Информационный центр "Центральный Дом Знаний"
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|
Операционные системыОГЛАВЛЕНИЕ Введение ……………………………………………………………….…..3 1. Теоретическая часть 1.1. Назначение операционной системы …………………………………4 1.2. Эволюция операционных систем …………………………………….6 1.3. Классификация операционных систем ………………………………14 Заключение………………………………………………………………….18 2. Практическая часть 2.1. Общая характеристика задачи………………………………………....19 2.2. Описание алгоритма решения задачи…………………………………20 Список использованной литературы……………………………………….25 ВВЕДЕНИЕ Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как она определяет, с какими программами вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависят также производительность вашей работы, степень защиты ваших данных, необходимые аппаратные средства и т.д. Операционная система скрывает от пользователя все сложные и ненужные подробности работы компьютера и предоставляет ему удобный и понятный интерфейс для работы. Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX и Linux разных версий и др. Тема курсовой работы была мной выбрана не случайно, из вышесказанного можно судить, что именно ОС является главным элементом программного обеспечения, и поэтому я считаю тему «Назначение, эволюция и классификация операционных систем» актуальной на сегодняшний день и интересной для освещения. В своей курсовой работе я намерена рассказать о назначении операционных систем, их эволюции и классификации. В практической части с помощью программы Microsoft Office Excel 2003 я решу и приведу решение задачи. Условие задачи: «Бухгалтерии фирмы ООО «Ромашка» необходимо рассчитать и представить отчет по заработной плате сотрудников за месяц». 1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1.НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Операционная система (ОС) – это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера. В общем, она играет роль связующего звена между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами, а также пользователем (рис.1). Рис.1. Схема взаимодействия пользователя и компьютера с помощью операционной системы Сегодня существует большое количество разных типов операционных систем, отличающихся областями применения, аппаратными платформами и методами реализации. Естественно, это обуславливает и значительные функциональные различия этих ОС. Даже у конкретной операционной системы набор выполняемых функций зачастую определить не так просто – та функция, которая сегодня выполняется внешним по отношению к ОС компонентом, завтра может стать ее неотъемлемой частью и наоборот. Поэтому при изучении операционных систем очень важно из всего многообразия выделить те функции, которые присущи всем операционным системам как классу продуктов. Функции операционной системы: связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы; выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами; управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами; управление файлами: основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации; обработка исключительных условий во время выполнения задачи; появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд; вспомогательные функции, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня. 1.2.ЭВОЛЮЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ История любой отрасли науки или техники позволяет не только удовлетворить естественное любопытство, но и глубже понять сущность основных достижений этой отрасли, осознать существующие тенденции и правильно оценить перспективность тех или иных направлений развития. За почти полувековой период своего существования операционные системы прошли сложный путь, насыщенный многими важными событиями. Огромное влияние на развитие операционных систем оказали успехи в совершенствовании элементной базы и вычислительной аппаратуры, поэтому многие этапы развития ОС тесно связаны с появлением новых типов аппаратных платформ, таких как мини-компьютеры или персональные компьютеры. Серьезную эволюцию операционные системы претерпели в связи с новой ролью компьютеров в локальных и глобальных сетях. Важнейшим фактором развития ОС стал Интернет. По мере того как эта Сеть приобретает черты универсального средства массовых коммуникаций, ОС становятся все более простыми и удобными в использовании, включают развитые средства поддержки мультимедийной информации, снабжаются надежными средствами защиты. Этапы развития ОС приведены в виде следующей схемы: История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры. Первые цифровые вычислительные машины, появившиеся в начале 40-х годов, работали без операционных систем, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Прообразом современных операционных систем явились мониторные системы середины 50-х, которые автоматизировали действия оператора по выполнению пакета заданий. В 1965-1975 годах переход к интегральным микросхемам открыл путь к появлению следующего поколения компьютеров, ярким представителем которых является IBM/360. В этот период были реализованы практически все основные концепции, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, многотерминальный режим, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа. Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режимы работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной задачи на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний. В конце 60-х были начаты работы по созданию глобальной сети ARPANET, явившейся отправной точкой для Интернета, — глобальной общедоступной сети, которая стала для многих сетевых ОС испытательным полигоном, позволившим проверить в реальных условиях возможности их взаимодействия, степень масштабируемости, способность работы при экстремальной нагрузке. К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры. Архитектура мини-компьютеров была значительно упрощена по сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их ОС. Экономичность и доступность мини-компьютеров послужила мощным стимулом для создания локальных сетей. Предприятие, которое теперь могло позволить себе иметь несколько мини-компьютеров, нуждалось в организации совместного использования данных и дорогого периферийного оборудования. Первые локальные сети строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования и нестандартного программного обеспечения. С середины 70-х годов началось массовое использование UNIX, уникальной для того времени ОС, которая сравнительно легко переносилась на различные типы компьютеров. Хотя ОС UNIX была первоначально разработана для мини-компьютеров, ее гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров. В конце 70-х годов был создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году стек протоколов TCP/IP был стандартизован. Независимость от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой в Интернете, сделали протоколы TCP/IP не только главным транспортным механизмом Интернета, но и основным стеком большинства сетевых ОС. Начало 80-х годов связано со знаменательным для истории операционных систем событием – появлением персональных компьютеров, которые послужили мощным катализатором для бурного роста локальных сетей, создав для этого отличную материальную основу в виде десятков и сотен компьютеров, расположенных в пределах одного здания. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС персональных компьютеров необходимым условием. В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 году — Ethernet, в 1985 — Token Ring, в конце 80-х — FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизовать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров. К началу 90-х практически все ОС стали сетевыми, способными поддерживать работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач, например система IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах. Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования и управления. Эволюция операционной системы Microsoft Windows Windows 1.0 - 20 ноября 1985 года Использование мыши для системной навигации. В комплект приложений входили: MS-DOS файловый менеджер, или программа для управления файлами (MS-DOS File Program), календарь, блокнот, калькулятор, часы и телекоммуникационная программа, позволяющая планировать свою деятельность. Пользователи могли переключаться между приложениями без необходимости перезагружать их и закрывать. ОС поддерживала 256 цветов, изменяемый размер окон, включала то, что мы сегодня называем Панелью управления (Control Panel), с теми элементами управления интерфейсом, которые мы можем наблюдать и в более поздних, сегодняшних версиях Windows: элементы меню, элементы прокрутки окон, текстовые элементы и т. д. Windows 2.0 - 2 апреля 1987 года ОС несла все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены (улучшенные скоростные характеристики процессора Intel 286, возможность дополнительной памяти (expanded memory) и возможность взаимодействия приложений (inter-application communication), используя DDE). VGA-графический стандарт, пользователи могли свободно изменять размер окон и перемещать их в любую область экрана. Комбинации клавиатурных клавиш. Могла использовать только 640 кб памяти MS-DOS. Windows 3.0 - 6 апреля 1992 года Многообразие шрифтов true type (готовность системы для более комплексных задач обработки текст). Встроенная поддержка аудиодевайсов, поддержка воспроизведения видео, появление цветных хранителей экрана. Имела недостаток: в ОС не было встроенной поддержки сети.Windows 3.2 Китайская реинкарнация Windows 3.1, включающая некоторые шрифтовые изменения. Полная копия американской родственницы. Windows for Workgroups 3.11 - 15 февраля 1994 года Рабочая группа и поддержка сети на уровне доменов. Встроенные сетевые средства (доступ к конфигурации сети внутри ОС). Не поддерживала доступ в Интернет. Использовалась в локальных сетях, на отдельных пользовательских машинах и лэптопах и включала средства, интересующие корпоративных пользователей, такие, как централизованная конфигурация и защита, улучшенная поддержка сетей Novell NetWare и сервис удаленного доступа. Windows NT 3.1 - август 1993 года Здесь была реализована и так называемая многозадачность с вытеснением, и интегрированная сетевая защита, и защита домена, поддержка огромного числа процессорных архитектур, и файловая система NTFS. Система была рассчитана на бизнес-пользователей и вышла в серверном варианте и для рабочих станций. Windows NT 3.56 - сентября 1994 года Поддерживала графический стандарт OpenGL. Высокий уровень защиты данных. Возможность использования длинных (до 255 символов) имен файлов в файловой системе FAT. Улучшенное автораспознавание аппаратуры. Возможность вручную выбирать и конфигурировать сетевые адаптеры. Windows NT 3.51 - июнь 1995 года Эта версия включала специальный инструмент, который помогал пользователям этой системы управлять Client Access Licenses (CALs) - лицензиями клиентского доступа для семейства Microsoft BackOffice базовых серверных продуктов; утилиту, позволяющую инсталлировать по сети Windows 95 и поддержку удаленной перезагрузки. Основной причиной выхода