Классификация операционных систем

–   разделения времени – системы, которые обеспечивают одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;

–   реального времени – системы, которые обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя при управлении им внешними событиями, процессами или объектами по отношению к ЭВМ.

4. Классификация операционных систем по числу одновременно работающих пользователей:

–   однопользовательские операционные системы – системы, которые поддерживают работу только одного пользователя (MS-DOS, Windows 3.x);

–   многопользовательские операционные системы – системы, которые поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами (Windows NT, Unix).

Наиболее существенное отличие  между этими операционными системами  заключается в наличии у многопользовательских  систем механизмов защиты персональных данных каждого пользователя.

5. Классификация операционных систем по разрядности кода:

–   8-разрядные;

–   16-разрядные;

–   32-разрядные;

–   64-разрядные.

Разрядность показывает, какую разрядность внутренней шины данных центрального процессора способна поддержать операционная система, и определяет программы, с которыми она будет работать. Все современные операционные системы поддерживают 32-разрядный интерфейс прикладных программ. Разрядность кода интерфейса прикладных программ имеет непосредственное отношение к адресному пространству оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Адресное пространство памяти – это область адресов памяти, распределяющейся между операционной системой и данными; между видеопамятью, памятьюBIOS, блоком информации запрещенного режима работы и т. д. Операционная система может поддерживать два режима работы центрального процессора: реальный и защищенный. В реальном режиме работы процессора, характерном для MS-DOS, все программы и данные располагаются в одной области оперативной памяти, т. е. пользователь может войти в системную программу и случайно испортить ее. Защищенный режим работы процессора поддерживается 32-разрядными операционными системами и позволяет хранить программы и данные отдельно в соответствии с их важностью в системе.

6. Классификация операционных систем по количеству поддерживаемых процессоров:

–   однопроцессорные;

–   многопроцессорные.

До недавнего времени  вычислительные системы имели один центральный процессор. В результате требований к повышению производительности появились многопроцессорные системы, состоящие из двух и более процессоров  общего назначения, осуществляющих параллельное выполнение команд. Данный способ увеличения мощности компьютеров заключается  в соединении нескольких центральных  процессоров в одной системе. В зависимости от вида соединения процессоров и разделения работы такие системы называютсяпараллельными компьютерами, мультикомпьютерами или многопроцессорными системами. Для них требуются специальные операционные системы, но часто они представляют собой варианты серверных операционных систем со специальными возможностями связи.

Поддержка мультипроцессирования  является важным свойством операционных систем и приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. Многопроцессорная  обработка реализована в операционных системах: Linux, Solaris, Windows NT и др. Многопроцессорные операционные системы подразделяются:

–   на симметричные – на каждом процессоре функционирует одно и то же ядро и задача может быть выполнена на любом процессоре, т. е. обработка полностью децентрализована, при этом каждому из процессоров доступна вся память;

–   асимметричные – системы, в которых процессоры неравноправны, обычно существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.

7. Классификация операционных систем по типу доступа пользователя к ЭВМ:

–    операционные системы пакетной обработки – из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности;

–   операционные системы разделения времени – системы, , обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;

–    операционные системы реального времени – системы, которые обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами.

8. Классификация операционных систем по типу использования ресурсов.

8.1. Стандартные операционные системы (операционные системы общего назначения) – используются для реализации следующих задач:

–   управления аппаратными средствами компьютера;

–   создания рабочей среды и интерфейса пользователя;

–   выполнения команд пользователя и программных инструкций;

–   организации ввода-вывода;

–   хранения и управления файлами и данными.

Наиболее известными стандартными операционными системами являются MS-DOS, MS-Windows 95-98, Windows-2000, Professional, MS-Windows Nt, Ibm OS /2, At&T, Unix.

8.2. Сетевые операционные системы – системы, предназначеные для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, которые предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также сервисные возможности по использованию сетевых ресурсов. Сетевые операционные системы подразделяются на следующие типы:

–   одноранговые операционные системы, которые могут устанавливаться на любой рабочей станции и использоваться самостоятельно в виде отдельных программных средств, либо входить в состав пакетов, другую половину которых представляют программы, обслуживающие мощные компьютеры управления сетями – серверы, например: OS/2, Windows Nt Workstation;

–   серверные операционные системы, которые отличаются большей сложностью и мощностью, полностью заменяют собой стандартную операционную систему и состоят из 2 частей, одна из которых расположена на сервере, другая – на рабочих станциях.

К числу серверных операционных систем с высокой производительностью  и широкими сетевыми возможностями  относятся: Windows NT Server Novell Net Ware, OS/2 SMP и др. Операционная системаWindows 2000 Server базируется на платформе Windows NT Server, в отличие от которой имеет более высокую производительность и надежность. В состав семейства входят Windows 2000 Server для рабочих групп,Windows 2000 Advanced Server для приложений и более надежных серверов, Windows 2000 Data Saved Serverили Windows 2000 Data Centered Server для наиболее ответственных систем обработки данных.

