Особенности методов  построения 

 При описании  операционной системы часто указываются  особенности ее структурной организации  и основные концепции, положенные  в ее основу.  

 К таким  базовым концепциям относятся: 

Способы построения ядра системы - монолитное ядро или  микроядерный подход. Большинство ОС использует монолитное ядро, которое  компонуется как одна программа, работающая в привилегированном  режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода  дает возможность использовать все  его достоинства, хорошо зарекомендовавшие  себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных  решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в  рамках одной ОС одновременно выполнять  приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы.

Распределенная  организация операционной системы  позволяет упростить работу пользователей  и программистов в сетевых  средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб. 

     Операционная  система, (сокращенно ОС) — 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.

     В составе ОС различают 3 группы компонентов:

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

     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).

     Функции операционных систем (основные):

1. Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;
2. Стандартизированный доступ к периферийным устройствам;
3. Управление оперативной памятью;
4. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях;
5. Пользовательский интерфейс;
6. Сетевые операции
7. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность)

          8. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная

синхронизация

          9.Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (авторизация, аутентификация)

     Основные  классификации операционных систем

 

     Операционные  системы могут различаться особенностями  реализаций внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, устройствами, памятью), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

     Существует  несколько классификаций операционных систем, в которых выделяют определенные критерии, отражающие разные существенные характеристики систем, рассмотрим наиболее часто встречающиеся:

     По  назначению

1. Системы общего назначения.

     Подразумевает ОС, предназначенные для решения  широкого круга задач, включая запуск различных приложений, разработку и  отладку программ, работу с сетью и мультимедиа.

2. Системы реального времени.

     Предназначены для работы в контуре управления объектами.

3. Прочие специализированные системы.

     Это различные ОС, ориентированные, прежде всего на эффективное решение  определенного класса, с большим  или меньшим ущербом для прочих задач

     По  характеру взаимодействия с пользователем

1. Пакетные ОС, обрабатывающие заранее подготовленные задания
2. Диалоговые ОС, выполняющие задания пользователя в интерактивном режиме
3. ОС с графическим интерфейсом
4. Встроенные ОС, не взаимодействующие с пользователем

     По  числу одновременного выполнения задач

1. Однозадачные ОС.

     В таких систем ах в каждый момент времени может существовать не более  чем один пользовательский процесс. Однако, одновременно с этим, могут  работать системные процессы

2. Многозадачные ОС.

     Они обеспечивают параллельное выполнение некоторых пользовательских процессов. Реализация многозадачности требует  значительного усложнения алгоритмов и структур данных, используемых в  системе.

     По  числу одновременных пользователей

1. Однопользовательские ОС.

     Для них характерен полный пользовательский доступ к ресурсам. Подобные системы  приемлемы в основном на изолированных  компьютерах.

2. Многопользовательские ОС.

     Их  важной компонентой являются средства защиты данных и процессов каждого  пользователя, основанные на понятии владельца ресурса и на точном указании прав доступа, предоставленных каждому пользователю системы.

     По  аппаратурной основе

1. Однопроцессорные ОС.
2. Многопроцессорные ОС.

     В задачи такой системы входит эффективное  распределение выполняемых заданий по процессорам и организация согласованной работы всех процессоров.

3. Сетевые ОС.

     Они включают возможность доступа к  другим компьютерам локальной сети, работы с файловыми и другими  серверами.

4. Распределенные ОС.

     Распределенная  система, используя ресурсы локальной сети, представляет их пользователю как единую систему, не разделенную на отдельные машины.

     По  способу построения

1. Микроядерные
2. Монолитные

     Классификация операционных систем по семействам

     Операционные  системы семейства OS/2

 

     OS/2 – семейство многозадачных операционных систем с графическим интерфейсом, есть версии для многопроцессорных машин. OS/2 создавалась для собственных нужд и задач фирмы IMB. OS/2 использовалась IMB в качестве основы некоторого числа программных решений, таких как комментаторские системы олимпийских игр, программное обеспечение для банков. Под нее практически не существует программного обеспечения.

     Поддержка OS/2 до последнего времени осуществлялась выпуском версий OS/2 безо всяких кардинальных изменений и улучшений.

     Исторически сложилось такая ситуация, что  в данный момент эта ОС на рынке программного обеспечения мало распространена. Существует несколько версий ОС OS/2 Warp Server, являющихся операционными системами для серверов.

     В рамках проекта Core/2 существуют два действующих направления по развитию OS/2:

• OS/4 - создание современного ядра методом реверс-инижиринга и полного переписывания кода на основе существующих ядер.
• osFree – создание всей операционной системы «с нуля» на основе современных микроядерных технологий и активного использования Open Source наработок.

     Операционные  системы семейства UNIX

 

     Первая  система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Все ОС, относящиеся к этому семейству, являются многозадачными, многопользовательскими, с графическим интерфейсом, обеспечивают достаточную надежность и защиту данных. Эти ОС ставятся на различные аппаратные платформы (как на ПК, так и на большие машины такие как мэйнфреймы и суперЭВМ).

     Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:

• использование простых текстовых файлов для настройки и управление системой;
• широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;
• взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства – терминалом;
• использование конвейеров из нескольких программ , каждая из которых выполняет одну задачу;
• предоставление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессорного взаимодействия как файлов.

     Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС.

     Совокупная  доля различных UNIX-систем занимает значительную долю на рынке серверных программ. Ввиду большой надежности системы UNIX она широко используется для организации работы глобальной сети Internet.

     Операционные  системы семейства Linux

 

     Linux является одной из распространенных систем версий UNIX. Она может организовать работу как рабочих станций, так и сервера. Поддерживает технологию Plug & Play (стандарт аппаратной и программной архитектуры, который делает возможным распознавание устройств).

     Linux – это многозадачная и многопользовательская операционная система для бизнеса, образования и индивидуального программирования. Как и все UNIX-системы, она ориентирована на работу в сети.

     Одним из достоинств Linux можно считать высокую скорость работы. Эта ОС может работать на машинах не очень большой мощности. Второе достоинство заключается в том, что она может применяться как для различных типов серверов, так и для настольных компьютеров.

     В отличие от большинства других операционных систем, Linux не имеет единой «официальной»  комплектации. Вместо этого Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых ядро Linux соединяется с утилитами GNU и другими прикладными программами (например, X.org), делающими её полноценной многофункциональной операционной средой.

     Операционные  системы семейства Windows

     операционный система интерфейс