Понятие и основные виды операционных систем

МИНИСТЕРСТВО СЕЛСЬКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.Д. ГЛИНКИ»

Кафедра информационного обеспечения

и моделирования агроэкономических систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ИНФОРМАТИКЕ

НА ТЕМУ:

«ПОНЯТИЕ И ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ»

                                                                                   Выполнил: студент

заочной формы обучения

                                                                      Горелова Г.

                                                             Шифр

Руководитель: к.э.н., доц.

Кусмагамбетов С.М.

Усмань-2010

Содержание

Введение

Глава 1. Понятие операционной системы

1.1. Назначение и классификация операционных систем

1.2.  Требования к операционной системе

1.3.   Состав операционной системы и назначение компонент

1.4.   Обзор файловых систем

Глава 2. Характеристика современных операционных систем

2.1. Операционные системы семейства Windows 95, 98, ME

2.2. Операционные системы семейства Windows NT, 2000, ХР

Выводы и предложения

Список используемой литературы

24

Введение

Сегодня существует огромное разнообразие операционных систем различных фирм, среди которых и необходимо выбрать наиболее надежную, эффективную и удобную в исполь­зовании ОС.

Операционная система – это тот минимальный набор программ, который превращает платы, микросхемы и жгуты проводов в то, что принято называть современным компьютером. Именно благодаря операционной системе компью­тер взаимодействует с внешним миром, принимает сигналы, интерпретирует их как команды или данные. Под управлением операционной системы команды выполняются, а данные хранятся, обрабатываются и передаются.

Цель работы - изучить современные операционные системы и выявить наиболее надежные и признанные.

Необходимо решить следующие задачи:

1.      определить состав операционных систем;

2.      изучить требования, предъявляемые к ОС;

3.      охарактеризовать современные операционные системы. Необходимо отметить, что общение с внешним миром – не единственная функция операционной системы. Она выступает посредником между аппарат­ным и программным обеспечением. Зная о наличии известной операционной системы на компьютере пользователя, разработчики могут не задумываться над тем, как их программы будут работать с неизвестным оборудованием. В свою очередь, конструкторы оборудования могут не утруждать себя решением задач взаимодействия с другим, ранее установленным оборудованием и неизвестны­ми программами. Функции посредника берет на себя операционная система, и единственной заботой разработчиков становится обеспечение с ней связи. Чем совершеннее операционная система, тем удобнее с ней работать, тем больше она «знает» об оборудовании, тем меньше неразрешенных аппаратных и про­граммных конфликтов остается на долю пользователя.

На операционную систему помимо технических задач в момент выхода ее в свет часто возлагают и другие задачи. Новая система должна стать общепризнанной и получить тройную под­держку: со стороны пользователей, производителей аппаратного обеспечения и разработчиков программ. Если такая цель не достигнута, система не сможет достаточно долго и полноценно выполнять и технические задачи. Признание становится всеобщим, если система обеспечивает следующие преимущества по сравнению со своими предшественниками:

•                      расширение операционного пространства;

•                      расширение поддержки аппаратных средств;

•                      расширение поддержки программных средств;

•                      повышение надежности эксплуатации оборудования и программ;

•                      повышение эффективности работы;

•                      повышение комфортности работы;

•                      упрощение обслуживания компьютера и самой операционной сис­темы.

24

Глава 1. Понятие операционной системы

1.1. Назначение и классификация операционных систем

Операционная система – это совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, исполнения программ и организации диалога с пользователем.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении машины она считывается с диска и размещается в оперативной памяти ЭВМ. Во время работы она постоянно находится в оперативной памяти и управляет всеми компонентами вычислительной машины, выделяя нужные ресурсы для решения задач пользователя. Кроме того. Она обеспечивает пользователю удобный интерфейс с прикладными программами и устройствами компьютера.

Существует два основных вида пользовательского интерфейса: графический и интерфейс командной строки.

Команда пользователя или действие, выполняемое прикладной программой, при реализации фактически разбивается на множество элементарных операций. Назначение операционной системы состоит в том, чтобы скрыть от пользователя эти сложные и ненужные ему подробности и представить ему удобный для работы интерфейс. С точки зрения пользователя, ОС выступает в роли посредника между человеком и компьютером, воспринимая получаемые от него команды и организуя их выполнение.

