Лекция 1 Понятие операционной системы Эволюция и тенденции

Лекция 1 Понятие операционной системы. Эволюция и тенденции развития современных операционных систем.

• Операционная система — это совокупность программ, обеспечивающих диалог с пользователем, управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т. д. ), запуском прикладных программ на выполнение.

Простейшие функции операционной системы: Ø Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение; Ø Доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода); Ø Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память); Ø Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях Ø Пользовательский интерфейс; Ø Сетевые операции.

Прикладные программы и утилиты Прикладное программное обеспечение – компьютерная программа, предназначенная для выполнения конкретного действия. Утилита программный продукт, предназначенный не для решения какой либо прикладной задачи, а для решения вспомогательных задач.

Появление первых операционных систем (40 -50 г. г. ) • В середине 40 х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. • С середины 50 х годов появились полупроводниковые эле менты. • Появились первые алгоритмические языки (АЛГОЛ, ФОРТРАН, КОБОЛ ). • Первые операционные системы стали появляться в 1950 ые годы. Большинство этих операционных систем были пакетными системами или отдельными мониторами для работы на больших компьютерах. Развитием их в большей степени занимались военные а также мощные промышленные и научные организации (North American Aviation, American Airlines, General Motors, Massachusetts Institute of Technology's и IBM.

• Крупнейший проект 20 века по созданию Североамериканского радарного периметра воздушных секторов защиты SAGE (1951 1963 г. ) дал мощный потенциал в развитии компьютерных систем и информационных технологий.

• Первой операционной системой считается "General Motors Operating System" монитор обработки данных в пакетном режиме. Разработана была инженерами Исследовательского Центра "General Motors" в 1955 году для IBM 701.

• Следующим шагом к созданию ОС стала разработка так называемых «мониторных систем» (monitoring system). Это была попытка объединить языки программирования, средства ввода вывода информации, библиотеки, подпрограммы и компиляторы в единое целое.

• Одним из первых подобных проектов стала система FMS (Fortran Monitoring System). Ориентированная только на один язык программирования — «Фортран» , — система FMS практически не требовала от программиста никаких специальных навыков. Достаточно было, чтобы он знал «Фортран» и предварительно изучил десяток страниц руководства пользователя системы.

На компьютере IBM 7090 была установлена система FMS— довольно простая и не требующая от программиста дополнительной квалификации сверх знания языка «Фортран»

Появление мультипрограммных операционных систем для мэйнфреймов (универсальных вычислительных машин) – 65 -75 г. г. • Переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам. • Реализованы практически все основные механизмы, присущие современным ОС: мультипрограммирование; мультипроцессирование; поддержка многотерминального многопользовательского режима; виртуальная память; файловые системы; разграничение доступа и сетевая работа.

• Первую экспериментальную систему, основанную на технологии разделения времени, построили в Массачусетском технологическом институте. В качестве центрального компьютера использовался мощный компьютер IBM 7094 с установленной операционной системой CTSS, к которому с помощью коммуникационного контроллера было подключено 30 рабочих терминалов

• Реализация мультипрограммирования привела к появлению привилегированного и пользова тельского режимы работы, средств защиты областей памяти, системы прерываний. • Появление семейства программно совместимых машин, построенных на интегральных микро схемах серии машин IBM/360 и IBM/370 (советские аналоги — машины серии ЕС), PDP 11 (советские аналоги — CM 3, CM 4, CM 1420).

• OS/360 от IBM стала первой многозадачной системой. Достигалось это следующим образом: оперативная память разбивалась на несколько разделов, каждому из которых назначалось отдельное задание (при этом часть разделов занимала сама «операционка» ). Пока одна программа ожидала завершения процедуры ввода вывода информации, другая могла использовать центральный процессор. Таким образом даже во время ввода данных центральный процессор не простаивал, обрабатывая уже имеющиеся в оперативной памяти задания.

• Операционные системы и глобальные сети (конец 60 -х- середина 70 -х). • В начале 70 х годов появились первые сетевые операционные системы, которые позволяли организовать распределенное хранение и обработку данных меж ду несколькими компьютерами. • В 1969 году Министерство обороны США создало сеть ARPANET, объединившую суперкомпьютеры оборонных и научно исследовательских центров в единую сеть.

• В 1974 году IBM создал собственную сетевую архитектуру для своих мэйнфреймов (универсальных вычислительных машин), получившей название SNA (System Network Architecture). • Эта многоуровневая архитектура, во многом подобная стандартной модели OSI, появившейся несколько позже, обеспечивала взаимодействие типа «терминал» , «терминал компьютер» и «компьютер» по глобальным связям.

