Операционные системы в обеспечении информационных технологий
Операционная система (ОС) является обязательной частью системного программного обеспечения компьютера. В функции операционной системы входит организация выполне-ния программ и взаимодействия пользователя и внешних устройств с компьютером, обеспе-чение эффективного функционирования ПК в различных режимах.
С технической точки зрения операционная система представляет комплекс про-грамм, обеспечивающий управление ресурсами компьютера, процессами обработки информации, использующими эти ресурсы, и данными.
Управление ресурсами сводится к процедурам организации доступа к ресурсам,дина-мического распределения ресурсов между конкурирующими процессами. Следует иметь в виду, что ресурсом является любой объект АИТ, который может использоваться в информа-ционных процессах и, соответственно, распределяться между ними. Различают аппаратные и программные ресурсы.
К аппаратным ресурсам относятся микропроцессор,дополнительные процессоры(на-пример, математический сопроцессор, процессор прямого доступа к памяти и т.п.), основная память, внешняя память, принтер, видеомонитор и другие периферийные устройства ЭВМ. Распределяются между процессами, соответственно, процессорное время, сегменты и ячейки памяти и т.д.
К программным ресурсам относятся все доступные пользователю программные средст-ва управления вычислительными процессами и данными.
Управление процессами обработки информации заключается в организации и реали-зации эффективных режимов функционирования компьютера:
однопользовательский и многопользовательский режимы (совместная работа с ком-пьютером одновременно нескольких пользователей через отдельные терминалы);
Однопрограммный (однозадачный) и многопрограммный (многозадачный) режимы
работы;
режим формирования виртуальных машин (каждому пользователю в рамках основ-ной конфигурации компьютера выделяется как бы отдельная машина меньшей производи-тельности, возможно, со своей операционной системой);
работа в однопроцессорных, многопроцессорных, многомашинных, в том числе и сетевых, вычислительных системах.
Многопрограммный режим работы в зависимости от режима доступа к ресурсам,всвою очередь, подразделяется на виды:
пакетная обработка (без непосредственного доступа пользователя,а с предвари-тельным сбором и формированием всего блока (пакета) программ, подлежащих одновремен-ному решению);
разделение времени (одновременный диалоговый(интерактивный)доступ несколь-ких пользователей с разделением между ними каждого заранее фиксированного интервала машинного времени, или в соответствии с иной дисциплиной обслуживания);
режим реального времени (с гарантированным временем обслуживания каждого об-ращения пользователя или внешнего терминала).
Управление данными имеет целью обеспечить идентификацию,организацию и хране-
ние данных, обрабатываемых в компьютере. Организация данных связана с созданием биб-лиотек и баз данных, их актуализацией, обеспечением эффективного доступа к данным и их выборки.
Характерной особенностью ОС ПК является то, что они обеспечивают «дружествен-ный» пользовательский интерфейс.
Дружественность операционной системы означает,что она обеспечивает необходи-мый сервис пользователю в процессе выполнения прикладных программ и обеспечивает комфортные условия программисту для разработки и отладки программ, а также для хране-ния, преобразования, отображения и копирования информации.
Кратко охарактеризуем основные виды операционных систем, используемых в плат-формах АИТ, получившие наибольшее распространение для ПК:
MS-DOS - для ПК IBM PC;
OS/2 - для ПК IBM PS/2 и PC с микропроцессором (МП) 80386 и выше;
UNIX - для 32-разрядных ПК IBM PS/2 и IBM PC с МП 80386 и выше;
Windows - для ПК IBM PC с МП 80486 и выше.
MS DOS –дисковая операционная система относится к системам командного типа,имеет широкое распространение как при работе в локальном варианте, так и в составе других ОС. Система обеспечивает однопользовательский, однозадачный режим.
Windows 3.1 - это популярная графическая операционная оболочка,которая запускаетсяна выполнение как обычная программа MS DOS и работает на базе MS DOS, используя на нижнем уровне встроенные функции и процедуры данной операционной системы. Пользова-тельский интерфейс системы является графическим, его основу составляет иерархически ор-ганизованная система окон и других графических объектов. Это - объектно-ориентированнаясистема.
Windows 95 -это высокопроизводительная,многозадачная и многопотоковая32-разрядная операционная система с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями . Это - интегрированная среда, обеспечивающая обмен текстовой, графиче-ской, звуковой и другой информации. Систему характеризует вытесняющая многозадач-ность. Система Windows 95 представляет собой высокоэффективную платформу для мультимедиа.
Windows 98 -представляет собой дальнейшее развитиеWindows 95,обеспечивая боль-шую производительность работы компьютера без добавления в него нового оборудования. В состав системы входят ряд программ, совместное применение которых повышает производи-тельность компьютера. Программа делает более эффективным использование Web за счет применения всех возможностей компьютера к интерактивному содержимому Internet.
