Введення

Сучасний комп'ютер складається з одного або декількох процесорів, оперативної пам'яті, дисків, принтера, клавіатури, миші, дисплея, мережевих інтерфейсів та інших різноманітних пристроїв введення-виведення. Управління всіма цими компонентами і їх оптимальне використання являє собою дуже непросту задачу. З цієї причини комп'ютери оснащені спеціальним рівнем програмного забезпечення, який називається операційною системою.

Операційними системами, як Windows, Linux, FreeBSD або Max OS X, але їх зовнішній вигляд може бути різним. Програми, з якими взаємодіють користувачі, зазвичай називаються_______________, коли вони засновані на застосуванні тексту, і графічним інтерфейсом користувача - GUI (Graphical User Interface), коли в них використовуються значки, - фактично не є частиною операційної системи, хоча використовують цю систему в своїй роботі.

Схематично розглядаються основні тут компоненти представлені на рис. 1.1. Більшість комп'ютерів _________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

У цьому режимі вона має повний доступ до всього апаратного забезпечення та може задіяти будь-яку інструкцію, яку машина в стоянні виконати. Вся інша частина програмного забезпечення працює в режимі користувача, в якому доступно лише підмножина інструкцій машини. Зокрема, програмам, що працють в режимі користувача, заборонено використання інструкцій, керуючих машиною або здійснюють операції вводу-виводу - I / O (Input / Output).

Програми для користувача інтерфейсу - оболонка або GUI -_______________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Эти программы также активно пользуются операционной системой.

Рис. 1.1. Місце операційної системи в структурі програмного забезпечення

Історія операційних систем

Перше покоління (1945-1955): _____________________________________________________________;

Друге покоління (1955-1965): _____________________________________________________________;

Третє покоління (1965-1980): ______________________________________________________________;

Четверте покоління (з 1980 року по наші дні): _______________________________________________;

Класифікація операційних систем

В даний час розроблено величезну кількість різноманітних операційних систем, але не всі з них здобули широку популярність. Розглянемо коротко дев'ять основних типів операційних систем.

Операційні системи мейнфреймів

До вищої категорії відносяться операційні системи мейнфреймів (великих універсальних машин) - комп'ютерів, що займають цілі зали і досі ще зустрічаються в крупних центрах обробки корпоративних даних. Такі комп'ютери відрізняються від персональних комп'ютерів за обсягами введення-виведення даних.

Мейнфрейми також знаходять _______________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________.

Операційні системи мейнфреймів орієнтовані переважно на одночасну обробку безлічі завдань, більшість з яких вимагає колосальних обсягів введення-виведення даних. ______________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Пакетна обробка - ______________________________________________________________________.

У пакетному режимі-______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________.

Системи обробки транзакцій справляються з великою кількістю дрібних завдань, наприклад обробками чеків у банках або бронюванням авіаквитків. Кожна елементарна операція невелика за обсягом, але система може справлятися з сотнями і тисячами операцій в секунду. Робота в режимі поділу часу дає можливість безлічі віддалених користувачів одночасно запускати на комп'ютері свої завдання, наприклад запити до великої бази даних. Всі ці функції тісно пов'язані один з одним, і часто операційні системи універсальних машин виконують їх в комплексі. Прикладом операційної системи універсальних машин може послужити OS/390, спадкоємиця OS/360. Однак ці операційні системи поступово витісняються варіантами операційної системи UNIX, наприклад Linux.

Серверні операційні системи

Трохи нижче за рівнем стоять серверні операційні системи. Вони працюють на серверах, які представлені дуже потужними персональними комп'ютерами, робочими станціями або навіть універсальними машинами. Вони одночасно обслуговують по мережі безліч користувачів, надаючи їм загальний доступ до апаратних і програмних ресурсів. Сервери _________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________.

Інтернет-провайдери для обслуговування своїх клієнтів зазвичай задіють відразу кілька серверних машин. При обслуговуванні сайтів сервери зберігають сторінки і обробляють запити. Типовими представниками серверних операційних систем є Solaris, FreeBSD, Linux і Windows Server 200x.

1.2 Багатопроцесорні операційні системи

Зараз все ширше використовується об'єднання безлічі центральних процесорів в єдину систему, що дозволяє отримати значну обчислювальну потужність. В залежності від того, як саме відбувається це об'єднання, а також які ресурси надаються для загального користування,________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Їм потрібні спеціальні операційні системи, у якості яких часто застосовуються особливі версії серверних операційних систем, оснащені спеціальними функціями зв'язку, повідомлення та синхронізації. З появою багатоядерних процесорів для персональних комп'ютерів операційні системи навіть звичайних настільних комп'ютерів і ноутбуків стали працювати менше з невеликим багатопроцесорної системою. З часом, схоже, число ядер буде тільки рости. На багатопроцесорних системах можуть працювати багато популярних операційних систем, включаючи Windows і Linux.