Операционные системы мини-компьютеров и первые локальные сети • К середине 70 х годов широкое распространение получили мини компьютеры, такие как Nova, HP, созданные на основе больших интегральных схем. • ОС мини компьютеров стали специализированными, например, “Только для управления в реальном времени” (ОС RT 11 для PDP 11) или “только для поддержания режима разделения времени” (RSX 11 M для тех же компьютеров).

• С середины 70 х годов началось массовое использование ОС UNIX, занявшей прочные позиции во всех классах компьютеров: суперкомпьютерах, мэйнфреймах, мини компьютерах, серверах и рабочих станциях, ПК. • В 1976 году появилось первое сетевое приложение для ОС UNIX — программа UUCP (UNIX to UNIX Copy program) и позволяло копировать файлы с одного компь ютера на другой.

Кен Томпсон, программист Bell Labs, попробовал оптимизировать созданную им «операционку» для мини компьютера DEC PDP 7 — надо же было на чем то играть в Space Travel! Так и родился UNIX, одна из самых значительных операционных систем в истории

• Развитие операционных систем в 80 -е годы • В 1983 году сеть ARPANET была разделена на две части и для обозначения составной сети стало использоваться название Internet. • Появление новых, все более совер шенных версий ОС UNIX: Sun. OS, HP UX, Irix, AIX и др.

64 битная операционная система IRIX была создана для UNIX. Интересной особенностью её GUI является поддержка векторных иконок

• Начало 80 х годов связано с появлением персональных компьютеров и операционных систем для них, что послужило мощным катализатором для бурного роста локальных сетей. • История сетевых средств MS DOS началась с версии 3. 1, которые позволили более чем одному пользователю сети иметь доступ к файлу.

• Вместе с выпуском версии MS DOS 3. 1 в 1984 году компания Microsoft также выпустила Microsoft Networks (MS NET). Некоторые концепции, заложенные в MS NET, успешно перешли в более поздние сетевые продукты Microsoft: LAN Manager, Windows for Workgroups, а затем и в Windows NT.

• В 1983 году появилась первая сетевая операционная система компании Novell, которая называлась OS Net и предназначалась для специализированных компьютеров на базе микропроцессора Motorola 68000. В середине 80 х компания Novell разработала новый продукт — Net. Ware 86, рассчитанный на архитектуру микро процессоров семейства. Intel 8088.

1985 год Windows 1. 01 была первой попыткой Microsoft реализовать многозадачную операционную среду для персонального компьютера на основе графического интерфейса.

1987 год Windows 2. 0

Windows 3. x — общее название семейства операционных систем компании Майкрософт, выпущенных с 1990 по 1994 г.

• В 1987 году появилась первая многозадачная операционная система OS/2 для персональных компьютеров с процес сором. Intel 80286 (совместная разработка Microsoft и IBM), использующая возможности защищенного режима.

Особенности современного этапа развития операционных систем • В 90 е годы практически все операционные системы, занимающие заметное ме сто на рынке, стали сетевыми, адаптированными для работы со всеми основными технологиями локальных, глобальных и составных сетей.

• Во второй половине 90 х годов все производители операционных систем резко усилили поддержку средств работы с Интернетом. • Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпора тивным сетевым операционным системам. К настоящему времени достаточно явно определилась тройка лидеров в классе корпоративных ОС — это Novell Net. Ware 4. x , Microsoft Windows NT, 2000, XP а также UNIX системы.

• На современном этане развития операционных систем на передний план вышли средства обеспечения безопасности. Многие операционные системы обладают сегодня развитыми средствами защиты информации, основанными на шифрации данных, аутенти фикации и авторизации. • Современным операционным системам присуща многоплатформенность, то есть способность работать на совершенно различных типах компьютеров.

Windows NT Разработка Windows NT под рабочим названием NT OS/2 была начата в ноябре 1988 года. Windows NT — Изначально развивалась отдельно от семейства операционных систем Windows 9 x и позиционировалась на рынке как надёжное решение для рабочих станций (Windows NT Workstation) и серверов (Windows NT Server). 1993 год.

• В последние годы получила дальнейшее развитие долговременная тенденция по вышения удобства работы человека с компьютером. • Постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путем включения в операционную систему развитых графических интерфейсов, использующих наряду с графикой звук и видеоизображение.