Windows 2000 оснащена средствами эффективной защиты информации,располагаетусовершенствованными средствами многопроцессорной обработки. Реализованная в системе функция работы с файлами в автономном режиме позволяет отбирать сетевые файлы в папки для последующей работы с ними, без подключения к сети, что обеспечивает дополнительные возможности для мобильных пользователей. Система взаимодействует с более ранними вер-сиями Windows, обеспечивает возможность подключения к сети Internet.
Windows Millennium Editor (МЕ) -это операционная система,располагающая рядомдополнительных возможностей и преимуществ по сравнению с предыдущими версиями Windows. В системе улучшены средства доступа к сети Internet, расширены сетевые возмож-ности, система поддерживает новейшие виды оборудования (например, пятикнопочную мышь), имеет значительно усовершенствованную справочную службу и многие другие пре-имущества.
Windows ХР -является следующей операционной системой послеWindows 2000иWin-dows Millennium. В ней осуществлена интеграция сильных сторон Windows 2000 с лучшими характеристиками Windows 98. Операционная система обрела новое внешнее оформление, значительные нововведения внесены в пользовательский интерфейс, что упрощает использо-вание персонального компьютера. Разработаны различные версии операционной системы для пользователей домашних компьютеров (Windows ХР Home Editor) и бизнес-пользователей (Windows ХР Professional).
Windows NT -этосетевая операционная системадля персональных компьютеров,в ко-торой реализованы многозадачность , масштабируемость, архитектура «клиент - сервер», расширяемость, система безопасности и другие. Система может взаимодействовать с различ-ными операционными системами корпорации Microsoft, а также с операционными система-ми других фирм.
Отличительными чертами операционной системы Windows NT являются:
встроенная сетевая поддержка, обеспечивающая совместное сетевое использование файлов, устройств и объектов;
приоритетная многозадачность, позволяющая приложениям с более высоким при-оритетом вытеснять менее приоритетные приложения;
наличие достаточно мощных средств защиты программ и файлов различных пользо-вателей от несанкционированного доступа;
наличие многоуровневого доступа к ресурсам с назначением пользователям уровня доступа в соответствии с их компетенцией;
поддержка нескольких файловых систем (файловая система DOS, поддерживаемая всеми версиями Windows, собственная файловая система NTFS, поддержка файловых систем
OS/2 (High Performance FS) и компакт-дисков (CDFS));
поддержка широкого спектра компьютерных платформ, в том числе и мультипро-цессорных вычислительных систем.
OS/2-эта операционная система,разработанная фирмойIBM,отличается большой на-дежностью, имеет достаточное число бизнес-приложений, с ней совместимы DOS-приложения и по своей идеологии она имеет сходство с операционной системой Windows.
Важными особенностями OS/2 является:
многооконный интерфейс пользователя;
программный интерфейс для работы с системой баз данных;
эффективные программные интерфейсы для работы в локальных вычислительных
сетях.
К недостаткам OS/2 относится можно отнести сравнительно небольшой объем про-граммных приложений, наработанных к настоящему времени.
UNIX -представляет собой одну из альтернатив семейству операционных системWin-dows. Система UNIX - это не только многозадачная, но и многопользовательская операцион-ная система, которая позволяет нескольким пользователям разделять вычислительные ресур-сы одного компьютера. Система обладает простым пользовательским интерфейсом, посколь-ку она написана на языке высокого уровня, ее легко понимать , изменять, переносить на дру-гие аппаратные платформы. Файловая система представлена в иерархической форме, а пото-му является легкой в сопровождении и эффективной в работе. Файловая система UNIX обес-печивает единый интерфейс доступа к данным и к периферийным устройствам.
LUNIX - является полной многозадачной и многопользовательской операционной сис-темой, поддерживающей национальные и стандартные клавиатуры, разные типы файловых систем для хранения данных, обеспечивающая полный набор протоколовTCP/IP для работы
в сети. Система компактна, отличается высоким уровнем надежности.
Исходя из приведенных характеристик, операционные системы классифицируются:
по числу одновременно работающих пользователей:
9 однопользовательскими (MS DOS, Windows 3.1, ранние версии OS/2);
9 многопользовательскими (UNIX, Windows NT);
по числу одновременно выполняемых задач:
9 однозадачные (MS DOS, MSX);
9 многозадачными (UNIX, Windows 95, OS/2).
по принципу рациональности использования процессорного времени:
9 с невытесняющей многозадачностью (NetWare, Windows 3.1);
9 с вытесняющей многозадачностью (Windows NT, UNIX, OS/2).
Таким образом, операционные системы позволяют автоматизировать стандартные про-цедуры управления аппаратными и программными средствами.