Любая ОС должна обеспечивать решение двух главных задач:

      поддержка работы компьютерных программ и обеспечение их взаимодействия с аппаратурой;

      предоставление пользователю возможности общего управления ЭВМ.

В рамках первой задачи ОС обеспечивает взаимодействие программ с внешними устройствами и друг с другом: распределение оперативной памяти между программами, управление устройствами, обработка ошибок и т.д. Цель управления ресурсами заключается в том, чтобы добиться эффективного их использования, а также освободить пользователя от необходимости управлять ими самостоятельно.

Вторая задача решается с помощью средств ОС, позволяющих, например, просматривать файлы и каталоги на экране дисплея, запускать программы на исполнение, устанавливать режимы работы дисплея, принтера и т.д.

В современных ЭВМ используются ОС с разной архитектурой и возможностями, требующие различных аппаратных ресурсов и предоставляющих пользователям далеко не одинаковый уровень сервиса при практической работе.

Скорость работы программ и выполнения операций с файлами зависит от количества информации, обрабатываемой ОС в единицу времени. Чем больше этот объем, тем быстрее выполняются операции. Различают 16-, 32-, 64-разрядные ОС и т.д.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач (процессов) выделяют однозадачные и многозадачные операционные системы.

В однозадачной ОС в любой момент времени может выполняться (быть активной) только одна прикладная программа, которой представляются все ресурсы ЭВМ. В то же время, некоторые однозадачные ОС позволяют выполнять параллельно (в фоновом режиме) одну или несколько вспомогательных (резидентных) программ. Резидентные программы после запуска остаются в оперативной памяти и обычно обрабатывают операции ввода-вывода, следя за конкретными событиями, не мешая активной задаче.

В многозадачной ОС могут одновременно выполняться несколько независимых друг от друга задач (процессов, программ). Многозадачность основана на принципе квантования времени. Эффект одновременной работы достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами. Операционная система выстраивает очередь из поступающих заданий, выделяет квант времени для доступа к центральному процессору каждому заданию согласно очереди. Выполнив первое задание, операционная система отсылает его в конец очереди и переходит ко второму и т.д. Достоинство этого режима, по сравнению с однозадачным, заключается в более эффективном использовании аппаратуры и повышении ее пропускной способности. Многозадачные ОС в этом смысле предпочтительнее, но вместе с тем они более сложные, поскольку появляется необходимость реализации механизма управления заданиями.

Многозадачные ОС при выполнении программ используют кооперативную или приоритетную многозадачность. При кооперативной многозадачности все приложения делят процессорное время, периодически опрашивая друг друга. Каждое приложение получает фактически столько процессорного времени и аппаратных ресурсов, сколько оно считает нужным.

При этом вполне возможны ситуации, когда приложение заняло ресурс, и при этом в ее работе возникла ошибка. На запросы других программ она не реагирует, и чаще всего это приводит к необходимости перезагрузки компьютера.

В режиме приоритетной многозадачности каждому приложению отводится строго определенное количество времени, и оно не имеет возможности монопольного использования аппаратуры. В этом режиме при зависании программы ОС может выгрузить ее из памяти, не нарушая работы других. Такие ОС являются более стабильными, но не все программы могут работать в них.

В зависимости от количества одновременно работающего числа пользователей различают одно- и многопользовательские ОС.

Однопользовательская операционная система позволяет работать на компьютере в определенный момент времени только одному пользователю, в то время как многопользовательская позволяет запускать на одном ПК несколько задач различным пользователям одновременно. [1]

Важным свойством операционных систем является возможность распа­раллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (ни­тями).

Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддерж­ки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операци­онных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Cms Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фир­мы Novell. [1]

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организа­ции вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выпол­няется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные зада­чи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и приклад­ными задачами.

По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Сре­ди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. В любом случае специфика аппарат­ных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем. [3]

Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функцио­нальной, чем ОС персонального компьютера. Так в ОС больших машин функ­ции по планированию потока выполняемых задач, очевидно, реализуются пу­тем использования сложных приоритетных дисциплин и требуют большей вы­числительной мощности, чем в ОС персональных компьютеров. Аналогично обстоит дело и с другими функциями.

При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу.

К таким базовым концепциям относятся: 

•     Способы построения ядра системы - монолитное ядро или микроядер­ный подход. Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компону­ется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и исполь­зующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие пере­ключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Аль­тернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исклю­чая серверы пользовательского режима.