этой версии ОС являлась реализация поддержки Windows 95. Windows 95 - 24 августа 1995 года Уже полноценная ОС, а не графическая надстройка для MS-DOS. Новые возможности Plug-n-Play. Новые возможности Plug-n-Play. Расширенные возможности мультимедиа, стала мобильнее (перенос на другие компьютеры стал ощутимо более легким процессом), имела интегрированные сетевые средства. Windows 98 - 25 июня 1998 года Первая ОС созданная специально для покупателей и потребителей. Internet Explorer полностью интегрирован в систему. Список доступных дисков и папок выводится на экран наподобие веб-страницы. Для запуска файла достаточно одного щелчка кнопки мыши. Появилась панель быстрого запуска. Файловая система жестких дисков была заменена на FAT32. Добавились утилиты очистки диска. Улучшенные средства мультимедиа. Windows 2000 - 17 февраля 2000 года Апгрейд для Windows 98. Из новинок централизованное управление с новыми же технологиями управления, улучшенный интерфейс. Windows Millennium Edition (ME) - 14 сентября 2000 года Позиционировалась как система для домашних пользователей. Систему напичкали улучшенными средствами мультимедиа (новый медиаплейер поддерживал большее количество типов файлов и сменных обложек), играми, была реализована более удобная обработка цифровых изображений, цифрового и аналогового видео, цифровой музыки. Windows XP - 25 октября 2001 года Две основные версии - Professional Edition и Home Edition, рассчитанные на пользователей с разными целями и задачами. Является более эффективной, безопасной и стабильной, по сравнению с предыдущими версиями. Быстрый и удобный доступ к функциям ОС, внешнее оформление значительно упрощает и одновременно делает более эффективным выполнение типичных задач; быстрая и простая организация общего доступа к компьютеру и облегченный подход к созданию домашней сети; эффективные средства связи для передачи мгновенных сообщений, проведения голосовых и видеоконференций, а также организации совместной работы. Windows Server 2003 - 24 апреля 2003 года Это многозадачная операционная система, способная централизовано или распределенно управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. В наличии: файловый сервер и сервер печати; веб-сервер и веб-сервер приложений; почтовый сервер; сервер терминалов; сервер удаленного доступа / сервер виртуальной частной сети (VPN); служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS); сервер потокового мультимедиа-вещания. 1.3.КЛАССИФИКАЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ Основные принципы классификации операционных систем. Операционные системы (ОС) классифицируют: по особенностям алгоритмов управления ресурсами – локальные и сетевые ОС. Локальные ОС управляют ресурсами отдельного компьютера. Сетевые ОС участвуют в управлении ресурсами сети; по числу одновременно выполняемых задач – однозадачные и многозадачные. Однозадачные ОС выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной вычислительной машины, обеспечивая его простым и удобным интерфейсом взаимодействия с компьютером, средствами управления периферийными устройствами и файлами. Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства; по числу одновременно работающих пользователей – однопользовательские и многопользовательские. Основным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей; по возможности распараллеливания вычислений в рамках одной задачи – поддержка многонитевости. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями – нитями; по способу распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами или нитями – невытесняющая многозадачность и вытесняющая многозадачность. В невытесняющей многозадачности механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а в вытесняющей распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам по собственной инициативе не передаст управление операционной системе для выбора из очереди другого готового к выполнению процесса. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом; по отсутствию или наличию в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. Многопроцессорные ОС, в свою очередь, могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь набор процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами; по ориентации на аппаратные средства – операционные системы персональных компьютеров, серверов, мейнфреймов, кластеров; по зависимости от аппаратных платформ – зависимые и мобильные. В мобильных ОС аппаратно зависимые места локализованы так, что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающим перенос ОС на другой тип компьютера является написание ее на машиннонезависимом языке, например, на С; по особенностям областей использования – ОС пакетной обработки, разделения времени, реального времени. Системы пакетной обработки предназначены для решения задач вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. В системах с разделением времени каждому пользователю предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Каждой задаче выделяется некоторый квант процессорного времени, так что ни одна задача не занимает процессор надолго. Если квант времени выбран небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одном компьютере, создается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, когда существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа управления объектом. Невыполнение программы в срок может привести к аварийной ситуации. Таким образом, критерием эффективности систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата – управляющего воздействия; (......) |
Loading
|