Операционные системы

Министерство  образования Российской Федерации

Уфимский  государственный авиационный технический  университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА ПО ИНФОРМАТИКЕ НА ТЕМУ:

ОПЕРАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ 
 

Выполнил: студент группы

МО-126(ФИРТ)

Кинзин  Р.А. 

Проверила: доц. каф. ВМиК

Николаева М.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Уфа 2009 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………….3

1. Общие сведения……………………………………………………………..3
1. Определение ОС……………………………………...….….......…..3
2. Назначение ОС……………………………………………………....3
3. Функции ОС………………………………...…....……....………….4
2. Архитектура ОС…………………………………………...….…...………..5
1. Ядро……………………………………………………...…………...5
2. Вспомогательные модули...…………………………...……...….....6
3. Классификация ОС………………………………………………………..11

           3.1. Операционные системы пакетной обработки…………………….12

           3.2. Операционные системы разделения времени…………………….12

           3.3. Операционные системы реального времени……………………...13

           3.4. Диалоговые операционные системы…………….……….......…...13

           3.5. Сетевые операционные системы…………………………………..14

           3.6. Поддержка многозадачности………………………………………15

           3.7. Поддержка многопользовательского  режима…………………….15

           3.8. Поддержка многонитевости…………………………………….....15

           3.9. Многопроцессорная обработка………………………....….……...15

4. Эволюция ОС…………………………………………………………….....16

5. Семейство Windows (Microsoft)………………………………………......19

6. Семейство MacOS (Apple)……………………………………....……....…22

7. Семейство Unix……………………………………………………………...24

            7.1 Операционная система UNIX………………………….....………..24

            7.2 Операционная система LINUX…………………………………….25

                  7.2.1 Общая характеристика ОС LINUX……………………….….25

                  7.2.2 Дистрибутивы LINUX…………………………………...…...26

                  7.2.3 Графические интерфейсы LINUX…………………………...26

8. Заключение…………………………………………………………………..28

9. Вывод…………………………………………………………………………28

Список  литературы……………………………………………………………29 
 
 
 
 
 
 

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. 

1. Общие сведения.
1. Определение ОС.

    Операционная  система –  это программа, контролирующая работу  прикладных программ и системных приложений и исполняющая роль интерфейса между приложениями и аппаратным обеспечением компьютера. 

    Операционная  система выполняет функции управления вычислительными процессами в вычислительной системе, распределяет ресурсы вычислительной системы между различными вычислительными  процессами и  образует программную  среду, в которой выполняются  прикладные программы пользователя.[1] 
 

2. Назначение  ОС.

     Основная  цель ОС, обеспечивающей работу ЭВМ  в любом из описанных режимов, - динамическое распределение ресурсов и управление ими в соответствии с требованиями вычислительных процессов (задач).

     Операционная  система является посредником между  ЭВМ и её пользователем. Она делает работу с ЭВМ более простой, освобождая пользователя от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими. Операционная система осуществляет анализ запросов пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос отражает необходимые ресурсы  и требуемые действия ЭВМ и  представляется последовательностью  команд на особом языке директив операционной системы. Такая последовательность команд называется заданием.[1] 

3. Функции ОС.

  Основными функциями, которые выполняются  операционной системой,  являются:

      1) приём от пользователя заданий  или команд, сформулированных на  соответствующем языке и их  обработка;

      2) приём и исполнение программы  запроса на запуск или приостановку  других программ;

      3) загрузка в оперативную память  программ, подлежащих исполнению;

      4)инициализация программ (передача  им управления), в результате чего  процессор использует программы;

      5) идентификация программ;

      6) обеспечение работы системы  управления файлами базы данных, что позволяет резко увеличить  эффективность программного обеспечения;

      7) обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. выполнение двух или более  программ на одном процессоре, создающая видимость их одновременного  исполнения;

      8) обеспечение функции по организации  и управлению всеми операциями  ввода и вывода;

      9) удовлетворение жёстким ограничениям  на время  выполнения в режиме  реального времени;

      10) распределение памяти:

             а) организация виртуальной памяти;

             б) в большинстве современных  систем.

      11) планирование и диспетчеризация  в соответствии с заданием  на выполнение;

      12) организация обмена сообщениями  и данными между выполняющимися  программами;

      13) защита одной программы от  влияния других программ, обеспечение  сохранности данных;

      14) предоставление услуг на случай  частичного сбоя системы;

      15) обеспечение работы систем  программирования, с помощью которых  пользователи готовят свои программы.[6] 

2. Архитектура ОС.

     Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные  модульные системы, способные к  развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

     Наиболее  общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

     ядро  — модули, выполняющие основные функции ОС;

     модули, выполняющие вспомогательные функции  ОС. 

1. Ядро.

 

     Модули  ядра выполняют такие базовые  функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т. п. Ядро составляет сердцевину операционной системы, без него ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

     В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации  вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами — системными вызовами — для выполнения тех или иных действий, например для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т. д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования — API.

     Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.

     Поскольку некоторые компоненты ОС оформлены  как обычные приложения, то есть в виде исполняемых модулей стандартного для данной ОС формата, то часто бывает очень сложно провести четкую грань  между операционной системой и приложениями.[2] 

    

2. Вспомогательные модули.

 

     Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие  группы:

• утилиты — программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных на магнитную ленту;
• системные обрабатывающие программы — текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;
• программы предоставления пользователю дополнительных услуг — специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;
• библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.

     Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных  вызовов .

     Разделение  операционной системы на ядро и модули-приложения обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать ответственные функции, образующие ядро системы.

     Модули  ОС, оформленные в виде утилит, системных  обрабатывающих программ и библиотек, обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными. Постоянно в оперативной памяти располагаются только самые необходимые коды ОС, составляющие ее ядро. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.

     Важным  свойством архитектуры ОС, основанной на ядре, является возможность защиты кодов и данных операционной системы за счет выполнения функций ядра в привилегированном режиме.[2]