Операційні системи персональних комп'ютерів

Всі їх сучасні представники підтримують багатозадачність. При цьому досить часто в процесі завантаження на одночасне виконання запускаються десятки програм. Завданням операційних систем персональних комп'ютерів є якісна підтримка роботи окремого користувача. Вони широко використовуються___________________________________________________________________________.

Типовими прикладами можуть послужити операційні системи Linux, FreeBSD, Windows Vista і Macintosh.

Операційні системи кишенькових персональних комп'ютерів

Кишенькові персональні комп'ютери (КПК або PDA, Personal Digital Assistant - персональні цифрові секретарі) - невеликі комп'ютери, поміщаються в кишені сорочки і виконують порівняно невеликий набір функцій, на зразок електронного адресного довідника або записника. Більш того, від КПК уже практично нічим, крім клавіатури і екрану, не відрізняються більшість мобільних телефонів. Майже всі вони працюють на базі 32-розрядних процесорів, мають захищений режим, і знаходяться під управлінням досить складних операційних систем.

Операційні системи, що працюють на цих кишенькових пристроях, все більше і більше ускладнюються, в них з'являються можливості управління функціями, що відносяться до телефонії, цифрової фотографії та іншим областям. На багатьох з них також працюють програми сторонніх розробників. Одна з основних відмінностей КПК від персональних комп'ютерів полягає в тому, що перші не мають жорстких дисків великої ємності, але становище швидко змінюється. Дві найбільш популярні операційні системи, які використовуються в КПК, - це Symbian OS і Palm OS. Проте зараз ситуація на ринку міняється, і більшу популярність здобувають Windows Mobile (зустрічається в різних версіях) і різні спеціалізовані версії ОС Linux, включаючи систему Android.

1.3 Операційні системи реального часу

Ці системи характеризуються тим, що час для них є ключовим параметром. наприклад, в системах управління виробничими процесами комп'ютери, що працюють в режимі реального часу, повинні збирати відомості про процес і використовувати їх для керування верстатами на підприємстві. Іншим різновидом подібних систем є система м'якого реального часу, в якій хоча й не бажано, але цілком припустимо недотримання терміну будь-які дії, не завдає непоправної шкоди. До цієї категорії відносяться цифрові аудіо-або мультимедійні системи. Цифрові телефони також є системами м'якого реального часу. Оскільки до систем реального часу пред'являються дуже жорсткі вимоги, іноді операційні системи являють собою просту бібліотеку, пов'язану з додатками, де все тісно взаємопов'язано і між частинами цієї системи не існує ніякого захисту. Прикладом такої системи може послужити e-Cos. Категорії операційних систем для КПК, вбудованих систем і систем реального часу в значній мірі перекриваються один з одним притаманними їм ознаками. Практично всі вони мають принаймні деякі аспекти систем м'якого реального часу. Вбудовані системи і системи реального часу працюють тільки з тим програмним забезпеченням, яке вклали в них розробники цих систем; користувачі не можуть додати в цей арсенал власне програмне забезпечення, що істотно полегшує вирішення завдань захисту. КПК та вбудовані системи призначені для індивідуальних споживачів, а системи реального часу більше використовуються в промисловому виробництві.

1.4 Операційні системи смарт-карт

Смарт-карта являє собою пристрій розміром з кредитну карту, яка має власний процесор. На операційні системи для них накладаються дуже жорсткі обмеження по необхідної обчислювальної потужності процесора і об'єму пам'яті.

Деякі з смарт-карт отримують живлення через контакти зчитувального пристрою, в який вставляються, інші - безконтактні смарт-карти - отримують харчування за рахунок ефекту індукції, що істотно обмежує їх можливості.

Деякі з них здатні впоратися з однією-єдиною функцією, наприклад з електронними платежами, але існують і багатофункціональні смарт-картки. Найчастіше вони є патентованими системами.

Деякі смарт-карти розраховані на застосування мови Java.

Це означає, що ПЗУ смарт-карти містить інтерпретатор Java Virtual Machine (JVM - віртуальної машини Java). На карту завантажуються Java-аплети (невеликі програми), які виконуються JVM-інтерпретатором. _______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Розділ 1. Архітектура ОС

Лекція № 2.

Поняття операційної системи

Більшість операційних систем використовують певні основні поняття і абстракції, такі як процеси, адресні простори і файли, які відіграють головну роль в осмисленні самих систем.