operativ system er et program, der indlæses, når du tænder for din computer. Den fører en dialog med brugeren, administrerer computeren, dens ressourcer (RAM, diskplads osv.) og starter andre (applikations)programmer til udførelse. Operativsystemet giver brugeren og applikationsprogrammerne en bekvem måde at kommunikere (interface) med computerenheder på.

Hovedårsagen til behovet for et operativsystem er, at de atomare operationer til drift af en computers enheder og styring af computerressourcer er meget lavt niveau operationer, så de handlinger, der kræves af brugeren og applikationsprogrammerne består af flere hundrede eller tusinder af sådanne atomare. operationer.

For eksempel en køretur på magnetiske diske"forstår" kun sådanne grundlæggende handlinger som at tænde/slukke drivmotoren, installere læsehoveder på en specifik cylinder, vælge et specifikt læsehoved, læse information fra et diskspor til en computer osv. Og endda at gøre dette simpel handling, ligesom at kopiere en fil fra en diskette til en anden (en fil er et navngivet sæt af oplysninger på en disk eller et andet maskinmedie), er det nødvendigt at udføre tusindvis af operationer for at køre diskdrevkommandoer, kontrollere deres udførelse, søge og behandle oplysninger i diskfilallokeringstabeller osv. d. Opgaven kompliceres yderligere af følgende:

Der er omkring et dusin disketteformater, og operativsystemet skal kunne arbejde med alle disse formater. For brugeren, der arbejder med disketter forskellige formater skal udføres på nøjagtig samme måde;


en fil på disketter optager visse områder, og brugeren skal ikke vide noget om hvilke.
Alle
funktioner til vedligeholdelse af filallokeringstabeller, søgning efter information i dem og tildeling af plads til filer på disketter udføres af operativsystemet, og brugeren ved muligvis ikke noget om dem;


Under driften af ​​kopieringsprogrammet kan der opstå flere dusin forskellige specielle situationer, for eksempel en fejl ved læsning eller skrivning af information, drevene er ikke klar til læsning eller skrivning, der er ikke plads på disketten til den kopierede fil osv. . For alle disse situationer skal der sørges for passende kommunikation og korrigerende handlinger.


Operativsystemet skjuler disse komplekse og unødvendige detaljer for brugeren og giver ham en praktisk grænseflade at arbejde med. Den udfører også forskellige hjælpehandlinger, såsom kopiering eller udskrivning af filer. Operativsystemet indlæser alle programmer i RAM, overfører kontrol til dem ved begyndelsen af ​​deres drift og udfører forskellige handlinger efter anmodning om at udføre programmer og frigør RAM optaget af programmer, når de er afsluttet.


Der er flere typer styresystemer: DOS, Windows, UNIX af forskellige versioner osv. Det mest almindelige er Windows-operativsystemet. Der er flere Windows versioner: Windows-95, Windows-98, Windows Me, Windows-2000, Windows XP, Windows Vista. Alle af dem er ens i indhold, så i fremtiden vil vi overveje operativsystemerne 2000/XP/Vista og Windows-9x.


Operativsystemernes 20-årige historie er interessant og lærerig, fuld af dramatiske begivenheder og heltemod, bedrifter og forræderi. Og det startede med MS DOS (en forkortelse for udtrykket Disk Operativ system). Mere præcist, med den første version af dette OS, udgivet af Microsoft i 1981, beregnet til levering med IBM PC-computere (selvom IBM oprindeligt foretrak et andet OS kaldet CP/M). For øvrigt husker de færreste i dag, at MS-DOS på ingen måde var en original udvikling af Microsoft selv: Bill Gates' firma færdiggjorde kun "operativsystemet" kaldet QDOS, skabt af Seattle Computer Products.


16-bit single-tasking operativsystemet DOS havde en "kommandolinjegrænseflade", det vil sige, at brugeren skulle indtaste alle kommandoer manuelt på tastaturet på OS-kommandolinjen.


