Операционные системы - основные понятия. Основные объекты и приемы управления WINDOWS Основные объекты операционной системы

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗНОВИДНОСТИ

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

Виртуальная машина - это функциональный эквивалент воображаемого компьютера с заданной конфигурацией, моделируемый программно-аппаратными средствами реального компьютера. ОС скрывает от пользователя особенности физического расположения информации на дисках и осуществляет обработку прерываний (прекращение вычислительного процесса, вызванное требованиями на обслуживание других устройств), управление таймерами и оперативной памятью. В результате пользователю предоставляется виртуальная машина, реализующая работу на логическом уровне.

К современным операционным системам предъявляются следующие требования:

• совместимость - ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
• переносимость - обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
• надежность и отказоустойчивость - предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
• безопасность - ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
• расширяемость - ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
• производительность - система должна обладать достаточным быстродействием.

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows).

Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Многозадачность бывает невытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX). В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские (MS DOS, Windows Зх, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.

Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке Си, и перекомпилируется при. переходе на другую платформу.

В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс ОС ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство UNIX, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

UNIX - многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (т. е. система особенно эффективна для специалистов - прикладных программистов).

Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа; реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX - большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

ОС MS DOS широко использовалась для персональных компьютеров, построенных на базе процессоров Intel 8088-80486.

В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется. Однако ее не следует считать полностью исчерпавшей свои возможности и потерявшей актуальность. Низкие требования к аппаратным ресурсам оставляют DOS перспективной для практического использования. Так, в 1997 г. компания СаШега начала работы по адаптации DR DOS (аналог MS DOS) к рынку встроенных ОС мелких высокоточных устройств, присоединяемых к Интернету и интранет-сетям. К этим устройствам относятся кассовые аппараты, факсы, персональные цифровые ассистенты, электронные записные книжки и др.

Операционные системы Windows - это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно). Windows 95 характеризуется простотой инсталляции, невысокими уровнями защиты данных и устойчивости к сбоям приложений. Windows 95 обладает интуитивно понятным интерфейсом, поддерживает, технологию plug-and-play, содержит встроенные средства для сетевой работы.

Windows 98 является развитием Windows 95. Эта версия тесно интегрирована с Web-броузером Internet Explorer и содержит большое количество драйверов к старым и новым устройствам. Пользователи отмечают упрощенный процесс инсталляции ОС, пониженные по сравнению с NT требования к мощности процессора, объему памяти и дисковому пространству. Одной из разновидностей Windows является ОС Windows СЕ. Эта линия ОС предназначена для использования на портативных компьютерах. Windows СЕ представляет собой 32-разрядную объектно-ориентированную многозадачную ОС, имеет встроенные функции энергосбережения. Версия Windows СЕ 3.0 (2000) приближается по своим возможностям к системам реального времени. Основная часть этой компактной ОС записана в перепрограммируемое ПЗУ портативных компьютеров. Windows NT 5.0 или Windows 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью, улучшенной реализацией работы с памятью и изначально проектировалась со средствами обеспечения надежности, защиты и управления. Windows 2000 выпускается в четырех вариантах: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server и Windows 2000 DataCenter Server. Эти версии отличаются количеством входящих в поставку служб и программ, степенью поддержки аппаратного обеспечения.

Операционная система OS/2 (Operating system/2) является однопользовательской многозадачной ОС, односторонне (MS DOS -> OS/2) программно совместимой с MS DOS и предназначенной для работы с МП 80386 и выше (ПК IBM PC и PS/2). OS/2 может одновременно выполнять до 16 программ (каждая из них в своем сегменте памяти), но среди них только одну, подготовленную для MS DOS.

Важными особенностями OS/2 является наличие многооконного интерфейса пользователя; программных интерфейсов для работы с системой баз данных; эффективных программных интерфейсов для работы в локальных вычислительных сетях. К недостаткам OS/2 относится в первую очередь сравнительно небольшой объем программных приложений, наработанных к настоящему времени.

Тема урока : Основные объекты операционной системы и действия над ними. Типы окон и правила работы с ними.

Цели урока:

• Создать условия для формирования понятия «окно», выработки навыков работы с объектами операционной системе.
• Создать условия для развития интереса к предмету.
• Создать условия для воспитания умственных и волевых усилий, концентрации внимания, логичности и развитого воображения.

Структура урока

1. Организационный момент (1 мин.)
2. Актуализация опорных знаний (5 мин.)
3. Изучение нового материала (20 мин.)
4. Закрепление нового материала (16 мин.)
5. Домашнее задание (1 мин.)
6. Подведение итогов урока (2 мин.)

Ход урока

I. Приветственное слово учителя. Обеспечение нормальной обстановки для работы на уроке и психологическая подготовка учащихся к общению и предстоящему занятию.

Определение отсутствующих; проверка готовности учащихся к уроку; организация внимания.

1. Каково назначение операционной системы?

2. Что подразумевается под ресурсами компьютера?

3. В чем отличие между однозадачными и многозадачными ОС?

4. Что такое утилита? Назовите примеры утилиты.

III. В мире современных технологий не возможно оставаться в стороне от научного прогресса. Если перефразировать известную фразу, можно сказать: «Не каждый может быть программистом, но пользователем быть обязан».

IV.

@ Благодаря этому пользователь может работать со всеми старыми программами, находясь в современном интерфейсе Windows . Эта особенность ОСназывается аппаратной и программной совместимостью.

@ Программа, которая работает под управлением операционной системой Windows , называется Windows -приложением .

Основные термины и объекты Windows

Начнем изучение системыWindows с основных терминов, характеризующих ее интерфейс. Особенность интерфейса отражена в самом названии: «Windows » в переводе означает «окно»

@ Окнами называются прямоугольные области на экране, которые предназначены для ввода информации от пользователя и ввода информации, полученной программой

Окна – это другими словами, графические изображения программ (то есть Windows - приложений), которые пользователь видит на экране. Некоторые окна могут закрывать собою всю область светящегося экрана монитора, в этом случае говорят, что окно «распахнуто» во весь экран. Вместе с тем, существуют окна, занимающие только часть экрана.

@ Диалоговое окно (диалог) - это небольшое окно, предназначенное для взаимодействия пользователя с программой.

Для хранения информации на внешних носителях система Windows организует информацию в виде файлов. Отдельные файлы складываются в папки, причем каждая папка может включать в себя как файлы, так и вложенные папки. Папки – это аналог MS-DOS каталогов.

@ Папка вWindows – это хранилище различных объектов: файлов, других папок, образов дисков, принтеров и т.д.

Папки обозначаются желтым прямоугольником с выступом в левом верхнем углу. Среди всех папок, записанных на диски компьютера, существуют папки, которые необходимы для работы самой системы Windows. Эти папки называются системными .

Объектом обозначается любой элемент пользовательского интерфейса: значок, кнопка, меню, список, граница окно, окно и т.д.

Первый экран Windows – рабочий стол .

Как найти Рабочий стол? - спрашивают многие начинающие пользователи. Никак. В том смысле, что Рабочий стол не найти просто невозможно. Ибо все, что вы видите на своем экране после запуска Windows - это он и есть.

Название «Рабочий стол» выбрано крайне удачно. На своем обычном рабочем столе люди держат все необходимые им инструменты, документы и так далее. На виртуальном Рабочем столе Windows также собраны самые необходимые вам программы и инструменты, представленные в виде значков.

На нашем Рабочем столе пока что лежат лишь несколько небольших значков. Какие-то из них выглядят как прямоугольные папки желтого цвета, какие-то обозначены другими картинками. У одних в левом нижнем углу красуется значок в виде стрелочки, у других нет... Нетрудно запутаться.

Кроме значков, на Рабочем столе могут располагаться окна, контекстное меню и многое другое:

• С одного края рабочего стола размещена полоска с кнопкой ПУСК – панель задач .
• Панель задач может быть настроена пользователем. Обычно в правом углу панели задач отображается: часы, языковая панель.

@ Значки на рабочем столе называются пиктограммами . Они символизируют различные папки, документы, программы.

Панель задач

Пиктограммы без стрелки – это пиктограммы системных папок, а пиктограммы со стрелкой – это ярлыки.

@ Ярлык – это небольшой файл, содержащий картинку-пиктограмму и ссылку на какой-либо объект (программу, документ, папку, принтер и т.д.)

Над объектами ОС Windows возможно совершать следующие действия – выделять, перемещать, переименовывать. С помощью правой кнопки мыши можно обращаться к контекстному меню объекта (или кратко – меню объекта)

@ Контекстное меню вызывается правой кнопкой мыши, содержит список возможных действий, которые пользователь может совершить с данным объектом.

Работа с окнами

При работе в Windows каждому загружаемому приложению отводится окно, причем все окна имеют определенные типовые компоненты. Окна приложений называются также окнами папок. Следует отличать окна приложений от других похожих объектов Windows – окно документа (с ними мы будем знакомиться при работе программах различных редакторов и электронных таблиц) и диалоговых окон (о них мы будем говорить на этом уроке).

Рассмотрим структуру окон Windows-приложения на примере окна Блокнот. Это приложение – своего рода файловый менеджер, обеспечивающий работу пользователя с файлами, папками, дискам.

Элементы окна

1. рабочая область : внутренняя часть окна, содержит вложенные папки или окна документов;
2. границы : рамка, ограничивающая окно с четырех сторон. Размеры окна можно изменять, перемещая границу мышью;
3. заголовок : строка непосредственно под верхней границей окна, содержащая название окна;
4. значок системного меню: кнопка слева в строке заголовка открывает меню перемещения и изменения размеров окна;
5. строка меню: располагается непосредственно под заголовком, содержит пункты меню, обеспечивает доступ к командам;
6. панель инструментов: располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам;
7. кнопки Свернуть, Развернуть/Восстановить, Закрыть расположены в верхней правой части окна.
8. полосы прокрутки. Если текст или картинка полностью не помещается в окне программы, то для ее просмотра снизу или справа появляются полосы прокрутки, которые можно двигать, открывая участки, не помещающиеся на экране.

Операции с окнами

@ Активизация окна осуществляется простым щелчком мыши по полю внутри окна.

@ Перемещение окна. Чтобы передвинуть окно, поместите курсор мыши в строку заголовка, нажмите кнопку мыши и понятии контур окна в нужную сторону. Отпустите кнопку мыши, и окно займет новое положение.

@ Изменение размеров окна . Распахнуть окно на весь экран, восстановить его до прежних размеров, свернуть на панель задач – все эти операции выполняются с помощью кнопок управления окном.

@ Закрытие окна производится щелчком по кнопке управления с крестиком, или комбинацией клавиш Alt+F4.

