это и есть одна из важнейших функций

операционных  систем. Прикладные программы, да и  многие системные обрабатывающие программы (такие, например, как системы программирования или системы управления базами данных), не имеют непосредственного доступа к аппаратуре компьютера, а взаимодействуют с ней только через обращения к операционной системе. Пользователи также путем ввода команд операционной системы или выбором возможных действий, предлагаемых системой, взаимодействуют с компьютером и своими программами. Такое взаимодействие осуществляется исключительно через операционную систему. Помимо выполнения этой важнейшей функции операционные системы отвечают за эффективное распределение вычислительных ресурсов и организацию надежных вычислений.

Знание основ  организации операционных систем и  принципов их функционирования позволяет  использовать компьютеры более эффективно. Глубокое изучение операционных систем позволяет применить эти знания, прежде всего при создании программного обеспечения. Если, к большому сожалению, в нашей стране в последние годы практически не создаются новые операционные системы, то разработки сложных информационных систем, комплексов программ и отдельных приложений, предназначенных для работы в широко распространенных операционных системах, ведутся достаточно интенсивно, причем большим числом организаций. И здесь знание операционных систем, принципов их функционирования, методов организации вычислений является не только желательным, но обязательным.

Знания основных принципов организации вычислительных процессов,

понимание проблем, которые при этом возникают, и  методов их решения позволяют  обдуманно подходить к использованию  компьютера, предусмотреть и предотвратить нежелательные явления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды операционных систем

Развитие компьютеров  привело к появлению огромного  количества различных операционных систем, далеко не все из которых  широко известны. В этом разделе  кратко рассмотрим семь из них.

1.1. Операционные системы мэйнфреймов

На самом  верхнем уровне находятся операционные системы для мэйнфреймов. Эти  компьютеры размером с комнату все  еще можно встретить в центрах  данных больших корпораций. Мэйнфреймы отличаются от персональных компьютеров  по своим возможностям ввода-вывода. Довольно часто встречаются мэйнфреймы с тысячью дисков и терабайтами данных, а персональный компьютер с такими параметрами показался бы действительно необычным. Мэйнфреймы как бы возвращаются в виде мощных web-серверов, серверов для крупномасштабных электронно-коммерческих сайтов и серверов для транзакций в бизнесе.

Операционные  системы для мэйнфреймов в  основном ориентированы на обработку  множества одновременных заданий, большинству из которых требуется  огромное количество операций ввода-вывода. Обычно они предлагают три вида обслуживания: пакетную обработку, обработку транзакций (групповые операции) и разделение времени. Пакетная обработка представляет собой систему, выполняющую стандартные задания без присутствия пользователей, работающих в интерактивном режиме. Обработка исков в страховых компаниях или составление отчетов о продажах для цепи магазинов — это типичные задания, обрабатываемые в пакетном режиме. Системы обработки транзакций управляют очень большим количеством маленьких запросов, например, контролируют процесс работы в банке или бронирование авиабилетов. Каждый отдельный запрос невелик, но система должна отвечать на сотни или тысячи запросов в секунду. Системы, работающие в режиме разделения времени, позволяют множеству удаленных

пользователей одновременно выполнять свои задания  на одной машине. Хорошим примером является работа с большой базой  данных. Все эти функции тесно  связаны между собой, и зачастую операционная система мэйнфрейма выполняет  их все. Примером операционной системы для мэйнфрейма является OS/390, произошедшая от OS/360.

 

 

1.2. Серверные операционные системы

Уровнем ниже находятся  серверные операционные системы. Они  работают на серверах, которые представляют собой или очень большие персональные компьютеры, или рабочие станции, или даже мэйнфреймы. Они одновременно обслуживают множество пользователей и позволяют им делить между собой программные и аппаратные ресурсы. Серверы предоставляют возможность работы с печатающими устройствами, файлами или Интернетом. Интернет-провайдеры обычно запускают в работу несколько серверов для того, чтобы поддерживать одновременный доступ к сети множества клиентов. На серверах хранятся страницы web-сайтов и обрабатываются входящие запросы. UNIX и Windows 2000 являются типичными серверными операционными системами. Теперь в этих целях стала использоваться и операционная система Linux.

1.3. Многопроцессорные операционные системы

Все более часто  применяемый способ увеличения мощности компьютеров заключается в соединении нескольких центральных процессоров в одной системе. В зависимости от вида соединения процессоров и разделения работы такие системы называются параллельными компьютерами, мультикомпьютерами или многопроцессорными системами. Для них требуются специальные операционные системы, но зачастую такие операционные системы представляют собой варианты серверных операционных систем со специальными возможностями связи.

