2.2. Операційні системи як складова частина платформи
Операційні системи (ОС) є важливою складовою частиною платформи в ІТ. Вони відображають як розвиток апаратних засобів, так і прагнення розробників поліпшити функціональні характеристики, підвищити ступінь комфортності ОС по відношенню до користувачів.
Операційна система виконує функції автоматичного управління поруч підсистем персонального комп'ютера і надає готові процедури управління його внутрішніми і зовнішніми ресурсами, т. Е. Операційна система є якоюсь автоматичною системою управління роботою і ресурсами комп'ютера, що підвищує зручність і ефективність його використання.
Кожен персональний комп'ютер (апаратна платформа) обов'язково комплектується операційною системою, для якої створюється свій набір прикладних рішень (додатків, прикладних програм).
В процесі розвитку більшість операційних систем модифікуються і вдосконалюються в напрямку виправлення помилок і включення нових можливостей. З метою збереження наступності нова модифікація операційної системи не перейменовується, а набуває назву версії.
Операційні системи, подібно до апаратної частини комп'ютерів, на шляху свого розвитку пройшли через ряд радикальних змін, так званих поколінь. Для апаратних засобів зміна поколінь пов'язана з принциповими досягненнями в області електронних компонентів: спочатку обчислювальні машини будувалися на електронних лампах (перше покоління ЕОМ), потім на транзисторах (друге покоління), інтегральних мікросхемах (третє покоління), а зараз - переважно на великих і надвеликих інтегральних схемах (четверте покоління). Поява кожного з цих послідовних поколінь апаратних засобів супроводжувалося різким зменшенням вартості, габаритів, споживаної потужності і тепловиділення і настільки ж різким підвищенням швидкодії та обсягів пам'яті комп'ютерів.
На одній і тій же апаратній платформі можуть функціонувати різні операційні системи, які мають різну архітектуру і можливості. Однак при цьому слід враховувати, що різні ОС представляють різну ступінь сервісу для програмування і роботи з прикладними програмами користувачів. Крім того, для їх роботи необхідні різні ресурси оперативної пам'яті.
Сучасні операційні системи можна класифікувати за різними ознаками, представленими в табл. 2.1.
Таблиця 2.1. Класифікація операційних систем
Залежність від апаратних платформ
- Зовсім ОС. орієнтовані на певний клас персональних комп'ютерів;
- Мобільні ОС. У таких операційних системах апаратно залежні місця локалізовані так, що при перенесенні системи на нову платформу переписуються тільки вони. Засобом, що полегшує перенесення ОС на інший тип комп'ютера, є написання її на машинно незалежній мові
Особливості областей використання
- ОС пакетної обробки. Системи пакетної обробки призначені для вирішення завдань обчислювального характеру, які не потребують швидкого отримання результатів. Головною метою і критерієм ефективності систем пакетної обробки є максимальна пропускна здатність, т. Е. Рішення максимального числа завдань в одиницю часу;
- ОС поділу часу. У системах з поділом часу кожному користувачу надається термінал, з якого він може вести діалог зі своєю програмою. Кожній задачі виділяється деякий квант процесорного часу, так що жодна задача не займає процесор надовго. Якщо квант часу обраний невеликим, то у всіх користувачів, що одночасно працюють на одному комп'ютері, створюється враження, що кожен з них одноосібно використовує ЕОМ;
- ОС реального часу. Системи реального часу застосовуються для керування різними технічними об'єктами, коли існує гранично допустимий час, протягом якого повинна бути виконана та чи інша програма управління об'єктом. Невиконання програми в термін може привести до аварійної ситуації. Таким чином, критерієм ефективності операційних систем реального часу є їхня здатність витримувати заздалегідь задані інтервали часу між запуском програми й одержанням результату - керуючого впливу
Спосіб побудови ядра операційної системи
- Монолітне ядро. ОС, що використовують монолітне ядро, компонуються як одна програма, що працює в привілейованому режимі і використовує швидкі переходи з однієї процедури на іншу, не потребують перемикання з привілейованого режиму в призначений для користувача і навпаки;
- Мікроядерний підхід. При побудові ОС на базі мікроядра, що працює в привілейованому режимі і виконує тільки мінімум функцій з управління пристроями, функції вищого рівня виконують спеціалізовані компоненти ОС - програмні сервери, що працюють в режимі користувача. При такій побудові ОС працює більш повільно, так як часто виконуються переходи між привілейованим режимом і призначеним для користувача, але система виходить більш гнучкої і її функції можна модифікувати, додаючи або виключаючи сервери користувальницького режиму
Наявність декількох прикладних середовищ в рамках однієї ОС
- ОС, орієнтована на одну прикладну середовище;
- Кілька прикладних середовищ в рамках однієї ОС. дозволяють виконувати додатки, розроблені для кількох операційних систем. Концепція множинних прикладних середовищ найбільше просто реалізується в ОС на базі мікроядра, над яким працюють різні сервери, частина яких реалізують прикладну середу тій чи іншій операційної системи
Розподіл функцій операційної системи серед персональних комп'ютерів мережі
- ОС, орієнтована на управління однією робочою станцією мережі. з підтримкою мережевого сервісу для конкретного комп'ютера;
- Розподілені ОС. в яких реалізовані механізми, що забезпечують користувача можливістю представляти і сприймати мережу у вигляді однопроцесорного комп'ютера. Ознаками розподіленої ОС є наявність єдиної довідкової служби поділюваних ресурсів та служби часу, використання механізму виклику віддалених процедур для розподілу програмних процедур по машинах, багатонитковою обробки, що дозволяє распараллеливать обчислення в рамках однієї задачі і виконувати цю задачу одночасно на декількох комп'ютерах мережі, а також наявність інших розподілених служб
Тип призначеного для користувача інтерфейсу
- Об'єктно орієнтовані - як правило, з графічним інтерфейсом;
- Командні - з текстовим інтерфейсом
В цілому функції, що їх операційними системами різних класів і видів, досить схожі і спрямовані на забезпечення підтримки роботи прикладних програм, організацію їх взаємодії з пристроями, надання користувачам можливості роботи в мережах, а також управління функціонуванням персонального комп'ютера. Тому при виборі операційної системи користувач повинен чітко уявляти, наскільки та чи інша ОС забезпечить йому рішення його завдань.
Щоб вибрати ту чи іншу операційну систему, необхідно знати:
- на яких апаратних платформах і з якою швидкістю працює ОС;
- яке периферійне апаратне забезпечення операційна система підтримує;
- як повно задовольняє ОС потреби користувача, т. е. які функції операційної системи;
- який спосіб взаємодії ОС з користувачем, т. е. наскільки наочний, зручний, зрозумілий і звичний користувачеві інтерфейс;
- чи існують інформативні підказки, вбудовані довідники і т. д.;
- яка надійність системи, т. е. її стійкість до помилок користувача, відмов обладнання і т. д.;
- які можливості надає операційна система для організації мереж;
- чи забезпечує ОС сумісність з іншими операційними системами;
- які інструментальні засоби має ОС для розробки прикладних програм;
- чи здійснюється в ОС підтримка різних національних мов;
- які відомі пакети прикладних програм можна використовувати при роботі з конкретною операційною системою;
- як здійснюється в ОС захист інформації і самої операційної системи.