Архитектура компьютера место ОС ОС как расширенная

Архитектура компьютера (место ОС)

ОС как расширенная (виртуальная) машина Сервисы (API, bash, GDI …)

ОС как менеджер ресурсов Управление

Временное мультиплексирование Программа 1 Очередь Процессор Программа 1 Процессор выделяется поочередно каждой программе на определенное количество времени

Пространственное мультиплексирование Программа 1 Программа 2 Программа 1 Программа 3 Память

История развития ЭВМ Аналитическая машина Бэйбиджа 1822 -1855 Ада Лавлейс первая программистка описала алгоритм вычисления Чисел Бернулли на аналитической машине.

История развития ЭВМ Середина 40 -х годов одновременно созданы первые ВМ на ЭМ реле: Howard Aiken, John von Neumann, William Mauchley, John Eckert, Konrad Zuse

Левая часть Центральная часть Правая часть Mark 1, 1945 создан под руководством Howard H. Aiken в сотрудничестве с компанией IBM

История развития ЭВМ Z 3 (1941) и Z 4 (1942) были созданы в Германии немецким ученым Konrad Zuse. Использовались для расчетов в самолето и ракетостроении. Элементная база – электромеханические реле. В 1942 была предпринята попытка перевода на вакуумные лампы, но из-за недостатка функционирования не была реализована. Konrad Zuse опередил John von Neumann в обосновании использования двоичной системы счисления Характеристики Z 3 Характеристики Z 4 Реле (600 — блок вычислений, 1600 — блок памяти) Частота 5, 33 Гц Вычислитель ный блок Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 22 бита Средняя скорость вычислений Умножение, деление — 3 секунды, сложение — 0, 7 секунд Ввод данных Ламповая панель (десятичное представление) Память 64 слова по 22 бита Вес Около 1000 кг Реле, память — металлические пластины Частота 30 Гц Вычислительны й блок Обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 32 бита Средняя скорость вычислений 11 операций умножения в секунду Десятичная клавиатура, устройство считывания с перфоленты Вывод данных Печатная машинка марки "Mercedes" Память 64 слова по 22 бита Вес Около 1000 кг Клавиатура, устройство считывания с перфоленты Вывод данных Реализация Ввод данных Реализация

Изображение Z 4

История развития ЭВМ 1945 год завершен проект ENIAC. Использовался для расчетов при создании водородной бомбы. Отличительной особенность являлось то, что часть программ нужно было практически впаивать в виде схем. Элементная база – электронные лампы. Характеристики: На создание ENIAC ушло 200. 000 человеко-часов и 486. 804, 22 доллара США. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Объем памяти: 20 число-слов Вычислительная мощность — 300 умн. или 5000 слож. в сек. (200 микросекунд на одно сложение). Вычисления производились в десятичной системе. Потребляемая мощность — 150 к. Вт. Вес — 27 тонн.

История развития ЭВМ Изображение ЭВМ ENIAC

История развития ЭВМ Развитием ENIAC стал проект EDVAC. При создании ЭВМ EDVAC John von Neuman предложил и обосновал обобщенную архитектуру ЭВМ, которая используется вплоть до настоящего времени. Характеристики: Компьютер использовал двоичную систему счисления, располагал встроенными операциями сложения, вычитания и умножения, а также программной реализацией деления; объём памяти составлял тысячу 44 разрядных слов (позже дополнен до 1024 слов, что даёт 5, 5 килобайт в современной терминологии). Время операции сложения — 864 микросекунды, умножения — 2900 микросекунд (2, 9 миллисекунды). Компьютер состоял из почти 6000 ламп, и 12000 диодов, и потреблял 56 к. Вт энергии. Занимаемая площадь — 45, 5 м², масса — 7850 кг. Полный состав обслуживающего персонала — 30 человек на каждую 8 -часовую смену.