Диалоговые окна

Благодаря диалогам пользователь при работе в Windows избавлен от необходимости набора команд в строке. Необходимые команды вводятся путем манипуляции с элементами диалогов: щелчков по кнопкам, нажатием на стрелки, ввода значений в текстовые поля и т.д. Элементы диалогов называют еще элементами управления , эти элементы могут быть разбиты по следующим категориям.

@ Кнопки. Эти элементы указывают пользователю, какие действия он может выполнить.

@ Текстовые поля. Это буквенно-цифровые поля, которые применяются для ввода данных или получения информации от пользователя.

@ Списки. В полях списков, которые могут иметь полосы прокрутки, приводится перечень объектов или вариантов для выбора.

@ Надписи. С помощью этих элементов пользователю сообщается справочная информация.

@ Вкладки. Диалог может состоять из нескольких страниц. Каждая страница обозначается вкладкой.

@ Флажки. Эти элементы имеют вид маленьких квадратиков в диалоговых окнах.

@ Переключатели. Имеют не менее двух положений, позволяют выбрать только одно.

@ Ползунки. Применяются для увеличения или уменьшения значения некоторой переменной (интенсивности цвета, громкости звука и т.д.)

@ Счетчики. С помощью счетчиков, представляющие собой цифровые поля, вводятся числовые данные.

1. I. Закрепление нового материала. Вопросы:

Что такое графический интерфейс пользователя?

С помощью чего происходит управление в Windows?

Какие действия можно произвести с помощью мыши?

Перечислите элементы графического интерфейса Windows.

Что такое рабочий стол?

В чем отличие между значками и ярлыками?

Как получить доступ ко всем программам установленным на компьютере и ко всем настройкам Windows?

Где находятся цифровые часы?

Как переключить язык ввода с помощью мыши?

Как узнать текущую дату?

Перечислите основные элементы окна

2) Практикум.

1. Запустить приложение Мой компьютер , щелкнув два раза по пиктограмме Мой компьютер.

2. Распахнуть во весь экран окно

3. Свернуть окно на панель задач

4. Восстановить размер окна до первоначального размера

1. Переместить окно в правый нижний угол рабочего стола
2. закрыть окно приложения.

1. II. Домашнее задание.
2. III. Подведение итогов урока.

Введение

windows internet операционный

XXI век характеризуется ярко выраженным явлением глобализации и переходом от индустриального общества и обществу информационному. Под воздействием научно-технического прогресса повсеместно внедряются новые информационные технологии (далее ИТ), которые предоставляют уникальные возможности для быстрого и эффективного развития человечества в целом. На данный момент весьма важным аспектом для большинства людей стало умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Компьютеры проникли во все сферы человеческой жизни. Культура общения с компьютером стала общей культурой человека. Ознакомление с персональным компьютером (далее ПК) необходимо начинать с ознакомления операционной системы, т.к. без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей. Актуальностью данной темы является то, что операционная система (далее ОС) Windows фирмы Microsoft на сегодняшний момент считается самой распространенной системой на ПК. При включении компьютера ОС загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Без ОС невозможно представить работу с компьютером. Знание ОС необходимо для успешного пользования современными компьютерами.

Объектом исследования является рассмотрение операционных систем.

Предмет исследования - изучение основных особенностей ОС Windows.

Цель работы - исследовать понятие операционной системы Windows.

Данная цель обуславливает следующие задачи:

Рассмотрение основного понятия операционной системы.

Рассмотрение основных видов операционных систем и их характеристик.

Рассмотрение истории создания операционной системы Windows/

Изучение особенностей Windows XP, ее достоинств, недостатков и сетевых возможностей.

1. Понятие операционная система

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, функциями которого является контроль использования и распределения ресурсов вычислительной системы и организация взаимодействия пользователя с компьютером.

Система загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.

Основная причина необходимости операционной системы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера - это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Например, накопитель на магнитных дисках «понимает» только такие элементарные операции, как включить / выключить двигатель дисковода, установить читающие головки на определенный цилиндр, выбрать определенную читающую головку, прочесть информацию с дорожки диска в компьютер и т.д. И даже для выполнения такого несложного действия, как копирование файла с одной дискеты на другую (файл - это поименованный набор информации на диске или другом машинном носителе), необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на дисках и т.д. Задача еще усложняется следующим: имеется около десятка форматов дискет, и операционная система должна уметь работать со всеми этими форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата должна осуществляться абсолютно одинаково.

Файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие именно.Всефункции по обслуживанию таблиц размещения файлов, поиску информации в них, выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего не знать о них.

Во время работы программы копирования может возникать несколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для копируемого файла и т.д. Для всех этих ситуаций необходимо предусмотреть соответствующие сообщения и корректирующие действия.

Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например копирование или печать файлов. Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

2. Виды операционных систем и их краткая характеристика

Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX, Macintosh OS, Linux. У других современных ОС, например Linux, UNIX, OS/2, имеют свои преимущества и недостатки. Linux предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows, и имеет более продуманный интерфейс; UNIX применяется там, где требуется высокая надежность систем. Большим недостатком OS/2 и UNIX является довольно скудный выбор программных средств, и здесь Windows выигрывает у остальных операционных систем.

Наиболее распространенной является операционная система Windows. Существует несколько версий Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Все они близки между собой по содержанию. По-этому рассмотрим такие ОС как DOS и Windows-95.DOS - одна из первых операционных систем и одна из самых известных. Пик популярности этой операционной системы приходится на 90-е годы, сейчас эта операционная система используется редко. Наибольшей популярностью в мире на данный момент пользуются операционные системы фирмы Microsoft. Их доля составляет около 90% среди всех операционных систем. Наиболее устойчивые системы этой фирмы основаны на технологии NT.

Операционная система DOS

Операционная система DOS состоит из следующих частей:

) Базовая система ввода-вывода (ВIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

) Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.

) Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле! COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например Туре, Dir или Сор) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).

Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском» т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файл CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.

Window-95

Window-95 превратились из графической надстройки для DOS в полноценную операционную систему. По крайней мере, так заявляли ее разработчики. На самом же деле все было сложнее: в качестве основы в Windows-95 по-прежнему использовалась добрая старая DOS. Чуть модернизированная, конечно, и не заявленная в качестве отдельного продукта. Впрочем, большинство потребителей такой вариант устраивал. Ведь у них оставалась возможность работать в привычном DOS-режиме, не загружая графическую оболочку Windows, и, следовательно, не расставаться с привычными DOS-программами.

Так же операционная система Window-95 сталf 32-разрядной. Все предыдущие версии DOS и Windows были 16-разрядными и, стало быть, не могли в полной мере использовать возможности даже процессоров семейства 386 и уж тем более новых процессоров Pentium. Конечно, в этом достоинстве крылись и некоторые неудобства. Специально под Windows пользователям пришлось заменять все свои Windows-программы на новые 32-разрядные версии. Однако на практике переход оказался сравнительно легким. Уже в течение года были выпущены новые версии всех популярных программных продуктов. Но и старые 16-разрядные версии могли работать с новой ОС без всяких проблем.

3. История Windows

История Windows берет свое начало в 1986 году, когда появилась первая версия системы. Она представляла собой набор программ, расширяющих возможности существующих операционных систем для большего удобства в работе. Через несколько лет вышла вторая версия, но особой популярности система Windows не завоевала. Однако в 1990 году вышла новая версия - Windows 3.0, которая стала использоваться на многих персональных компьютерах. Популярность новой версии Windows объяснялась несколькими причинами. Графический интерфейс позволяет работать с объектами вашего компьютера не с помощью команд, а с помощью наглядных и понятных действий над значками, обозначающими эти объекты. Возможность одновременной работы с несколькими программами значительно повысила удобство и эффективность работы. Кроме того, удобство и легкость написания программ для Windows привели к появлению все больше разнообразных программ, работающих под управлением Windows. Наконец, лучше была организована работа с разнообразным компьютерным оборудованием, что также определило популярность системы. Последующие версии Windows были направлены на повышение надежности, а также поддержку средств мультимедиа (версия 3.1) и работу в компьютерных сетях (версия 3.11).

Параллельно с разработкой Windows компания Microsoft в 1988 году начала работу над новой операционной системой, названной Windows NT. Перед новой системой были поставлены задачи существенного повышения надежности и эффективной поддержки сетевой работы. При этом интерфейс системы не должен был отличаться от интерфейса Windows 3.0. Интересно, что самой распространенной версией Windows NT также стала третья версия. В 1992 году появилась версия Windows NT 3.0, а в 1994 году - Windows NT 3.5.

Процесс развития операционных систем не стоит на месте, и в 1995 появилась система Windows 95, ставшая новым этапом в истории Windows. По сравнению с Windows 3.1 значительно изменился интерфейс, выросла скорость работы программ. Одной из новых возможностей Windows 95 была возможность автоматической настройки дополнительного оборудования компьютера для работы без конфликтов друг с другом. Другой важной особенностью системы стала возможность работы с Интернетом без использования дополнительных программ.

Интерфейс Windows 95 стал основным для всего семейства Windows, и в 1996 появляется переработанная версия Windows NT 4.0, имеющая такой же интерфейс, как и Windows 95. Продолжением развития Windows 95 стала операционная система, появившаяся в 1998 году. При сохранившемся интерфейсе внутренняя структура была значительно переработана. Много внимания было уделено работе с Интернетом, а также поддержке современных протоколов передачи информации - стандартов, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами. Кроме того, особенностью Windows 98 является возможность работы с несколькими мониторами.

Следующим этапом в развитии Windows стало появление Windows 2000 и Windows Me (Millennium Edition - редакция тысячелетия). Система Windows 2000 разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства. Операционная система Windows Me стала наследницей Windows 98, но приобрела многие новые возможности. Прежде всего, это улучшенная работа со средствами мультимедиа, возможность записывать не только аудио, но и видеоинформацию, мощные средства восстановления информации после сбоев и многое другое. Постепенно разница между разными системами Windows стирается, и операционная система Windows XP предназначена для замены как Windows 2000, так и Windows Me.

В 2007, после Windows ХР появляется новая операционная система. На этот раз операционной системой от Microsoft становится Windows Vista. Эта система была создана на основе Windows ХР. Исправлены недостатки, улучшен дизайн, появился новый трехмерный интерфейс Aero Glass, который требует видео карту с поддержкой DirectX 9.0. Windows. Vista стала более требовательной в отличии от Windows ХР.

Через некоторое время появляется Windows Seven. Всем известная, как Windows 7. Эта операционная система была создана на основе Windows Vista. Имелись переработки в структуре. Исправлены недостатки, расширили сетевые возможности. В новой системе, разработчики явно уделили много внимания для работы с Интернетом. Так же Windows7 менее уязвима, чем ранние выпуски.

