Поколения ОС

 

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная  школа №7 
 
 
 
 
 

Реферат по информатике 

на тему «Поколения ОС» 
 
 
 
 
 
 

                                          Автор: Шалатова Оля,

     уч-ца 10-а класса 
 
 
 
 
 
 

Г.Сухой  Лог

2010

Содержание

• Введение:
• Актуальность
• Цель
• Задачи
• Объект или предмет исследования
• Основное содержание:
• Операционная система:
• Функции операционной системы
• Понятие операционной системы
• Ядро операционной системы
• Эволюция ОС и основные идеи:
• UNIX, стандартизация ОС и POSIX
• Пост – UNIX – архитектуры ОС
• Заключение
• Использованная литература

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Актуальность

     Я считаю, что данная работа актуальна, так как тема «Поколения операционных систем» является одной из основных в изучении информатики.  В связи  с тем, что школе бывает не достаточно часов, проводимых уроков, то, по моему мнению, будет очень интересно самостоятельно  рассмотреть материал, предложенный как в учебном пособии, так и в дополнительных источниках. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Цель

      Изучить историю развития операционных систем. Получить дополнительные знания. Проанализировать полученный результат. Сделать вывод. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задачи

• Изучение пособий по информатике
• Поиск информации в других источниках (Интернет, справочники и т.д)
• Анализ полученной информации

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Объект  или предмет исследования

     Поколения операционных систем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Операционная  система

      Операционная  система - комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных ОС общего назначения.

     В логической структуре типичной вычислительной системы ОС занимает положение между  устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

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

     В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной частью системного программного обеспечения. С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами являются ОС семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Функции операционной системы

Основные  функции:

• Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (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
• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
• Управление доступом к данным на энергонезависимых, организованным в той или иной файловой системе.
• Обеспечение пользовательского интерфейса.
• Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.

Дополнительные  функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач.
• Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
• Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
• Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
• Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа

 
 
 
 
 

Понятие операционной системы

     Существуют  две группы определений ОС: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны ОС.

     Есть  приложения вычислительной техники, для  которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев это UNIX-подобные системы.

ОС  нужны, если:

• вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
• различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
• между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
• необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);
• наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).

   Таким образом, современные универсальные  ОС можно охарактеризовать, прежде всего, как:

• использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
• многопользовательские (с разделением полномочий),
• многозадачные (с разделением времени).

   Многозадачность и распределение полномочий требуют  определённой иерархии привилегий компонентов  самой ОС. В составе ОС различают  три группы компонентов:

• ядро, содержащее планировщик
• драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием
• сетевая подсистема, файловая система
• системные библиотеки
• оболочка с утилитами

   Большинство программ, как системных (входящих в  ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

   В определении  состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Ядро  операционной системы

   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.

   Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой  наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым  для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым  процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

   Описанная задача может различаться в зависимости  от типа архитектуры ядра и способа  её реализации.

Объекты ядра ОС:

• Процессы
• Файлы
• События
• Потоки
• Семафоры
• Мьютексы
• Каналы
• Файлы, проецируемые в память

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Эволюция  операционных систем и основные идеи

Первый  период (1945 -1955)

     Известно, что компьютер был изобретен  английским математиком Чарльзом Бэбиджем в конце восемнадцатого века. Его "аналитическая машина" так и не смогла по-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям по изготовлению деталей точной механики, которые были необходимы для вычислительной техники. Известно также, что этот компьютер не имел операционной системы.

     Некоторый прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после второй мировой войны. В середине 40-х  были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В то время одна и  та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Второй  период (1955 - 1965)

     С середины 50-х годов начался новый  период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы - полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Именно в этот период произошло разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационников и разработчиков вычислительных машин.