Ingen grafik. Ingen service... Dog blomstrede DOS i 10 år. Microsoft har endda konkurrenter i form af Novell, Digital Research og... IBM. Hver af disse virksomheder udgav deres egen version af DOS, som på mange måder var Microsofts produkt overlegen. Især Novell DOS nød fortjent popularitet som et fremragende netværks-OS; IBM-produktet havde de bedste servicemuligheder.


Selvfølgelig blev DOS med tiden forbedret og suppleret med nye programmer. Med hver ny version understøttede den flere og flere typer enheder. Dens vigtigste mangler blev dog ikke og kunne ikke fjernes.


Det vigtigste svage punkt ved DOS forblev at arbejde med RAM. Faktum er, at i æraen af ​​oprettelsen af ​​MS-DOS oversteg RAM på de fleste computere ikke 256 kilobyte. DOS kunne håndtere 640 kilobyte Random Access Memory, og Bill Gates hævdede, at ingen nogensinde ville få brug for mere.


Men tiden gik... Hukommelsen på computere voksede langsomt - 1 MB, 2 MB... Der dukkede programmer op, der krævede hele mængden af ​​RAM for at fungere. Standard DOS-tjenesten gav ikke denne mulighed. Derfor var vi nødt til at bruge specielle programmer - memory managers. Men de kunne heller ikke tvinge stædige DOS til at placere programmer, der er indlæst, når computeren er tændt, uden for "640 kilobyte-området." Et paradoks opstod: Uanset hvor meget RAM din computer havde, kunne du ikke køre programmet, hvis du ikke havde nok ledig plads i standardhukommelsen - det samme 640 kilobyte areal...


Den anden ulempe ved DOS var manglende evne til at arbejde i fuld grafisk tilstand, selvom hardwaren på datidens computere allerede kunne yde støtte til det. Faktum er, at DOS praktisk talt ikke tillod arbejde med downloadbare drivere til forskellige videokort.


I mellemtiden var grafiktilstanden i slutningen af ​​80'erne allerede blevet standard for computere som f.eks. Apple Macintosh- takket være, at disse computere blev standard "publicerende" computer. Pc'er kunne på den anden side kun prale af sådanne tekstbaserede "skaller" som den berømte filhåndtering Norton Commander, og blev derfor mere opfattet som dyrt legetøj.


Endelig var den tredje hindring for MS-DOS single-tasking. Flere og flere mennesker ønskede at køre flere programmer på deres computer på én gang med mulighed for at skifte mellem dem - og DOS kunne med al sin lyst ikke levere dette, i modsætning til OS på de samme Macintosh-computere. Som et resultat, med fremkomsten af ​​Windows 95, forsvandt DOS praktisk talt fra scenen, selvom det stadig er installeret på vores computere som en komponent Windows-kerner. Og i 1999 udgav IBM endda en ny version - DOS 2000.


Den første version af Windows blev udgivet i slutningen af ​​80'erne og gik fuldstændig ubemærket hen. En lignende skæbne overgik den næste version - kun version Windows 3.0 (1992) formåede at finde vej ind i brugernes hjerter og blive "årets produkt." Og to år senere blev version 3.1 og 3.11 født (sidstnævnte inkluderede et så væsentligt element som fuld multimediesupport og arbejde i lokalt netværk- det er derfor, det bar det tydelige navn Windows For Workgroups), som endelig etablerede Windows' dominans på Olympus af operativsystemer.


En slags svar fra Microsoft, som frigav det legendariske Windows 95 til markedet i slutningen af ​​1994, var den næste implementering af MacOS version 7.5.5. Overraskende, men sandt: et årti efter fremkomsten af ​​MacOS 1.0 har denne platform ikke gennemgået store "arkitektoniske" ændringer: den vises stadig systempanel, i bunden er der en kurv, hvori filer, der skal slettes, blev placeret, vinduet var stadig tilgængeligt for brugeren Systemindstillinger og genveje eksterne drev. Systemets grafiske muligheder blev væsentligt ændret: nu blev pseudo-3D-vinduer og andre funktionelle grænsefladeelementer vist lige så attraktivt ved skærmopløsninger fra 640X480 til 1600X1200 pixels, multimedieunderstøttelse dukkede op, referencesystem MacOS har erhvervet interaktivitetsfunktioner. Udvalget af applikationssoftware inkluderet i systemleveringspakken blev også mærkbart udvidet: Ud over tekst- og grafiske editorer er det allerede velkendte system Filfinder, et sæt spilleprogrammer og specialiserede applikationer, var kommunikationsværktøjer tilgængelige, der understøttede fjernforbindelsestilstand ved hjælp af et modem og lokale netværksfunktioner. Til MacOS 7.5.5. Den populære version af Netscape Communicator 4.06-browseren og tekstfremviseren Acrobat Reader 3.0 blev lokaliseret.