октября 2012 года корпорацией Microsoft была пущена в продажу операционная система Windows 8. Windows 8 в отличие от своих предшественников - Windows 7 и Windows XP - использует новый интерфейс под названием Modern (ранее - Metro). Этот интерфейс появляется первым после запуска системы; он схож по функциональности с рабочим столом - стартовый экран имеет плитки приложений (сродни ярлыкам), по нажатию на которые запускается приложение, открывается сайт или папка (в зависимости от того, к какому элементу или приложению привязана плитка). На сегодняшний день Windows 8 является самой новой операционной системой.8 имеет значительные недостатки и получает негативные отзывы со стороны пользователей, обладающих компьютером без поддержки сенсорного дисплея, из-за превалирования гаджетов интерфейса Metro. Пользователи критикуют изменённый интерфейс, заставляющий тратить дополнительное время на обучение работе с новой операционной системой. Хотя большинство новшеств описано в справочной системе, которая вызывается нажатием клавиши F1 при открытом рабочем столе.

4. Windows XP

Рассмотрев историю развития Windows, проанализировав основные моменты ее совершенствования, а также учитывая отзывы пользователей данным продуктом, можно прийти к выводу, что Windows XP была и остается самой востребованной версией. Поэтому рассмотрим особенности именно этой операционной системы.

Особенности Microsoft Windows XP

Операционная система Microsoft Windows XP, создана на основе технологии NT и является прямой наследницей системы Windows 2000. Вместе с тем, все лучшие нововведения, включенные в Windows Me, можно обнаружить и в Windows XP. При сохранении высоких показателей надежности, безопасности и быстродействия, система стала более простой в освоении, в ней появилось множество средств, предназначенных для индивидуальных домашних пользователей.

Система поставляется в нескольких вариантах, ориентированных на разные особенности применения. Версия Microsoft Windows XP Home Edition предназначена для индивидуальных пользователей, чаще всего работающих на домашнем компьютере. В этой версии особый упор сделан на работу с рисунками, аудио и видео. Версия Microsoft Windows XP Professional предназначена, как ясно из названия, для профессионалов. Эта версия наиболее часто используется в организациях. Если же вы дома выполняете сложные работы по созданию и редактированию изображений, моделированию и конструированию, или любые другие сложные работы, то эта версия подойдет и для вашего домашнего компьютера. Версия Microsoft Windows XP Server предназначена для установки на сервере - мощном компьютере, обеспечивающем работу множества пользователей в компьютерной сети. Работа в локальных сетях выходит за рамки данной книги, так что версия для сервера рассматриваться нами не будет. В книге описана основная версия операционной системы - Windows XP Professional. Практически не отличается от нее версия Windows XP Home Edition. Об имеющихся незначительных отличиях будет особо указано.

Следует отметить, что для эффективной работы с операционной системой Windows XP требуется достаточно мощный современный компьютер. Прежде всего, в компьютере должно быть установлено не менее 128 мегабайт памяти. Лучше установить 256 мегабайт, чтобы система работала быстрее. Процессор может использоваться любой, но не слишком старый. Если тактовая частота процессора не менее 300 мегагерц, то он подойдет. Хотя лучше, конечно, использовать процессор с частотой более одного гигагерца. Жесткий диск должен вмещать не только файлы операционной системы и временные файлы, но и иметь достаточно свободного места, например, для создания образа компакт-диска перед его записью. Реально требуется диск размером не менее двух-трех гигабайт. А если учесть, что на диске надо установить другие программы и оставить место для разных документов, то диск объемом 10 гигабайт нельзя назвать слишком большим.

В версии Windows XP сильно изменился внешний вид системы. Кнопки, значки, панели теперь выглядят немного иначе. Даже главное меню Windows изменилось. Изменения интерфейса самые значительные после перехода с Windows 3.1 на Windows 95. Вместе с тем имеется возможность использовать и старый интерфейс, если вы к нему привыкли. Особо следует отметить работу программ в режиме совместимости с предыдущими версиями Windows. Вы можете работать с программой, которая написана для Windows 95, и не работает в Windows 2000. Все версии Windows XP имеют множество нововведений. Поддерживается значительно больше разнообразных устройств. Система позволяет легко и удобно обрабатывать видеофильмы, фотографии, рисунки, музыку и песни. Теперь с помощью Windows XP любой сможет построить домашнюю сеть на основе двух-трех компьютеров, обеспечив совместное использование файлов, папок, принтера, факса и доступа в Интернет.

При работе с Windows XP для записи информации на записываемые и перезаписываемые компакт-диски вам не потребуется устанавливать дополнительные программы. Записать компакт-диск можно прямо из проводника Windows. Кстати, проводник сильно изменился. Кроме поддержки сжатых папок, особых папок для хранения рисунков, музыки и видео, добавлена панель с командами, состав которых меняется в зависимости от выполняемых вами действий.

Полезным компонентом системы является редактор видеофильмов. Теперь вы сможете выполнить профессиональный нелинейный монтаж своих любительских фильмов. Существенно легче стало работать с цифровыми фотокамерами и сканерами. Вам не потребуется никакой дополнительной программы, чтобы ввести фотографию в компьютер, незначительно преобразовать ее и распечатать на принтере. Универсальный проигрыватель аудио и видео теперь поддерживает больше форматов и позволяет сменить свой внешний вид. Вы можете сами создавать звуковые файлы в популярном формате МРЗ. Универсальный проигрыватель поддерживает также воспроизведение цифровых видеодисков (DVD-дисков), что позволит вам насладиться высочайшим качеством изображения и звука при просмотре современных фильмов. Для развлечений в Windows XP включено несколько новых игр, часть из которых позволяют вам играть в Интернете.

Существенно улучшена и защита системы. Теперь при случайном удалении важных системных файлов, они будут автоматически восстановлены. Имеется возможность восстановления системы к более раннему состоянию, после установки новых программ и оборудования. Улучшенная поддержка технологии Plug & Play позволяет подключить к компьютеру многие современные бытовые приборы.

Дальнейшее развитие получили и средства для работы с Интернетом. Существенно переработана справочная система, улучшена система безопасности. Многочисленные изменения коснулись средств администрирования и управления работой множества пользователей в локальной вычислительной сети.

В системе имеется и множество других нововведений, о которых вы узнаете по мере прочтения книги и знакомства с Windows XP. Однако перед началом работы с системой мы рекомендуем вам познакомиться с основными понятиями, используемыми в Windows XP. Если вы знакомы с предыдущими версиями Windows, большинство понятий для вас окажутся знакомыми.

Достоинства и недостатки Microsoft Windows XP

Система стала сложнее - но зато она гораздо реже дает сбои, практически не «зависает» и почти не выводит загадочных сообщений об ошибках. Все это обеспечивается следующими нововведениями:

а) новое ядро Windows. Разработчики Windows XP убрали последние остатки совместимого с MS-DOS кода, использовавшегося в Windows 95/98 (и несмотря на попытки скрыть это, в Windows Me). Внутри обеих версий Windows XP - устойчивое и надежное ядро, впервые появившееся в Windows 2000. С полностью защищенной моделью памяти, интегрированной системой защиты и уровнем абстрагирования от оборудования (Hardware Abstraction Layer - HAL), защищающего ключевые компоненты системы от плохих программ, Windows XP имеет гораздо меньше шансов на сбой в процессе повседневной работы. А если сбой все-таки случится, вы сможете воспользоваться набором утилит восстановления, значительно превосходящим по своим возможностям имевшиеся в предыдущих версиях Windows приложения.

б) устойчивые средства защиты системы. Типичным источником проблем в предыдущих версиях Windows было замещение жизненно важных системных файлов их устаревшими или некорректными версиями. Windows XP контролирует эти подмены, сохраняя правильную с точки зрения системы версию файла и одновременно позволяя приложению использовать нужные ему версии библиотек динамической компоновки. Дополнительная защита обеспечивается за счет средств восстановления, которые следят за системой и благодаря сохраненному «моментальному снимку» системных файлов и настроек позволяют выполнить «откат» к предшествующей конфигурации, если новое приложение или драйвер устройства вызывает проблемы.

в) откат драйверов устройств. Опытные пользователи Windows знают, что драйверы устройств, содержащие ошибки, могут полностью разрушить даже тщательно настроенную систему. Windows XP защищает от неприятностей, связанных с драйверами, предупреждая при попытке установления драйвера без цифровой подписи, которая удостоверяет его совместимость с Windows XP. Система также позволяет удалить драйвер и восстановить предыдущую версию, и даже в безопасном режиме, если это необходимо.

г) совместимость оборудования. Любой пользователь отчетливо понимает, как важно иметь хорошую поддержку операционной системой того или иного оборудования. В этом взаимопонимании ОС с оборудованием далеко не последнюю роль играют драйверы устройств. Они и предназначены для совместимости конкретного оборудования с конкретной ОС. Без преувеличения отмечу, что Windows - единственная в своем роде операционная система, которая способна «правильно» работать с подавляющим большинством современного оборудования, предназначенного для работы с компьютером. Видели ли вы сегодня, скажем, принтер или сканер, сопроводительные драйверы которого написаны только под Linux или Мас ОS? Конечно же, нет! В силу своей массовой распространенности современная Windows сегодня просто обязана поддерживать любое компьютерное оборудование и периферию. Поэтому на сегодняшний день в мире самое большое количество драйверов и их версий написано именно для Windows. Установочные драйверы сегодня обычно поставляются вместе с самим оборудованием на сопроводительном диске или дискете. Больше того: для большого количества оборудования в базе самой Windows сегодня присутствуют штатные драйверы, установленные в операционную систему ее разработчиками. Так, к примеру, для видеокарты SIS 6326 или принтера Epson LX сегодня совсем не обязательно искать установочный диск с драйверами. Windows сама обнаружит новое установленное оборудование и корректно установит для него драйвер из своей базы. Однако здесь следует сделать оговорку: драйверы в базе Windows присутствуют далеко не для всего оборудования, особенно нового. Чаще всего там можно найти драйвер к оборудованию, морально устаревшему на сегодняшний день. В целом же современная ОС поддерживает все современные типы устройств, предназначенные для работы с компьютером: сканеры, принтеры, устройства оцифровки информации, модемы, тюнеры, инфракрасные датчики, сетевые карты, диски и т.д.