9. Классификация операционных систем по типу используемого интерфейса:

–   текстовые – операционные системы, основанные на интерфейсе командной строки, например: OS/360, CP/M, первые версии MS-DOS и UNIX;

–   поддерживающие графический интерфейс, например, семейства операционных систем Microsoft Windows.

10. Классификация по семействам операционных систем. Часто можно проследить преемственность между различными операционными системами, необязательно разработанными одной компанией. Преемственность обусловлена требованиями совместимости или переносимости прикладного программного обеспечения и заимствованием отдельных удачных концепций. На основании преемственности можно выстроить генеалогические деревья операционных систем и объединить их в семейства. Можно выделить минимум три семейства ныне эксплуатирующихся операционных систем и несколько вымерших или близких к тому:

–   системы для больших компьютеров фирмы IBM: OS/390, z/OS и IBM VM;

–   семейство Unix обширное, постоянно развивающееся, выделяют три рода: Unix System V Release 4.x: Sunsoft Solans, SCO UnixWare; Berkeley Software Distribution Unix: BSDI, FreeBSD; Linux;

–   семейство прямых и косвенных потомков Control Program/Monitor (СР/М) фирмы Digital Research; в этом семействе выделяют широко известное подсемейство \sisname{Win 32}-платформ;

–   семейство практически вымершее, но оставившее в наследство ряд важных и интересных концепций: операционные системы для мини- и микрокомпьютеров фирмы DEC: RT-11, RSX-11 и VAX/VMS;

–   семейства операционных систем Windows, в настоящее время существует несколько различающихся направлений в семействе:

·  Windows NT/2000;

·  Windows XP;

·  Windows 2003 Server.

Каждое направление состоит  из некоторого числа модификаций  версий Windows, что позволяет выделить две области применения:

–   версии персональные, такие как Windows XP Home Edition;

–   версии для рабочих станций сетей, Windows 2000 Professional, Windows XP Professional;

–   версии для серверов сетей, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server, Windows 2000 Datacenter Server, Windows 2003 Server.

Среди общего числа версий Windows есть преемники принципиально нового направления, технологии NT(New Technology, разрабатываемой Microsoft с 1989 г.). К операционным системам технологии NTпредъявляется ряд повышенных требований, в сравнении с потребительскими версиями Windows: поддержка многопроцессорных систем, вытесняющая многозадачность, работа с виртуальной памятью, защищенная файловая система и др. К ним относятся все версии операционных систем Windows 2000 и Windows XP. Системные файлы этих модификаций одинаковы, как и ядро операционных систем. Они различаются между собой по числу поддерживаемых процессоров, объему поддерживаемой физической памяти, одновременному числу сетевых подключений и наличием дополнительных сетевых сервисов.

В сравнении с предыдущими  версиями (Windows 95/98/ME), у операционных систем технологии NT имеется ряд существенных отличий:

–   повышение надежности работы ядра системы и исключение возможности зависания операционной системы из-за зависания или некорректной работы пользовательской программы;

–   возможность использования не только файловых систем из предыдущих версий Windows: FAT16 и FAT32, но и более безопасной и надежной файловой системы NTFS (NT File System);

–   NTFS повышает безопасность компьютера, так как допускает защиту данных (файлов и папок) путем их шифрования и возможности установки запрета на доступ к ним, кроме этого, обеспечивает более высокую степень сжатия информации и полную поддержку разделов и файлов большого размера;

–   на одном компьютере можно запускать не только версии Windows 2000/XP, но и более ранние версииWindows 95/98/МЕ, для чего используется конфигурация с двойной загрузкой, где можно выбрать требуемую операционную систему в данном сеансе работы.

Выбор типа операционной системы  часто представляет собой сложную  задачу. Некоторые приложения накладывают  жесткие требования, которым удовлетворяет  только небольшое количество систем. Например, задачи управления промышленным или исследовательским оборудованием  в режиме жесткого реального времени  вынуждают делать выбор между  специализированными операционными  системами реального времени  и некоторыми операционными системами  общего назначения, такими как Unix System V Release 4. Хотя Unix SVR4 теоретически способна обеспечивать гарантированное время реакции, системы этого семейства имеют ряд недостатков с точки зрения задач реального времени, поэтому чаще всего предпочтительными оказываются специализированные операционные системы (QNX, VxWorks, OS-9 и пр.). Другие приложения, например серверы баз данных, требуют высокой надежности и производительности, что отсекает системы класса ДОС иMS-Windows.

Некоторые задачи, такие  как автоматизация конторской работы в небольших организациях, не предъявляют высоких требований к надежности, производительности и времени реакции системы, поэтому можно выбирать между различными ДОС, MS-Windows, Mac OS и другими операционными системами общего назначения. При этом технические параметры системы перестают иметь значимость, так как основополагающую роль играют другие факторы.

Основы алгоритмизации и программирование

 

Алгоритм и его  свойства

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных  данных к исходному результату. 
 
Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма

Для записи алгоритма  решения задачи применяются следующие  изобразительные способы их представления:

·  Словесно- формульное описание

·  Блок-схема (схема графических символов)

·  Алгоритмические языки

·  Операторные схемы

·  Псевдокод

Для записи алгоритма  существует общая методика:

·  Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.