Den nuværende version af MacOS er betegnet X og blev udgivet i slutningen af ​​2001. Hvis vi betragter det nye operativsystem fra dets synspunkt funktionalitet, kan vi roligt sige, at det er en fuldgyldig ækvivalent til Microsoft Windows XP til Apple Macintosh-computere. Der er en bred vifte af software designet til at arbejde under kører MacOS X, og selve platformen er utrolig hurtig, effektiv og pålidelig. Arbejdet med videreudviklingen af ​​MacOS-seriens softwarepakke til Apple Macintosh-computere fortsætter. Det er allerede kendt, at Apple-programmører arbejder på at forbedre MacOS X, som efter kort tid muligvis vil blive en ny implementering af programmer af denne klasse.


Dagens OS/2 er et kraftfuldt multitasking-operativsystem med en grafisk grænseflade og et sæt værktøjer, der er skabt specielt til det. applikationsprogrammer, med fokus på markedet for personlige computere og arbejdsstationer. OS/2-grænsefladen indeholder alle de nødvendige elementer i et moderne OS - skrivebordet og papirkurven, ikoner og proceslinje, diskfremviser, ur og drivere til mange perifere enheder, som f.eks. USB-porte eller infrarød port. Platformen installeres automatisk, og OS/2 bestemmer uafhængigt den optimale systemkonfiguration baseret på processorhastigheden og mængden af ​​RAM (brugeren kan dog selvstændigt angive sættet nødvendige programmer, eliminerer unødvendige), tester udstyret og konfigurerer alle de nødvendige drivere uden operatørdeltagelse. Leveringspakken inkluderer IBM Works-pakken, der ligner MS Office og indeholder tekst og regnearks editor, der er en praktisk webbrowser WebExplorer og en e-mail-klient NotesMail, et system til at skabe animation NeonGraphics, et bredt udvalg af alle slags forretningsapplikationer og mange spil fra Civilization og Quake lll til Master of Orion. Der er også globale forskelle mellem OS/2 og Microsoft Windows, som IBM PC-brugere kender - for eksempel giver en speciel selvlærende softwarepakke dig mulighed for at styre systemet ved hjælp af stemmekommandoer, som udviklerne sætter en mikrofon og hovedtelefoner til i æske med cd'er.


Be Incorporated blev grundlagt i 1990 af Jean-Louis Gassy og satte sig for at udvikle og markedsføre et operativsystem, der ville kombinere fordelene ved alle ovennævnte softwareprodukter, samtidig med at det forbliver ret kompakt, pålideligt, nemt at installere og bruge og opfylder krav til moderne operativsystemer. Især en sådan platform bør have en praktisk vinduesgrænseflade og give multitasking. Operativsystemet skabt af Be Incorporated-programmører hed BeOS og er i øjeblikket en af ​​de mest lovende udviklinger inden for systemsoftware til personlige computere.