д) стабильность ОС. В общем и целом стабильность работы современной Windows можно назвать приемлемой. Однако слово «приемлемой» здесь должно сопровождаться массой оговорок:

приемлемой стабильность работы ОС становится только после ее качественной и грамотной настройки;

стабильность современной Windows также в большой степени зависит от версии продукта и наличия установленных дополнений. Без их присутствия, к сожалению, в работе ОС происходят частые сбои;

стабильность Windows ХР также зависит и от самих приложений, установленных на ОС пользователем: чем они стабильнее в работе и чем более совместимы с самой программной оболочкой Windows, тем меньше сбоев мы сможем наблюдать в работе основной ОС;

на стабильность работы современной Windows большое влияние оказывает и само оборудование, которое используется совместно с работающей ОС. Зачастую несовместимость или некорректную работу того или иного оборудования некоторые пользователи запросто списывают на нестабильность Windows;

также на стабильную работу современной Windows XP далеко не последнее влияние оказывают драйверы устройств. Сегодняшние проблемы возникают у массы пользователей. Многое в работе того или иного устройства решает именно версия того или иного драйвера. Если же рассматривать драйверы, написанные к видеоадаптерам, то дело в том, что сегодня выход очередных видеодрайверов чаще всего бывает приурочен к выходу какой-либо видеоигры. Многие видеодрайверы пишутся именно под конкретный экземпляр игры и под конкретный экземпляр видеокарты. Цель такого «фокуса» только одна - максимально увеличить быстродействие работы видеоадаптера. Такие драйверы обычно идут в качестве сопровождения к самим играм на тех же установочных дисках игр. По большому счету, выход новых драйверов - это всегда устранение ошибок в старых плюс «заточка» под самые современные компьютерные игры для тестирования производительности видеоадаптеров. Поэтому «кривизна» установленных на ОС драйверов играет далеко не самую последнюю роль в нормальном функционировании современной Windows ХР;

пользование Интернетом и количество распространенных вирусов, проживающих на просторах Всемирной сети, также напрямую влияет на стабильность работы ОС. Эти виртуальные вирусы способны затруднить работу на любом компьютере. Внезапные и частые перезагрузки, самопроизвольное выключение компьютера, самовольный выход компьютера в сеть Интернет и прочие случаи виртуальной жизни являются верным признаком заражения ПК вирусами. В целом Windows ХР способна проработать достаточно продолжительное время (больше года) без возникновения особых проблем и необходимости переустановки ОС (разумеется, при соблюдении всех описанных выше предосторожностей).

е) новый дизайн интерфейса. Впервые со времен появления Windows 95 пользовательский интерфейс был настолько капитально пересмотрен лишь в Windows XP. Если вы выберете новый интерфейс Windows XP, некоторые отличия вы заметите сразу же:

яркие цвета. Цветовая схема устанавливается по умолчанию в Windows XP. Новая операционная система использует все возможности графического оборудования, допускающего использование 24- и 32-разрядного цвета;

объемные окна и кнопки. При выборе стиля Windows XP окна и кнопки становятся объемными со скругленными углами и сглаженными тенями. Также можно заметить, что все объекты слегка меняют свои цвета, когда проводится над ними курсором мыши - кнопки, вкладки и другие элементы интерфейса подсвечиваются, как ссылки на веб-страницах;

отчетливые значки. Дизайн всех системных значков был продуман заново. Новые значки ярче, набор цветов богаче, потому что они рассчитаны на разрешение до 24 бит (true color);

встроенные темы. Впервые темы для Рабочего стола появились в пакете Microsoft Plus к Windows 95. В Windows XP поддержка тем интегрирована в утилиту «Экран», причем поддерживается также изменение свойств элементов управления, границ окон и меню;

проблемы с совместимостью. Многие программы, изначально написанные для Windows 95, Windows 98 и Windows Me, не смогут работать правильно под Windows XP. Более того, некоторые устройства требуют использования драйверов, несовместимых с Windows XP.

Сетевые возможности

В версии ОС Windows XP используются возможности увеличения производительности сети, обеспечения повышенной надежности и эффективности.

В операционной системе Windows XP предусматривается использование возможности быстрого переключения пользователей.

Это позволяет организовать работу нескольких пользователей на одном компьютере. Каждый пользователь компьютера может создать отдельную защищенную паролем учетную запись с личной настройкой и частными файлами. На одном компьютере могут быть активны сразу несколько учетных записей, переключение между ними осуществляется просто и быстро.

Соединение компьютеров в сеть значительно увеличивает их возможности. Мощные и простые в эксплуатации сети Windows XP позволяют сэкономить время и деньги.На подключенных к сети компьютерах можно совместно использовать общее подключение Интернета, общий принтер и другое оборудование, а также общие файлы. Можно даже играть по сети с другими участниками в сетевые компьютерные игры.

Кроме того, установка сети с помощью MS Windows XP осуществляется проще, чем с помощью любой предыдущей операционной системы. Чтобы настроить сеть дома или в небольшом офисе, не обязательно быть экспертом в области организации сетей, мастер сделает все необходимые для этого шаги. Остается только ответить на несколько вопросов о компьютерах, которые требуется соединить, а мастер выполнит остальную работу.

После ввода сети в эксплуатацию операционная система Windows XP помогает обслуживать ее, автоматически отслеживая изменения и корректируя параметры, чтобы обеспечить максимальную производительность при минимуме усилий со стороны пользователя.

В Windows XP появились новые мощные средства, разработанные для поддержки работоспособности сети при любых обстоятельствах. Сложное программное обеспечение защищает операционную систему каждого компьютера, а также создает защитный барьер, или брандмауэр, предотвращающий проникновение в сеть неавторизованных лиц и вирусов из Интернета.

Таким образом, операционная система Windows - является самой распространенной системой. Сети Windows ХР имеют множество преимуществ, среди которых можно отметить мощность и простоту использования. Среди достоинств системы выделяется и надежность. Программное обеспечение ОС защищает компьютер от вирусов и несанкционированного использования информации другими лицами.

Создание локальных сетей в ОС MS Windows

Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируются на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.

При создании домашней или малой офисной сети компьютеры под управлением Windows XP Professional или Windows XP Home Edition подключены к локальной сети (LAN). При установке Windows XP обнаруживается сетевой адаптер и создается подключение по локальной сети. По умолчанию подключение по локальной сети всегда активно. Только подключения этого типа создаются и активизируются автоматически. Если разорвать подключение по локальной сети, оно больше не будет автоматически активизироваться. Сведения об этом сохраняются в профиле оборудования, поэтому профиль позволяет учитывать потребности мобильных пользователей, меняющих свое местоположение.

Создав домашнюю сеть или сеть небольшой организации, можно эффективно задействовать все ресурсы своего компьютера, используя его и для работы, и для развлечений.

При наличии нескольких компьютеров или другого оборудования, например принтеров, сканеров или камер, можно использовать сеть для общего доступа к файлам, папкам и подключениям Интернета. Например, когда компьютер подключен к сети, пользователь другого компьютера также может получить доступ к Интернету в это время. При наличии нескольких компьютеров и одного или нескольких периферийных устройств (принтеров, сканеров или камер) доступ к этим устройствам может осуществляться со всех компьютеров.

Существует несколько способов объединения компьютеров в сеть. Для домашней и малой офисной сети наиболее простой моделью является одноранговая сеть.

Одноранговая сеть, также называемая рабочей группой, позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом напрямую и не требует наличия сервера для управления сетевыми ресурсами. Она наиболее подходит при размещении на общей площади менее десяти компьютеров. Компьютеры в рабочей группе рассматриваются как узлы, поскольку они равны и пользуются общими ресурсами. Каждый пользователь решает сам, какие данные локального компьютера можно предоставить для общего доступа в сети. Общий доступ к ресурсам позволит пользователям печатать на одном принтере, получить доступ к данным в общих папках и работать с одним файлом, не передавая его на гибком диске.

Домашняя или малая офисная сеть похожа на телефонную систему. Находясь в сети, каждый компьютер обеспечен сетевым адаптером, который выполняет функцию, схожую с функцией телефонной трубки: как телефонная трубка, используемая для приема и передачи разговора, сетевое устройство компьютера посылает и принимает сведения других компьютеров сети.

Таким образом, локальная сеть Windows XP используются в пределах одной фирмы или предприятия. Самой распространенной локальной сетью является одноранговая сеть, которая позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом напрямую и не требует наличия сервера для управления сетевыми ресурсами. Локальная сеть предоставляет следующие возможности: использовать общий доступ к подключению Интернета, к файлам и папкам, к оргтехнике, а также совместные игры и развлечения.

Глобальная сеть Internet

Глобальными называются компьютерные сети, охватывающие большие географические пространства. Самой распространенной глобальной сетью является Internet. Интернет - глобальная международная компьютерная сеть цифровой связи, объединяющая между собой в единую логическую архитектуру множество серверов, на которых находится огромный объем информации по разнообразным темам. Глобальная сеть всегда состоит из многих соединенных вместе локальных сетей.

При использования Windows XP для настройки нового подключения к Интернету служит мастер сетевого подключения. Мастер подключения создаст соединение с Интернетом и отобразит на экране список поставщиков услуг Интернета вместе со сведениями о предлагаемых ими услугах. Остается выбрать подходящего поставщика в списке, затем предоставляется новая учетная запись.XP содержит самую последнюю версию обозревателя MSN Explorer с полным пакетом служб Microsoft и последнее обновление обозревателя Internet Explorer.

Информационные ресурсы Интернет, сосредоточенные на серверах World Wide Web позволяют пользователям не только просматривать имеющие страницы, переходя от ссылки к ссылке, но и запрашивать необходимую информацию.

Пользователи Интернет могут использовать сеть не только как источник информации, но и как средства общения.XP предлагает следующие пути для обеспечения безопасности и конфиденциальности при работе в Интернете:

использование параметров безопасности и конфиденциальности обозревателя Internet Explorer, чтобы обеспечить конфиденциальность и повысить безопасность компьютера и своих личных данных;

использование зон безопасности, чтобы повысить степень защиты компьютера, задав разные уровни безопасности для различных областей Интернета;

использование средств ограничения доступа (Content Advisor), чтобы избежать отображения на экране предосудительных страниц, используя стандартные рейтинги, которые были определенны независимо комитетом PICS (Platform for Internet Content Selection).

Таким образом, Интернет - это самая распространенная глобальная сеть. MSN Explorer - это новая универсальная программа, позволяющая более полно использовать Интернет. Он позволяет получать доступ к различным ресурсам Интернет (текст, изображения, файлы) по заданному адресу. Для общения в операционной системе Windows XP используются такие программы как E-mail, Outlook Express, Windows Messenger. Windows XP использует мощные средства для обеспечения безопасности и защиты сети.

Заключение

В данной работе «Особенности операционной системы Windows» было изучено само понятие операционной системы Windows, история ее развития и совершенствования, а также особенности этого информационного продукта. На основе вышесказанного, можно сделать вывод: операционная система Windows - наиболее популярная и распространенная операционная система во всем мире, и для большинства пользователей она наиболее подходящая ввиду своей простоты, неплохого интерфейса, приемлемой производительности и огромного количества прикладных программ для нее

Список используемой литературы

1. Гордеев А.В. Операционные системы: учеб. для вузов по напр. «Информатика и вычислительная техника» / А.В. Гордеев, 2-е изд., СПб.: Питер, 2009. - 415 с.