История развития ЭВМ

История развития ЭВМ Все ЭВМ 40 -х и до середины 50 -х годов принято относить к ЭВМ первого поколения. Каждая ЭВМ была уникальна. Создавалась и эксплуатировалось отдельной группой специалистов. ОС как компонент ВС представляла собой совокупность служебных программ, обеспечивающих работу ЭВМ. Все программы необходимо было писать в машинных кодах. ЭВМ первого поколения были крайне ненадежными. Именно тогда появился термин баги (Bugs) в переводе с английского «тараканы» которые часто являлись причинами выхода из строя ЭВМ. Первыми полноценными ОС были General Motors OS для IBM 701 и BESYS

История развития ОС (1955 -1960 ) Основные элементы в ЭВМ — транзисторы. ОС представляли собой системы пакетной обработки данных. Распечатка Перфокарты 1401 7090 Магнитная лента с программой 1401 Магнитная лента с результатом

Изображение ЭВМ IBM 7090

Примеры ОС второго поколения BESYS (Bell Operating System) — операционная система, созданная в 1957 году компанией Bell Labs для собственных нужд её вычислительного центра. Использовалась на компьютерах IBM 7090 и IBM 7094, к которым было присоединено дополнительное оборудование для скоростной обработки перфокарт (через компьютер IBM 1401), и печати результатов на бумаге.

Примеры ОС второго поколения FMS (Fortran Monitor System) — операционная система, созданная IBM. Представляла собой систему, объединяющую язык программирования FORTRAN, средства ввода-вывода информации, библиотеки, подпрограммы и компиляторы. Использовалась в IBM 1401, IBM 7090 и IBM 7094

Примеры ОС второго поколения IBSYS - операционная система, созданная IBM для IBM 7090 и IBM 7094 computers. Является продолжением развития ОС FMS. Позволяла выполнять пакетные задания, разделенные знаком $

История развития ОС (1961 -1969) Многозадачные системы (предпосылки появления) Выполнение одной задачи Выполнение Ожидание ввода вывода Выполнение нескольких задач Задача 1 Задача 2 Задача 3

История развития ОС (1961 -1969) IBM 1401 IBM 7094 IBM series / 360

История развития ОС (1961 -1969) примеры ОС CTSS (Compatible Time Sharing System 1961) первая многозадачная система с разделением времени. MIT (Массачусетский технологический институт) Использовалась в ЭВМ IBM 7094 Основа для разработки MULTICS и UNIX Не получила широкого распространения ввиду отсутствия в аппаратном обеспечении технических средств защиты (памяти)

OS/360 (апрель 1964) — специально разработана для IBM Series/360. Процесс разработки описан в книге «Мифический человекомесяц» Фреда Брукса. Модульная архитектура IBM/360 позволял создавать ЭВМ различных конфигураций с разной мощностью и стоимостью.

VM/CMS (1964) — разрабатывалась под названием "CP -40 Project" для работы на модифицированной System 360 Model 40 в IBM's Cambridge Scientific Center. Впервые применены принципы виртуализации, которые затем были реализованы в OS/360

Multics (1964) — (MIT, Bell Labs и General Electric) Первоначально разрабатывалась для ЭВМ GE-495 и Honeywell 6180. Реализованы революционные идеи: 1. Разделение памяти вычислительных процессов и файловые системы 2. Идея виртуальной памяти процессов 3. Динамическое связывание исполняемой программы и библиотек кода

GE-495

Multics (1964) Ядро системы занимало в памяти всего 135 Кб. Полный размер ОС с языком PL/1 составлял 4, 5 Мб. Всего 80 инсталяций. Последняя ЭВМ с ОС Multics была остановлена 31 октября 2000 года в канадском Министерстве обороны. Стала прообразом ОС Unix

История развития ОС (1969 -1980) Начало этапа характеризуется появлением нового класса ЭВМ — миникомпьютеров (семейство PDP компании DEC). Слабее, чем 7094, но в 20 раз дешевле. ЭВМ PDP-1

История развития ОС (1969 -1980) начало создания UNIX На таком, восстановленном и морально устаревшем к 1969 году PDP-7 Кен Томпсон создавать операционную систему UNIX

ОТЦЫ

Dennis Mac. Alistair Ritchie 9. 09. 1941 – 8(12). 10. 2011 «Ritchie was under the radar. His name was not a household name at all, but… if you had a microscope and could look in a computer, you’d see his work everywhere inside»

История развития ОС (1969 -1980) начало создания UNIX создавалась на энтузиазме и первоначально представляла собой набор утилит для поддержки игры Space Travel. Первоначально называлась UNICS(Uniplexed Information and Computing Service) Space Travel Space. War (1972)