BeOS-arkitekturen var baseret på de principper, der blev brugt i operativsystemer i UNIX-familien, men de undergik betydelige ændringer, da udviklerne prioriterede brugervenlighed og bredden af ​​funktionaliteten i det nye system. BeOS er bygget på et "modulært" princip: under installationsprocessen overføres kun de komponenter, der er nødvendige for en given forbruger, til disken, takket være hvilken brugeren var i stand til at samle en "version" af systemet til sine specifikke opgaver uden tilstopning diskplads programmer, der er unødvendige for ham at bruge. Skaberne af denne platform forsøgte at inkludere i softwarepakken næsten alle de funktioner, der er nødvendige i dag: BeOS understøtter Plug And Play-teknologi, som giver dig mulighed for automatisk at konfigurere perifert udstyr tilsluttet computeren uden at geninstallere systemet; takket være tilstedeværelsen af ​​en stor sæt protokoller, kan en computer, der kører BeOS, tilsluttes et lokalt netværk eller internettet, systemet kan genkende næsten alle grafik-, video- og lydformater, der findes i dag. Understøttelse af USB-porte åbner mulighed for at bruge en lang række enheder med BeOS forskellige enheder, herunder endda perifert udstyr, der endnu ikke er oprettet.


BeOS-grænsefladen er standard for moderne operativsystemer af denne klasse: Efter indlæsning vises et skrivebord på computerskærmen med et baggrundsbillede, systemikoner og en "papirkurv", der kan tilpasses af brugeren. BeOS inkluderer en speciel applikation kaldet Deskbar: i dens funktioner ligner den fuldstændig Windows "proceslinjen", brugeren kan flytte den rundt på skærmen eller "skjule" den bag dens grænser, og udviklerne tilbyder to forskellige versioner af dette værktøj, adskiller sig fra hinanden i deres udseende: et "standardpanel" for brugere, der er vant til Windows- eller MacOS-grænsefladen, og en "minimal mulighed", der optager en relativt lille plads på computerskærmen. Ud over uret indeholder BeOS proceslinjen adskillige rullemenuer, der giver adgang til både computerressourcer og filer og mapper gemt på diske, samt programmer installeret på systemet. Brugeren kan oprette et vilkårligt antal uafhængige "desktops", som hver ikke kun har sine egne skærmopløsning og bruger en individuel farvepalet, men vises også i systemmenu forskellige programgrupper.


UNIX-operativsystemet er et sæt programmer, der styrer computeren, kommunikerer mellem brugeren og computeren og giver værktøjer til at hjælpe med at få arbejdet gjort. UNIX er designet til at gøre software nem, effektiv og fleksibel og har flere nyttige funktioner:


hovedformålet med systemet er at udføre en bred vifte af opgaver og programmer;


et interaktivt miljø, der giver dig mulighed for at kommunikere direkte med din computer og modtage øjeblikkelige svar på forespørgsler og beskeder;


et flerbrugermiljø, der giver dig mulighed for at dele computerressourcer med andre brugere uden at reducere ydeevnen. Denne metode kaldes tidsdeling. UNIX system interagerer med brugerne én efter én, men så hurtigt, at interaktionen ser ud til at forekomme med alle brugere på samme tid;


• et multitasking-miljø, der giver brugeren mulighed for at udføre mere end én opgave på samme tid.
  

  I øjeblikket er der mange operativsystemer bygget på UNIX-kernen, såsom SCO Unix (Santa Cruz Operation), Novell UnixWare, Interactive Unix, Linux, BSD-familien (BSDI, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD), Solaris, AIX, IRIX, Digital Unix, HP-UX. Denne liste foregiver ikke at være komplet, for ud over de anførte er der mange mindre almindelige Unixer og Unix-lignende systemer.
  

  Unix består af en kerne med inkluderede drivere og hjælpeprogrammer (programmer eksternt til kernen). Hvis du har brug for at ændre konfigurationen (tilføje en enhed, ændre en port eller afbryde), så bliver kernen genopbygget (linket) fra objektmoduler.
  

  I modsætning til Unix forbinder Windows og OS/2 faktisk drivere under indlæsning. Samtidig er kompaktheden af ​​den samlede kerne og genbrugen af ​​fælles kode en størrelsesorden lavere end Unix. Derudover, hvis systemkonfigurationen forbliver uændret, kan Unix-kernen uden ændringer (du behøver kun at ændre startdelen af ​​BIOS) skrives til ROM og udføres uden at indlæse i RAM. Kodens kompakthed er især vigtig, fordi... Kernen og driverne forlader aldrig fysisk RAM og "byttes" ikke til disk.
  