Леонтьев В.П. Осваиваем Windows XP быстро и увлекательно: справочное издание / В.П. Леонтьев, М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2010. - 219 с.

Острейковский В.А. Информатика: учебник для вузов / В.А. Острейковский, М.: Высшая школа, 2011. - 511 с.

Свиридова М.Ю. Операционная система Windows XP: учеб. пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова, М.: Академия, 2009. - 189 с.

Степанов А.Н. Информатика: учебное пособие для вузов / А.Н. Степанов, 4-е изд., СПб.: Питер, 2012. - 684 с.

Таненбаум Э. Современные операционные системы / Эндрю Таненбаум, 2-е изд., СПб.: Питер, 2009, 2010. - 1038 с.

. #"justify">. #"justify">. http://www.litenet.ru/content-280.html

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

ОССО Н.Н.Люблинская

Лекция 1-2. Основные понятия ОС 2009

Операционная система (ОС) в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

ОС как виртуальная (расширенная) машина. Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. (Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать.) При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные тому, в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи – это операционная система. Операционная система также берет на себя такие функции как обработка прерываний, управление таймерами и оперативной памятью и т.д.

С точки зрения пользователя функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину, тем самым скрывая от пользователя детали управления оборудованием (hardware)

Этот принцип иллюстрируется рис.1.

Рис. 1. Операционная система, процессы, оборудование

Как видно из рисунка, ОС играет роль "прослойки" между процессами пользователей и оборудованием системы. (Под оборудованием понимаются, как правило, внешние устройства, но можно трактовать этот термин и шире - включая в него все первичные ресурсы). Процессы пользователей не имеют непосредственного доступа к оборудованию и, говоря шире, к системным ресурсам. Если процессу необходимо выполнить операцию с системным ресурсом, в том числе, и с оборудованием, процесс выдает системный вызов. ОС интерпретирует системный вызов, проверяет его корректность, возможно, помещает в очередь запросов и выполняет его. Если выполнение вызова связано с операциями на оборудовании, ОС формирует и выдает на оборудование требуемые управляющие воздействия. Оборудование, выполнив операцию, заданную управляющими воздействиями, сигнализирует об этом прерыванием. Прерывание поступает в ядро ОС, которое анализирует его и формирует отклик для процесса, выдавшего системный вызов. Если выполнение системного вызова не требует операций на оборудовании, отклик может быть сформирован немедленно.

Управляющие воздействия и прерывания составляют интерфейс оборудования, системные вызовы и отклики на них - интерфейс процессов. В качестве синонима интерфейса процессов мы в соответствии со сложившейся в последнее время традицией часто будем употреблять аббревиатуру API (Application Programm Interface - интерфейс прикладной программы).

Отделение процессов пользователя от оборудования преследует две цели.

Во-первых, - безопасность. Если пользователь не имеет прямого доступа к оборудованию и вообще к системным ресурсам, то он не может вывести их из строя или монопольно использовать в ущерб другим пользователям. Обеспечение этой цели нуждается в аппаратной поддержке, рассматриваемой в следующем разделе.

Во-вторых, - обеспечение абстрагирования пользователя от деталей управления оборудованием. Вывод на диск, например, требует сложного программирования контролера дискового устройства, однако, все пользователи используют для этих целей простое обращение к драйверу устройства. Более того, в большинстве систем имеются библиотеки системных вызовов, обеспечивающие API для языков высокого уровня (прежде всего - для языка C). Можно также говорить о том, что ОС интегрирует ресурсы: из ресурсов низкого (физического) уровня она конструирует более сложные ресурсы, которые с одной стороны сложнее (по функциональным возможностям), а с другой стороны - проще (по управлению) низкоуровневых.

ОС как система управления ресурсами – менеджер ресурсов. С другой стороны, с точки зрения системного программиста, ОС представляет собой набор программ , управляющий всеми частями сложной вычислительной системы (ВС) - ресурсами. Ресурс - "средство системы обработки данных, которое может быть выделено процессу обработки данных на определенный интервал времени" . Простыми словами: ресурс - это все те аппаратные и программные средства и данные, которые необходимы для выполнения программы. Ресурсы можно подразделить на первичные и вторичные. К первой группе относятся те ресурсы, которые обеспечиваются аппаратными средствами, например: процессор, память - оперативная и внешняя, устройства и каналы ввода-вывода и т.п. Ко второй группе - ресурсы, порождаемые ОС, например, системные коды и структуры данных, файлы, семафоры, очереди и т.п. В последнее время в связи с развитием распределенных вычислений и распределенного хранения данных все большее значение приобретают такие ресурсы как данные и сообщения.

В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

- планирование ресурса - то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;

- отслеживание состояния ресурса – то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.

1. Эволюция ОС

Первый период (1945 -1955). В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм.

Второй период (1955 - 1965). С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы – полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Именно в этот период произошло разделение персонала на программистов и операторов, эксплуатационщиков и разработчиков вычислительных машин.

В эти годы появились первые алгоритмические языки, а следовательно и первые системные программы – компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ. Появились первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программ за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом. В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий.

Третий период (1965 - 1980). Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров.

Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию «цена-производительность». Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными и громоздкими. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование – это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.

Другое нововведение – спулинг (spooling). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел.

Наряду с мультипрограммной реализацией систем пакетной обработки появился новый тип ОС – системы разделения времени. Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного использования вычислительной машины.

Четвертый период (1980 - настоящее время). Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку. С точки зрения архитектуры персональные компьютеры ничем не отличались от класса миникомпьютеров типа PDP-11.

Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки «дружественного» (понятного) программного обеспечения.

На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская ОС UNIX доминировала в среде «неинтеловских» компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров.

В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС.

В сетевых ОС пользователи должны быть осведомлены о наличии других компьютеров и должны делать логический вход в другой компьютер, чтобы воспользоваться его ресурсами, преимущественно файлами. Каждая машина в сети содержит свою собственную локальную операционную систему, отличающуюся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств, позволяющих компьютеру работать в сети. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС однопроцессорного компьютера, но она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств (драйвер сетевого адаптера), а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным файлам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы.

2. Классификация ОС

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

2.1. Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

- однозадачные (например, MS-DOS, MSX)

Многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95, Windows NT).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

- однопользовательские (MS-DOS, ранние версии OS/2);

- многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

- невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);

- вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

Основным различием между вытесняющим и невытесняющим вариантами многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а во втором - распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Поддержка многонитевости. 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).

Многопроцессорная обработка. 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 Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

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.

Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода, сетевыми функциями.

2.2. Особенности методов построения

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

К таким базовым концепциям относятся:

1) 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. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

2) Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

3) Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы.

4) Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб.

2.3.Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. 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.

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.

Сетевая ОС имеет в своем составе средства передачи сообщений между компьютерами по линиям связи, которые совершенно не нужны в автономной ОС. На основе этих сообщений сетевая ОС поддерживает разделение ресурсов компьютера между удаленными пользователями, подключенными к сети. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как IP, IPX, Ethernet и другие.

Многопроцессорные системы требуют от операционной системы особой организации, с помощью которой сама операционная система, а также поддерживаемые ею приложения могли бы выполняться параллельно отдельными процессорами системы. Параллельная работа отдельных частей ОС создает дополнительные проблемы для разработчиков ОС, так как в этом случае гораздо сложнее обеспечить согласованный доступ отдельных процессов к общим системным таблицам, исключить эффект гонок и прочие нежелательные последствия асинхронного выполнения работ.

Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров. Кластер - слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Наряду со специальной аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная поддержка со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической реконфигурации системы. Одной из первых разработок в области кластерных технологий были решения компании Digital Equipment на базе компьютеров VAX.

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающем перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на С, который и был разработан для программирования операционных систем.

2.4. Особенности областей использования

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

- системы пакетной обработки (например, OC EC),

- системы разделения времени (UNIX, VMS),

- системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается "выгодное" задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

Задачи и упражнения

1. Какие события в развитии технической базы вычислительных машин стали вехами в истории операционных систем?

2. В чем состояло принципиальное отличие первых мониторов пакетной обработки от уже существовавших к этому времени системных обрабатывающих программ - трансляторов, загрузчиков, компоновщиков, библиотек процедур?

3. Может ли компьютер работать без операционной системы?

4. Как эволюционировало отношение к концепции мультипрограммирования на протяжении всей истории ОС?

5. Какое влияние на развитие ОС оказал Интернет?

6. Чем объясняется особое место ОС UNIX в истории операционных систем?

7. В чем состоят современные тенденции развития ОС?

Информатика, кибернетика и программирование

Операционные системы основные понятия. Операционная система сокр. ОС англ. operating system комплекс управляющих и обрабатывающих программ которые с одной стороны выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами а с друг

Операционные системы - основные понятия.

Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system ) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных ОС общего назначения.

Существуют две группы определений ОС: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны ОС.

Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: межсетевых экранов, маршрутизаторов).

ОС нужны, если:

1. вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
2. различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
3. между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
4. необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);
5. наконец, оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).

Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать, прежде всего, как:

1. использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
2. многопользовательские (с разделением полномочий),
3. многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов:

1. ядро , содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
2. системные библиотеки ;
3. оболочка с утилитами .

Основные функции операционных систем:

1. Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
2. Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
3. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
4. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
5. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
6. Обеспечение пользовательского интерфейса.
7. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

1. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
2. Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
3. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
4. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
5. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
6. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
7. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

Компоненты операционной системы:

1. Загрузчик
2. Командный процессор (интерпретатор)
3. Драйверы устройств
4. Интерфейс.

1. Классификация ОС

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

1.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

1. однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и
2. многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95 и т.д.).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

1. однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
2. многопользовательские (UNIX, Windows NTи т.д.).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

1. невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
2. вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX и т.д.).

Основным различием между вытесняющим и невытесняющим вариантами многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а во втором - распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Поддержка многонитевости. 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).

Многопроцессорная обработка. 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 Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft (и далее) и NetWare 4.1 фирмы Novell.

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.

Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода.

Специфика ОС проявляется и в том, каким образом она реализует сетевые функции: распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам, передача сообщений по сети, выполнение удаленных запросов. При реализации сетевых функций возникает комплекс задач, связанных с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение справочной информации о всех доступных в сети ресурсах и серверах, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, тиражирование данных, согласование копий, поддержка безопасности данных.

1.2 Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. 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.

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.