История развития ОС (1969 -1980) начало создания UNIX В 1971 году был реализован текстовый процесссор предшественниек nroff, что привело к широкому распространению внутри Bell Labs Первые версии UNIX были написаны на языке ассемблер и B. В 1973 году был перенесен на язык С совместно с создателем языка Деннисом Ритчи. В 1974 году была представлена общественности посредством публикации в ACM, что привело к резкому росту популярности. У компании Bell Labs отсутствовала заинтересованность в коммерционализации UNIX. Кену Томпсону было позволено без огласки самостоятельно рассылать исходные коды. Согласно легенде на каждом отосланном экземпляре присутствовала его личная подпись “love, ken”

История развития ОС (1969 -1980) начало создания UNIX Jogn Lions, учёный, преподававший в Университете Нового Южного Уэльса в Австралии. В 1977 году он опубликовал книгу, ставшую самой известной в то время - A Commentary on the Unix Operating System, содержащую прокомментированный основной исходный код Unix.

История развития ОС (1969 -1980) микрокомпьютеры 1974 год появление микропроцессора Intel 8080. В этом же году создание операционной системы CP/M. Однозадачная система (определялось архитектурными особенностями МП 8080. Была перенесена на МП Z 80 Клоны в СССР Микро. ДОС и М 86 Стратегический промах – отказ работы с IBM, что привело к окончанию использования

История развития ОС (1980 -1990) TCP/IP и Unix войны В начале 80 -х годов развитие UNIX осуществлялось по двум ветвям: в Калифорнийском университете Беркли и в Bell Labs В 1980 году агенство DARPA (Defense Agdvanced Research Agency) потребовалась реализация протокола TCP/IP на компьютерах VAX. В качестве ОС была выбрана ОС Unix университета Беркли. В Unix Bell Labs реализация протокола первоначально не осуществлялась. Поддержка TCP/IP была реализована в 1983 году в BSD 4. 2. Для реализации обмена по сети была разработана концепция сокетов (сокеты Беркли) Развитие двух ветвей BSD и System V привело к конфликтам как на уровне технических решений так и на уровне спора за патенты. В частности в BSD для межсетевого взаимодействия используется TCP/IP в System V протокол на основе OSI 1988 год попытка примирения с использованием стандарта POSIX (Portable Operating System Interface for Unix)

История развития ОС (1980 -1990) IBM ПЭВМ Apple II (1977) - Первая массовая ПЭВМ IBM PC (1981) - Первый массовый персональный компьютер с открытой архитектурой и с приемлемым показателем цена/производительность CP/M - отказ Digital Research от сотрудничества с IBM стал началом ее конца QDOS - разработка Seattle Computer Products и купленная Билом Гейтсом за 50000 долларов стала началом монополии Microsoft на рынке ОС для ПЭВМ Apple Lisa – первая ОС с графическим интерфейсом. Проект провалился из-за дороговизны Windows 3. 0 (1990) – первая массовая ОС с графическим интерфейсом GNU (GNU is not UNIX) – в 1985 Ричард столлмен опубликовал манифест GNU и основал Фонд свободного программного обеспечения

История развития ОС (1991 -2007) Интернет, GDI, открытый исходный код Август 1991 – Linus Torvalds публикует письмо о разработке POSIX совместимой ОС Linux. Октябрь 1992 – Microsoft представила ОС Windows 3. 1 с поддержкой сетей 1993 – Microsoft разрывает отношения с IBM, которая занялась разработкой ОС OS/2 Март 1993 – создание WWW Июнь 1993 – появление первого дистрибутива ОС Linux: Slack. Ware Март 1994 – опубликован Linux 1. 0 Июнь 1994 – взрывное развитие WWW. Доступно около 1500 веб серверов Сентябрь 1994 – появление ОС Windows NT 3. 51 Август 1995 – старт продаж Windows 95 ……

Схема исторических связей между ОС 2010 Android 2005 2000 1995 Linux Windows 7 Windows XP Windows 2000 Win/NT i. OS Windows Me Windows 95 Windows 3 1990 1985 MS-DOS 1980 Mac. OS DEC (VMS) CP/M 1975 1970 Unix 1965 Multics 1960 MVS VM/CMS CTSS UNIX OS/360 TOP 10 DEC CP/M Mac. OS IBM