  Unix er det mest multi-platform OS. Overførsel af programmer fra én Unix versioner på den anden er begrænset. Et dårligt skrevet program, der ikke tager højde for forskelle i Unix-implementeringer, kan kræve større omarbejdelse. Men det er stadig mange størrelsesordener nemmere end for eksempel at overføre fra OS/2 til NT.
  

  2. ANALYSE AF OPERATIVSYSTEMER TIL WINDOWS 9X OG WINDOWS 2000/XP FAMILIER
  

  Udgivet i august 1995 Windows 95, men dets frigivelse førte ikke til forskydning af MS-DOS, selvom næsten alle MS-DOS-funktioner blev overført til Windows. Både Windows 95 og en ny version MS-DOS 7.0 indeholdt de fleste funktioner i det monolitiske operativsystem, herunder virtuel hukommelse og processtyring. Windows 95 var dog ikke et helt 32-bit program. Det indeholdt store bidder af 16-bit assembly-kode (såvel som nogle 32-bit) og fortsatte med at bruge MS-DOS-filsystemet med næsten alle dets begrænsninger. Den eneste væsentlige ændring af filsystemet var tilføjelsen af ​​lange filnavne til de 8+3 tegnnavne, der er tilladt i MS-DOS.
  

  Selv i udgivelsen Windows 98 i juni 1998 var MS-DOS stadig til stede (nu kaldet version 7.1) og bestod af 16-bit kode. Skønt nu flere funktioner blev overført fra MS-DOS-delen af ​​systemet til del af Windows, og understøttelse af store diskpartitioner blev en standard, var strukturen i Windows 98 ikke meget forskellig fra Windows 95. Den største forskel var i brugergrænsefladen, som tættere integrerede internettet og brugerens skrivebord. Det var denne integration, der tiltrak sig opmærksomheden fra det amerikanske justitsministerium, som derefter anlagde en retssag mod Microsoft Corporation, der anklagede Microsoft Corporation for at overtræde loven om monopoler. Microsoft nægtede på det kraftigste enhver forseelse. I april 2000 var den amerikanske føderale domstol enig med regeringen. Ud over det faktum, at Windows 98-kernen indeholdt en stor del af 16-bit assembly-kode, havde dette system alvorlige problemer.For det første, selvom dette system var multitasking, var selve kernen ikke reentrant, hvis processen var optaget af at administrere data struktur i kernen, og derefter slutter dens tidsudsnit, og en anden proces starter, kan den nye proces modtage datastrukturen i en inkonsekvent tilstand. For at forhindre hændelsen lignende problem, de fleste processer, der kom ind i kernen, modtog først en gigantisk mutex, der dækkede hele systemet, før der blev foretaget nogen handling. Selvom denne tilgang eliminerede den potentielle trussel fra inkonsistente datastrukturer, eliminerede den også en stor del af fordelen ved multitasking, da processer ofte skulle vente, indtil en anden proces havde forladt kernen for at komme ind i kernen.
  

  For det andet havde hver proces et 4 GB adresserum, hvor de første 2 GB var helt ejet af processen. De næste 1 GB blev dog delt (skrivbar) af alle processer på systemet. Den nederste 1MB blev delt mellem alle processer, så de alle kunne få adgang til MS-DOS afbrydelsesvektorer. Denne funktion blev stærkt udnyttet af de fleste Windows 98-applikationer. Som følge heraf kunne en fejl i et program ødelægge vigtige datastrukturer, der bruges af andre processer, hvilket får alle disse processer til at gå ned. For at gøre ondt værre blev de sidste 1 GB delt (skrivbar) mellem processer og kernen og indeholdt nogle kritiske datastrukturer. Ethvert program, der skrev noget skrald over disse strukturer (med vilje eller ej) kunne crashe hele systemet. Den åbenlyse løsning med ikke at placere kernedatastrukturer i brugerrummet var ikke anvendelig, da ældre programmer skrevet til MS-DOS så ikke ville kunne køre på Windows 98.
  