Сетевая ОС имеет в своем составе средства передачи сообщений между компьютерами по линиям связи, которые совершенно не нужны в автономной ОС. На основе этих сообщений сетевая ОС поддерживает разделение ресурсов компьютера между удаленными пользователями, подключенными к сети. Для поддержания функций передачи сообщений сетевые ОС содержат специальные программные компоненты, реализующие популярные коммуникационные протоколы, такие как IP, IPX, Ethernet и другие.

Многопроцессорные системы требуют от операционной системы особой организации, с помощью которой сама операционная система, а также поддерживаемые ею приложения могли бы выполняться параллельно отдельными процессорами системы. Параллельная работа отдельных частей ОС создает дополнительные проблемы для разработчиков ОС, так как в этом случае гораздо сложнее обеспечить согласованный доступ отдельных процессов к общим системным таблицам, исключить эффект гонок и прочие нежелательные последствия асинхронного выполнения работ.

Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров. Кластер - слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Наряду со специальной аппаратурой для функционирования кластерных систем необходима и программная поддержка со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической реконфигурации системы. Одной из первых разработок в области кластерных технологий были решения компании Digital Equipment на базе компьютеров VAX. Данной компанией заключено соглашение с корпорацией Microsoft о разработке кластерной технологии, использующей Windows NT. Несколько компаний предлагают кластеры на основе UNIX-машин.

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС. Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX. В этих системах аппаратно-зависимые места тщательно локализованы, так что при переносе системы на новую платформу переписываются только они. Средством, облегчающем перенос остальной части ОС, является написание ее на машинно-независимом языке, например, на С, который и был разработан для программирования операционных систем.

1.3 Особенности областей использования

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

1. системы пакетной обработки (например, OC EC),
2. системы разделения времени (UNIX, VMS),
3. системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается "выгодное" задание. Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. Ясно, что системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая "выгодна" системе, и, кроме того, имеются накладные расходы вычислительной мощности на более частое переключение процессора с задачи на задачу. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

1. 4 Особенности методов построения

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

К таким базовым концепциям относятся:

1. 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. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.
2. Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.
3. Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС. Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы.
4. Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб.

2. Ядро операционной системы

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

Объекты ядра ОС:

1. Процессы
2. Файлы
3. События
4. Потоки
5. Семафоры
6. Мьютексы
7. Каналы
8. Файлы, проецируемые в память.

3. Эволюция операционных систем и основные идеи

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950—1960-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

3.1 Пакетный режим

Необходимость оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов привела к появлению концепции «пакетного режима» исполнения программ. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причём ОС может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора.

3.2 Разделение времени и многозадачность

Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ.

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

3.3 Разделение полномочий

Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности изменения исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой программой (намеренно или по ошибке), а также изменения самой ОС прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).

3.4 Реальный масштаб времени

Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало реализации «реального масштаба времени» («реального времени») — синхронизации исполнения программ с внешними физическими процессами.

Включение функции реального масштаба времени в ОС позволило создавать системы, одновременно обслуживающие производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и/или в режиме разделения времени).

3.5 Файловые системы и структуры

Постепенная замена носителей с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) накопителями произвольного доступа (на магнитных дисках).

Файловая система — способ хранения данных на внешних запоминающих устройствах.

4. UNIX, стандартизация операционных систем и POSIX

К концу 1960-х годов отраслью и научно-образовательным сообществом был создан целый ряд ОС, реализующих все или часть очерченных выше функций. К ним относятся Atlas (Манчестерский университет), CTTS и ITSS (Массачусетский технологический институт, MIT), THE (Эйндховенский технологический университет), RS4000 (Университет Орхуса) и др. (всего эксплуатировалось более сотни различных ОС).

Наиболее развитые ОС, такие как OS/360 (IBM), SCOPE (CDC (англ.)) и завершённый уже в 1970-х годах MULTICS (MIT и Bell Labs), предусматривали возможность исполнения на многопроцессорных компьютерах.

Эклектичный характер разработки ОС привёл к нарастанию кризисных явлений, прежде всего, связанных с чрезмерными сложностью и размерами создаваемых систем. ОС были плохо масштабируемыми (более простые не могли использовать все возможности крупных вычислительных систем; более развитые неоптимально исполнялись на малых или не могли исполняться на них вовсе) и полностью несовместимыми между собой, их разработка и совершенствование затягивались.

Задуманная и реализованная в 1969 году Кеном Томпсоном при участии нескольких коллег (включая Денниса Ритчи и Брайана Кернигана), ОС UNIX (первоначально UNICS, что обыгрывало название MULTICS) вобрала в себя многие черты более ранних ОС, но обладала целым рядом свойств, отличающих её от большинства предшественниц:

1. простая метафорика (два ключевых понятия: вычислительный процесс и файл);
2. компонентная архитектура: принцип «одна программа — одна функция» плюс мощные средства связывания различных программ для решения возникающих задач («оболочка»);
3. минимизация ядра (кода, выполняющегося в «реальном» (привилегированном) режиме процессора) и количества системных вызовов;
4. независимость от аппаратной архитектуры и реализация на машиннонезависимом языке программирования (язык программирования Си стал побочным продуктом разработки UNIX);
5. унификация файлов.

UNIX, благодаря своему удобству прежде всего в качестве инструментальной среды (среды разработки), была тепло принята сначала в университетах, а затем и в отрасли, получившей прототип единой ОС, которая могла использоваться на самых разных вычислительных системах и, более того, могла быть быстро и с минимальными усилиями перенесена на любую вновь разработанную аппаратную архитектуру.

В конце 1970-х годов сотрудники Калифорнийского университета в Беркли внесли ряд усовершенствований в исходные коды UNIX, включая работу с протоколами TCP/IP. Их разработка стала известна под именем BSD (Berkeley Software Distribution).

Благодаря конкурентности реализаций архитектура ОС UNIX стала вначале фактическим отраслевым стандартом, а затем обрела статус и стандарта юридического — ISO/IEC 9945.

Только ОС, отвечающие спецификации Single UNIX Specification, имеют право носить имя UNIX. К таким системам относятся AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, SCO OpenServer, Solaris, Tru64 и z/OS.

ОС, следующие стандарту POSIX или опирающиеся на него, называют «POSIX-совместимыми» (чаще встречается словоупотребление «UNIX-подобные» или «семейство UNIX», но оно противоречит статусу торгового знака «UNIX», принадлежащего консорциуму The Open Group и зарезервированному для обозначения ОС, строго следующих стандарту). Сертификация на совместимость со стандартом стоит некоторых денег, из-за чего некоторые системы не проходили этот процесс, однако считаются POSIX-совместимыми просто потому, что это так.

К UNIX-подобным ОС относятся системы, основанные на последней версии UNIX, выпущенной Bell Labs (System V), на разработках университета Беркли (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), на основе Solaris (OpenSolaris, BeleniX, Nexenta), а также ОС GNU/Linux, разработанная в части утилит и библиотек проектом GNU и в части ядра — сообществом, возглавляемым Линусом Торвальдсом.

Стандартизация ОС гарантирует возможность безболезненной замены самой ОС и/или оборудования при развитии вычислительной системы или сети и дешёвого переноса прикладного программного обеспечения (строгое следование стандарту предполагает полную совместимость программ на уровне исходного текста; из-за профилирования стандарта и его развития некоторые изменения бывают всё же необходимы, но перенос программы между POSIX-совместимыми системами обходится на порядки дешевле, чем между альтернативными), а также преемственность опыта пользователей.

Самым заметным эффектом существования этого стандарта стало эффективное разворачивание Интернета в 1990-х годах.

5. Пост-UNIX-архитектуры операционных систем

Коллектив, создавший ОС UNIX, развил концепцию унификации объектов ОС, включив в исходную концепцию UNIX «устройство — это тоже файл» также и процессы, и любые другие системные, сетевые и прикладные сервисы, создав новую концепцию: «что угодно — это файл». Эта концепция стала одним из основных принципов ОС Plan9 (название было позаимствовано из фантастического триллера «План 9 из открытого космоса» Эдварда Вуда-младшего), призванной преодолеть принципиальные недостатки дизайна UNIX и сменившей «рабочую лошадку» UNIX System V на компьютерах сети Bell Labs в 1992 году.

Кроме реализации всех объектов ОС в виде файлов и размещения их на едином и персональном для каждого терминала вычислительной сети пространстве (namespace), были пересмотрены другие архитектурные решения UNIX. Например, в Plan9 отсутствует понятие «суперпользователь», и, соответственно, исключаются любые нарушения режима безопасности, связанные с нелегальным получением прав суперпользователя в системе. Для представления (хранения, обмена) информации Роб Пайк и Кен Томпсон разработали универсальную кодировку UTF-8, на сегодняшний день ставшую стандартом де-факто. Для доступа к файлам используется единый универсальный протокол 9P, по сети работающий поверх сетевого протокола (TCP или UDP). Таким образом, для прикладного ПО сети не существует — доступ к локальным и к удалённым файлам единообразен. 9P — байт-ориентированный протокол, в отличие от других подобных протоколов, являющихся блок-ориентированными. Это также результат работы концепции: доступ побайтно — к унифицированным файлам, а не поблочно — к разнообразным и сильно изменяющимися с развитием технологий устройствам. Для контроля доступа к объектам не требуется иных решений, кроме уже существующего в ОС контроля доступа к файлам. Новая концепция системы хранения избавила администратора системы от изнурительного труда по сопровождению архивов и предвосхитила современные системы управления версиями файлов.

ОС, созданные на базе или идеях UNIX, такие как всё семейство BSD и системы GNU/Linux, постепенно перенимают новые идеи из Bell Labs. Возможно, эти новые идеи ждёт большое будущее и признание ИТ-разработчиков.

Новые концепции были использованы Робом Пайком в «Inferno».

На основе «Plan9» в Испании разрабатываются ОС Off++ и Plan B, носящие экспериментальный характер.

К попыткам создать пост-UNIX-архитектуру можно также отнести разработку системы программирования и операционной среды Оберон в Швейцарском федеральном технологическом институте (ETH Zurich) под руководством профессора Никлауса Вирта.

6. Существующие операционные системы

Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX-подобные, пост-UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или современные), по назначению (универсальные, ОС встроенных систем, ОС PDA, ОС реального времени, для рабочих станций или для серверов), а также по множеству других признаков.

Проприетарные(запатентованные, частные)

Ранние

1. CTSS (The Compatible TimeShare System, разработанная в MIT — Массачусетском технологическом институте).
2. Incompatible Timesharing System (The Incompatible Timeshare System, разработаннаяв MIT длясерверов DEC 10 / 20).
3. THE (разработана Эдсгером Дейкстрой и другими).
4. MULTICS (проект Bell Labs, GE, и MIT).
5. Master programme разработанная LEO computer, Leo III в 1962 году.
6. Business Operating System (BOS) — кросс-платформенная, основанная на командной строке.
7. Commodore PET, Commodore 64, и Commodore VIC-20.
8. Sinclair Micro и QX, и подобные.
9. TRS-DOS, ROM OS (улучшенный интерпретатор Microsoft BASIC с поддержкой файловой системы).
10. TI99-4.
11. FLEX от Technical Systems Consultants для микрокомпьютеров, построенных на Motorola 6800 и 6809: SWTPC, Tano, Smoke Signal Broadcasting, Gimix и других.
12. HDOS — Heath DOS, для микрокомпьютеров.
13. Cray Operating System длясуперкомпьютеров Cray Research.