 

1.4. Операционные системы для персональных компьютеров

Данную категорию  составляют операционные системы для персональных компьютеров. Их работа заключается в предоставлении удобного интерфейса для одного пользователя. Такие системы широко используются для работы с текстом, электронными таблицами и доступа к Интернету. Наиболее яркие примеры — это Windows 98, Windows 2000, операционная система компьютера Macintosh и Linux. Операционные системы для персональных компьютеров настолько хорошо известны, что вряд ли необходимо представлять здесь их краткий обзор. На самом деле множество людей даже не имеет понятия о существовании других видов операционных систем, кроме той, которой они пользуются.

 

1.5. Операционные системы реального времени

Еще один вид  операционной системы — это системы  реального времени. Главным параметром таких систем является время. Например, в системах управления производством компьютеры, работающие в режиме реального времени, собирают данные о промышленном процессе и используют их для управления машинами на фабрике. Часто такие процессы должны удовлетворять жестким временным требованиям. Так, если автомобиль передвигается по конвейеру, то каждое действие должно быть осуществлено в строго определенный момент времени. Если сварочный робот сварит шов слишком рано или слишком поздно, то нанесет непоправимый вред машине. Если некоторое действие должно произойти в конкретный момент времени (или внутри заданного диапазона времени), мы имеем дело с жесткой системой реального времени.

Существует  и другой вид: гибкая система реального  времени, в которой допустимы  случающиеся время от времени  пропуски сроков выполнения операции. В эту категорию попадают цифровое аудио и мультимедийные системы. Системы VxWorks и QNX являются хорошо

известными  операционными системами реального  времени.

1.6. Встроенные операционные системы

Продолжая двигаться  от огромных систем ко все меньшим, мы добрались до «карманных» компьютеров и встроенных систем. Карманный компьютер или PDA (Personal Digital Assistant — персональный цифровой помощник) — это маленький компьютер, помещающийся в кармане брюк, выполняющий небольшой набор функций (телефонной записной книжки и блокнота). Встроенные системы, управляющие действиями устройств, работают на машинах, обычно не считающихся компьютерами, например в телевизорах, микроволновых печах и мобильных телефонах. Они часто обладают теми же самыми характеристиками, что и системы реального времени, но при этом имеют особый размер, память и ограничения мощности, что выделяет их в отдельный класс. Примерами таких операционных систем являются PalmOS и Windows CE (Consumer Electronics — бытовая техника).

1.7. Операционные системы для смарт-карт

Самые маленькие  операционные системы работают на смарт-картах, представляющих собой устройство размером с кредитную карту, содержащее центральный  процессор. На такие операционные системы  накладываются крайне жесткие ограничения по мощности процессора и памяти. Некоторые из них могут управлять только одной операцией, например электронным платежом, но другие операционные системы на тех же самых смарт-картах выполняют сложные функции. Зачастую они являются патентованными системами.

Некоторые смарт-карты  являются Java-ориентированными. Это  означает, что ПЗУ (постоянная память, по-английски она называется ROM, Read Only Memory — память только для чтения) смарт-карт содержит интерпретатор  виртуальной машины Java (JVM, Java Virtual Machine).

Апплеты Java (маленькие  программы) загружаются на карту  и выполняются JVM-интерпретатором. Некоторые  из таких карт могут одновременно управлять несколькими апплетами Java, что приводит к многозадачности  и необходимости планирования. Из-за одновременной работы двух и более программ возникает необходимость в управлении ресурсами и защитой. Соответственно, все эти задачи выполняет обычно крайне примитивная операционная система, находящаяся на смарт-карте.

 

2. Примеры  операционных систем. Краткое описание

2.1. Операционная  система OS/390

Появление OS/390 в 1995 году означало коренное изменение  принципов построения архитектуры  операционной системы по сравнению  с предшествующими версиями. MVS/ESA SP рассматривалась как совокупность программных продуктов (компонентов), каждый из которых распространялся, устанавливался и обслуживался отдельно от других. К тому же продукты имели различные циклы обновления версий, что не только вызывало проблемы при сопровождении системы, но и снижало общий уровень надежности ее работы.

В основу OS/390 легла  концепция интеграции всех ее компонентов, которые, во-первых, разрабатываются  и тестируются как единый программный  комплекс и, во-вторых, поставляются покупателям  в виде единого пакета. Все множество  компонентов системы делится на две категории - базовые и опциональные. Базовые компоненты (base elements) обеспечивают поддержку основных системных функций и являются обязательными в любой конфигурации OS/390. Дополнительные возможности системы представлены в виде опциональных компонентов (optional features), необходимость присутствия которых в той или иной конфигурации определяется заказчиком. Таким образом, при планировании закупки OS/390 существует возможность оплатить только необходимые компоненты в составе пакета (все базовые и некоторые опциональные), потеряв, таким образом, возможность использовать остальные. Однако в дальнейшем при необходимости можно активизировать отключенные опциональные компоненты, оплатив заказ и выполнив предусмотренную IBM стандартную процедуру "динамического включения" (dynamic enablement).