Acorn

1. Arthur
2. MOS (на BBC Micro и BBC Master)
3. RISC OS
4. RISCiX

Atari ST

1. MultiTOS

Apple

1. Apple Darwin
2. Apple DOS
3. GS/OS
4. Mac OS
5. Mac OS 8
6. Mac OS 9
7. Mac OS X
8. 10.0 Cheetah
9. 10.1 Puma
10. 10.2 Jaguar
11. 10.3 Panther
12. 10.4 Tiger
13. 10.5 Leopard
14. 10.6 Snow Leopard
15. ProDOS

Корпорация Be

Control Data Corporation

1. CDC KRONOS
2. CDC NOS
3. CDC SCOPE

DEC / Compaq / HP

1. ITS (для PDP-6 и PDP-10)
2. TOPS-10 (для PDP-10)
3. TOPS-20 (для PDP-10)
4. WAITS
5. TENEX (от BBN)
6. RSTS/E (работала на нескольких типах машин, в основном PDP-11)
7. RSX-11 (многопользовательская многозадачная ОС для PDP-11)
8. RT-11 (однопользовательская для PDP-11)
9. RTE-II (система реального времени для HP-2000/2100 и ДОС РВ для М-6000/7000, СМ-1)
10. VMS (от DEC для серии компьютеров VAX, позднее переименована в OpenVMS)
11. HP-UX от HP
12. NonStop OS — разработана компанией Tandem Computers, впоследствии приобретённой фирмой Compaq
13. OSF/1 (от DEC; дважды переименована, сначала в Digital UNIX, затем в Tru64 UNIX)

IBM

1. IBSYS
2. OS/2 v1.0 — Выпущена в декабре 1987 года. Одна из первых операционных систем с поддержкой многозадачного режима процессора 80286.
3. OS/2 v1.10SE — Выпущена в октябре 1988 года. SE = Standard Edition.
4. OS/2 v1.10EE — 1989 год.
5. OS/2 v1.20 — 1989 год. Редакции SE и EE. Улучшенный Presentation Manager.
6. OS/2 v1.30 — 1991 год. Также редакции SE и EE.
7. OS/2 v2.00 — Весна 1992 года. Первая версия OS/2, которой для работы необходим процессор 80386 с его защищённым режимом.
8. OS/2 v2.10 — Май 1993 года.
9. OS/2 v2.11 — Конец 1993 года. Не содержит подсистемы Win-OS/2 и устанавливается поверх Windows 3.1. Стоит дешевле других версий OS/2.
10. OS/2 v3.0 «Warp» и «Warp Connect» — Октябрь 1994 года.
11. OS/2 v4.0 «Merlin» — Сентябрь 1996 года.
12. OS/2 Warp 4.5 Server for E-business «Aurora» — Апрель 1999 года. Дальнейшие обновления получили имена CP1 и CP2 (Convenience Package) и базировались на Aurora.
13. eComStation
14. AIX — Unix-подобная ОС
15. AIX/RT
16. AIX/6000
17. AIX PC
18. AIX/ESA
19. AIX/370
20. AIX 5L
21. OS/400
22. DOS/360
23. DOS/VSE
24. OS/360 — первая ОС для архитектуры System 360
25. MFT — позднее переименована в OS/VS1
26. MVT — позднее переименована в OS/VS2
27. MVS — разновидность MVT
28. OS/390
29. z/OS — следующая версия после IBM OS/390
30. z/VM — разновидность VM
31. z/VSE — разновидность VSE
32. Basic Operating System — перваяОСдляархитектуры System 360
33. PC DOS — OEM-версия MS-DOS, впоследствии дорабатывалась самостоятельно.
34. ОС ЕС, СВМ, МВС, ДОС ЕС, МОС ЕС — IBM-совместимые операционые системы (клоны) советского производства

ICT/ICL

1. GEORGE

Microsoft

1. MSX-DOS
2. MS-DOS
3. Xenix — лицензированная версия Unix; продана SCO в 1990-х
4. Microsoft Windows
5. Windows 1.0
6. Windows 2.0 (для 80286)
7. Windows 3.0 — первая версия, имевшая коммерческий успех
8. Windows 3.1
9. Windows for Workgroups 3.11
10. Windows 9x — версии Windows 4.x, новое семейство, сохранявшее преемственность с Windows 3.x
11. Windows 95 (версия Windows 4.00.950)
12. Windows 98 (версия Windows 4.10.1998)
13. Windows Me (версия Windows 4.90.3000)
14. Windows NT — ОС, разрабатываемая в Майкрософт с 1988 года командой во главе с Дэвидом Катлером под рабочим названием OS/2 Version 3.
15. Windows NT 3.1 — первая версия Windows NT, выпущена 27 июля 1993
16. Windows NT 3.5 (варианты поставки: Workstation — для рабочих станций и Server — для серверов)
    1. Windows NT 3.51 — отлаженная версия Windows NT 3.5
17. Windows NT 4.0 (варианты поставки: Workstation — для рабочих станций и Server — для серверов)
18. Windows 2000 (версия Windows NT 5.0)
19. Windows XP (версия Windows NT 5.1 — внутреннеосновананаядре Windows 2000); вариантыпоставки: Home, Professional, Tablet PC Edition, Media Center Edition, Embedded
    1. Windows Server 2003 (версия Windows NT 5.2) — вариант Windows XP для работы на серверах
    2. Windows Compute Cluster Server 2003 — вариант Windows XP для работы в кластерных системах
    3. Windows XP Embedded — вариант Windows XP для встраиваемых систем
20. Windows Vista (версия Windows NT 6.0)
    1. Windows Server 2008 (версия Windows NT 6.0) — вариант Windows Vista дляработынасерверах
    2. Windows HPC Server 2008 — замена Windows Compute Cluster Server 2003 длякластерныхсистем
    3. Windows Home Server
    4. Windows Vista for Embedded Systems — вариант Windows Vista длявстраиваемыхсистем
21. Windows 7 (версия Windows NT 6.1)
    1. Windows Server 2008 R2 (версия Windows NT 6.1) — вариант Windows 7 для работы на серверах
22. Windows CE (compact edition — компактная редакция) — Операционная система реального времени для встраиваемых систем, мобильных телефонов, наладонных компьютеров и даже роботов.
23. Windows Mobile, Pocket PC — версии Windows CE для мобильных телефонов и наладонных компьютеров.
24. Windows Embedded — версии Windows CE для встраиваемых систем, включая роботов.

Mediatek

1. MtkOS — Операционная система для мобильных телефонов на MTK(ARM) процессорах

Novell

1. NetWare — сетевая ОС
2. NetWare 3.x, в том числе Netware v3.12
3. NetWare 4.x
4. NetWare 5.x
5. NetWare 6.x
6. Novell DOS (см.: Клоны MS-DOS)
7. UnixWare — разработана на основе UNIX System V, в 1995 году Novell продала права на дальнейшую разработку компании Santa Cruz Operation.
8. openSUSE — дистрибутив свободной операционной системы GNU/Linux, разработчиком которого является корпорация Novell, Inc.
9. Open Enterprise Server — сетевая ОС, включает в себя Novell NetWare, openSUSE и набор сетевых служб.

Strawberry Development Group

1. CapROS

Sun Microsystems

1. SunOS — Unix-подобная ОС, основана на реализации BSD Unix
2. SunOS 4.x — (Solaris 1.x)
3. Solaris — Unix-подобная ОС, основана на реализации UNIX System V Release 4 + наработки из SunOS
4. SunOS 5.x — (Solaris 2.x, 7.x и более поздние)
5. OpenSolaris — SunOS 5.11
6. Java Desktop System

Другие Unix-подобные и POSIX -совместимые

1. Aegis/OS (Apollo Computer)
2. CLIX от Intergraph
3. Cromix (Unix-emulating OS from Cromemco)
4. Coherent (Эмулирующая Unix ОС от Mark Williams Co. для персональных компьютеров)
5. DYNIX — Unix-подобная ОС, разработана компанией Sequent Computer Systems, которая позже была поглощена IBM
6. Idris
7. IRIX от SGI
8. NeXTStep — свое развитие получила в ОС Mac OS X после объединения компаний NeXT и Apple
9. OPENSTEP
10. OS-9 — Unix-подобная RTOS, эмулирующая Unix от Microware для процессора Motorola 6809
11. OS-9/68k (Эмулирующая Unix от Microware для процессора Motorola 680x0; создана из OS-9)
12. OS-9000 (портативная эмуляция Unix от Microware; одна из реализаций предназначена для Intel x86)
13. QNX (POSIX, микроядерная операционная система; используется, в основном, во встроенных системах реального времени)
14. Rhapsody
15. RiscOS
16. SCO UNIX (от Santa Cruz Operation, куплена компанией Caldera, позже переименованной в SCO)
17. System V (реализация AT&T Unix, "SVr4" 4й релиз). Фактически последний «чистый» UNIX. Всё остальное обычно называют UNIX подобным…
18. UNIflex (Эмулирующая Unix ОС от TSC для DMA-совместимых, Motorola 6809 с расширенной адресацией; например, SWTPC, GIMIX, …)
19. Ultrix (первая версия Unix для VAX и PDP-11 от DEC, основана на BSD)
20. Unicos (Unix длясуперкомпьютеров Cray Research Inc.)
21. Venix

Свободные

Unix-подобные

1. BSD (Berkeley Software Distribution, реализация Unix для DEC VAX) и её вариации:
2. 386BSD
3. DesktopBSD
4. DragonFly BSD
5. FreeBSD
6. MidnightBSD
7. NetBSD
8. OpenBSD — основной акцент на безопасности
9. PC-BSD
10. TrianceOS
11. TrueBSD
12. GNU/Hurd (ОС, реализованная как набор серверов работающих на микроядре Mach)
13. Hurd/L4 (ОС, реализованная как набор серверов работающих на микроядре L4)
14. GNU/Linux
15. Linux (наиболее популярное свободное Unix-подобное ядро)
16. Cosmoe (основана на ядре «Linux» и использует много кода AtheOS, подобна BeOS)
17. OpenSolaris (проект по открытию кодов Solaris)
18. AuroraUX
19. BeleniX
20. Jaris
21. MilaX
22. marTux
23. Nexenta OS
24. NexentaStor
25. OpenSolaris for System z
26. OSUNIX
27. Polaris
28. SchilliX
29. StormOS
30. Plan 9 (распределённая ОС, разработана Bell Labs)
31. Plan B (распределённая ОС, произошедшая от Plan 9)
32. Off++ (распределённая ОС, произошедшая от Plan 9)
33. Inferno (ОС на основе виртуальной машины, произошла от Plan 9)
34. SSS-PC (разработана в Токийском Университете)

Windows-совместимые

1. ReactOS

Исследовательские Unix-подобные

1. UNIX (разработана Bell Labs в 1970 году, идея Кена Томпсона)
2. Mach (от разработчиков ядер ОС в CMU; см.: NeXTSTEP)
3. Minix (учебная ОС от Эндрю Таненбаума)
4. K42 (разрабатывается в IBM)
5. MISS (первая отечественная UNIX-подобная операционная система)
6. ДЕМОС (советский клон UNIX)
7. ИНМОС (Инструментальная мобильная операционная система — разработана в СССР в 1985 году в ИНЭУМ Институт электронных управляющих машин, Головное КБ Минприбора).

Исследовательские не-UNIX

1. 3OS — Object Oriented Operation System
2. Nemesis — исследовательская ОС от Кембриджского университета
3. TUNES — 1994 год
4. V (operating system) — Stanford, ранние 1980- е
5. Microsoft Singularity
6. Amoeba — разработка Амстердамского свободного университета.
7. Фантом (ОС).

Клоны MS-DOS

1. QDOS (Quick and Dirty Operating System) — клон CP/M, созданный в 1980 году Тимом Патерсоном (Tim Paterson) из Seattle Computer Products (SCP) для новых процессоров Intel 808x, был куплен Microsoft за 50 тыс. долл. и стал MS-DOS/PC-DOS.
2. MS-DOS — разработана Microsoft для IBM PC-совместимых машин.
3. PC-DOS — версия DOS от IBM.
4. DR-DOS — ОС от Digital Research, потом Novell, Caldera, Siemens AG …; в настоящее время используется в специфических задачах.
5. FreeDOS — свободная DOS, цель — 100 % совместимость с MS-DOS.
6. PTS-DOS — ОС от PhysTechSoft (Россия).
7. ROM-DOS — ОС от Datalight для встроенных систем.
8. АДОС — советский клон для ПК Искра-1030.
9. Альфа-ДОС — советский клон для ПК ЕС-1840.
10. ЯНУС — советский клон для ПК ЕС-1840.
11. OpenDOS - открытая

Авторские/внутренние, не-UNIX и другие

1. A2 — новое название для Bluebottle (см. также: AOS)
2. AOS — ОС созданная в рамках проекта «Oberon — операционная система и компилятор» (Оберон (операционная система))
3. AROS (AROS Research Operating System), свободная портируемая (в том числе, для процессорной линейки x86) операционная система, идейный потомок AmigaOS
4. AtheOS
5. Bluebottle — развитие идей AOS, современное название A2.
6. CP/M (Control Program/Monitor)
7. CP/M-80 (CP/M для Intel 8080/8085 и Zilog Z80 от Digital Research))
8. CP/M-86 (CP/M для Intel 8088/86 от Digital Research)
9. MP/M-80 (многопрограммная версия CP/M-80 от Digital Research)
10. MP/M-86 (многопрограммная версия CP/M-86 от Digital Research)
11. МикроДОС (создана в СССР на основе CP/M 2.2)
12. UCSD P-System (портативная среда программирования/операционная система/виртуальная машина, разработана студентами университетов Калифорнии в Сан-Диего; управляется профессором Ken Bowles, написана на языке Паскаль)
13. FLEX9 — от TSC для Motorola 6809, наследница FLEX, работавшей на Motorola 6800.
14. JavaOS — основным компонентом является Java VM.
15. SSB-DOS — от TSC для Smoke Signal Broadcasting, разновидность FLEX.
16. DESQView многозадачная надстройка над MS-DOS для запуска MS-DOS приложений в режиме вытесняющей многозадачности с API кооперативной многозадачности, 1985 год. Текстовый интерфейс. Последняя версия 2.70.
17. DV/X — развитие DESQView, заимствовавшее интерфейс и протокол X Window System.
18. NewOS open source
19. Оберон (операционная система), разработана ETH-Zurich (Никлаусом Виртом и другими) для рабочих станций Ceres и Chameleon. См. также Оберон (язык программирования).
20. osFree — open source вариант OS/2.
21. TripOS, 1978
22. VisiOn (первый графический пользовательский интерфейс для PC, коммерческого успеха не имел.)
23. VME от International Computers Limited (ICL)
24. MorphOS (на микроядре Quark, с поддержкой API AmigaOS 3.1)
25. NetWare (от Novell)
26. Pick (лицензирована и переименована)
27. Primos от Prime Computer (иногдапишется PR1MOS или PR1ME)
28. OSD/XC от Fujitsu-Siemens (BS2000 портированадляэмуляциина Sun платформы SPARC)
29. OS-IV от Fujitsu (базируется на ранней MVS от IBM)
30. MSP от Fujitsu (наследник OS-IV)
31. Haiku — свободный клон BeOS
32. SkyOS — коммерческая ОС для PC.
33. Syllable (развивается на базе AtheOS)
34. TinyOS
35. TSX-32 многозадачная 32-битная операционная система для DOS-приложений, частично заимствовавшая идеи OS/2, DESQView и операционных систем фирмы DEC. ~1993 год. Отличалась самой быстрой реализацией файловой системы FAT16 из известных.

Siemens AG

1. BS1000
2. BS2000
3. BS3000 (функционально похожа на OS-IV и MSP от Fujitsu)
4. VM2000
5. SINIX — Unix-подобная ОС, ранее называлась Reliant UNIX, разработана на основе DC/OSx
6. DC/OSx — DataCenter/OSx, доставшаяся Siemens AG после поглощения компании Pyramid Technology

«Домашние» OS

1. KolibriOS (проект основан на MenuetOS и помещается на одну дискету)
2. LainOS — проект основан на FreeBSD. Навеян GUI Navi из Serial Experiments Lain
3. MenuetOS (помещается на одну дискету)
4. Miraculix
5. Panalix
6. Syllable (почти полностью совместима с POSIX)
7. Trion Operating System
8. Висопсис (VISOPSYS — Визуальная операционная система)
9. UzhOS
10. XSKernel — проект ядра операционной системы под кодовым названием XSystem.
11. FOS — микроядерная операционная система.
12. ExeOS (проект операционной системы, основанной на микроядерной архетикутре)
13. SymbOS — многозадачная графическая ОС для Amstrad CPC, Amstrad PCW и MSX.
14. FlopOS - open-source OS, написаная на чистом ассемблере (помещается на одну дискету).

Для БК

Операционные системы, работавшие на БК-0010, БК-0010-01, БК-0011 и БК-0011М

1. ANDOS
2. MK-DOS
3. CSI-DOS
4. ОС БК-11 (вариант RT-11)
5. AO-DOS
6. BASIS
7. DOSB10
8. PascalDOS
9. MicroDOS
10. DX-DOS
11. HC-DOS
12. RT-11 (во внешнем ПЗУ)
13. NORTON-БК
14. РАМОН
15. Turbo-DOS
16. BKUNIX

Для Spectrum

1. +3DOS
2. C-DOS
3. Doors
4. IS-DOS
5. PinkFloyd
6. TASiS
7. TR-DOS

Прикладные системы

Наладонный компьютер (PDA)

1. Palm OS от Palm Inc; теперь подразделения PalmSource
2. Pocket PC, Windows Mobile от Microsoft
3. EPOC — изначально от Psion (Великобритания), в настоящее время разрабатывается Symbian, под маркой Symbian OS.
4. Windows CE от Microsoft
5. GNU/Linux в Sharp Zaurus

Смартфоны

1. Windows Mobile набазе Windows CE
2. GNU/Linux
3. Google Android в HTC T-Mobile G1;
4. Palm webOS в Palm Pre;
5. Maemo в Nokia 770 Internet Tablet, Nokia N800, N810 и Nokia N900;
6. OpenMoko в устройствах Neo 1973 и Neo FreeRunner;
7. MontaVista Mobilinux в Motorola A760, E680;
8. EZX Linux в Motorola A1200, A1600, E6;
9. MOTOMAGX в Motorola ZINE ZN5;
10. LiMo Platform;
11. Access Linux Platform в Edelweiss;
12. Bada — ошибочно считается OS Linux от Samsung
13. Symbian OS
14. Apple iOS — ОСдля Apple iPhone, iPod touch, iPad
15. BlackBerry OS
16. JavaFX Mobile

 Windows Mobile набазе Windows CE

1. Windows Phone 7

Нетбуки , смартбуки , MID

1. EPOC32 Release 5 в Psion netBook 1999 года;
2. Microsoft Windows CE в
3. GNU/Linux
4. Slackware;
5. Xandros Linux;
6. Xubuntu;
7. Eeebuntu;
8. Linpus Linux Lite в Acer Aspire One;
9. Google Android в Acer Aspire One;
10. Ubuntu Netbook Remix;
11. Moblin for Netbooks;
12. Google Chrome OS;
13. Jolicloud.

 EPOC32 Release 5 в Psion netBook 1999 года;

 Microsoft Windows CE в Psion Teklogix netBook Pro 2003 года, в Elonex Smartbook идр.

1. Microsoft Windows CE MID в Toshiba JournE;

Маршрутизаторы

1. CatOS от Cisco
2. IOS от Cisco
3. IOS XR от Cisco на основе QNX
4. JUNOS от Juniper Networks
5. LinkBuilder от 3Com
6. MikroTik RouterOS от MikroTik
7. PIX OS от Cisco
8. RapidOS от Riverstone Networks
9. FreeSCO бесплатная замена Cisco на основе Linux
10. ZyNOS от ZyXEL

МиниАТС

1. Orix от Avaya

Для микроконтроллеров , встраиваемые и ОС реального времени

1. Contiki
2. FreeRTOS
3. INTEGRITY
4. ITRON
5. LynxOS
6. Montavista Linux
7. Nucleus
8. OS-9 — от Microware
9. OS-9000 — от Microware
10. OSA — для микроконтроллеров PIC (Microchip) и AVR (Atmel)
11. OSE от ENEA
12. RTEMS первоначальная разработка велась по заказу МО США, сейчас opensource (GPL-like лицензия)
13. ThreadX
14. TRON OS разработчик — Ken Sakamura
15. uC/OS-II для микроконтроллеров
16. scmRTOS — для микроконтроллеров
17. μClinux
18. VxWorks
19. Salvo — для микроконтроллеров.