  I 2000 udgav Microsoft en let modificeret version af Windows 98 kaldet Windows Me(Windows Millennium Edition - Windows, udgave af årtusindet). Selvom denne version rettet nogle fejl og tilføjede nye funktioner, var under den ydre skal stadig den samme Windows 98. Nye funktioner omfattede forbedrede muligheder for at organisere og dele billeder, musik og film, mere seriøs support til at arbejde med netværket derhjemme og multiplayer-spil , og indeholdt også flere internet-relaterede funktioner, såsom understøttelse af instant messaging og bredbåndsforbindelser (kabelmodem og ADSL). En interessant ny funktion var evnen til at gendanne din computer til dens tidligere indstillinger efter at have indstillet nogle indstillinger forkert. Hvis brugeren omkonfigurerede systemet (for eksempel ændrede skærmopløsningen fra 640x480 til 1024x768), og derefter holdt systemet op med at fungere, kunne han nu vende tilbage til den sidste fungerende konfiguration.
  

  Efter NT 4.0 var det planlagt at udgive NT 5.O. Men i 1999 skiftede Microsoft navn til Windows 2000, primært på grund af forsøg på at finde et neutralt navn, der lignede en logisk fortsættelse for både Windows 98- og NT-brugere. Microsoft forventede således at have et enkelt styresystem bygget på pålidelig 32-bit teknologi, men ved at bruge den populære Windows 98 brugergrænseflade.
  

  Fordi Windows 2000-operativsystemet faktisk er NT 5.0, arver det mange af funktionerne i NT 4.0. Det er et fuldt 32-bit (planlagt at flytte til 64-bit) multitasking-system med individuelt beskyttede processer. Hver proces har sit eget 32-bit (vil være 64-bit) virtuelt adresserum. Operativsystemet kører i kernetilstand, mens brugerprocesser kører i brugertilstand, hvilket giver fuldstændig sikkerhed (i modsætning til Windows 98). Processer kan have en eller flere tråde, der er synlige og administreres af operativsystemet. Det opfylder DoD Level C2 sikkerhedskrav for alle filer, mapper og processer og andre objekter, der kan deles (i det mindste når disketten fjernes og netværket er deaktiveret). Endelig har den fuld understøttelse af symmetriske multiprocessorsystemer med 2 til 32 processorer.
  

  At Windows 2000 virkelig er NT 5.0 er tydeligt på mange måder. For eksempel kaldes systembiblioteket \vind , og operativsystemets binære fil (i mappen \winnt\system32 ) hedder ntoskrnl.exe. Hvis vi højreklikker på denne fil og ser på dens egenskaber, vil vi se, at dens versionsnummer repræsenterer 5xxx.yyy.zzz , hvor 5 betyder NT 5, xxx- udstedelsesnummer, uuu - bygge (kompilations) nummer, en zzz- ekstra versionsnummer. Derudover mange filer i mappen \vind
  og dets undermapper indeholder bogstaverne nt i deres navne, såsom den virtuelle MS-DOS-emulator ntz'dm.
  

  Windows 2000-operativsystemet er ikke kun en forbedret version af NT 4.0 med Windows 98-grænsefladen. Til at begynde med indeholder det mange andre funktioner, som tidligere kun fandtes i Windows 98. Disse omfatter fuld understøttelse af plug-and-play-enheder, USB bus, IEEE standard 1394 (FireWire), IrDA (Infrared Data Association) og strømstyring, blandt andre. Derudover blev der tilføjet flere nye funktioner, som ikke tidligere var til stede i andre Microsoft-operativsystemer, herunder Active Directory, Kerberos-sikkerhed, smart card-support, systemovervågningsværktøjer, bedre integration af bærbare computere og stationære computere, syog arbejdsobjekter. Andet ny funktion NTFS-filsystemet er en type kopi-på-skriv-link, der giver to brugere mulighed for at dele en enkelt linket fil. Så snart en af ​​brugerne begynder at skrive til denne fil, oprettes der automatisk en kopi af filen.
  

  En anden væsentlig forbedring er internationaliseringen. NT 4.0-operativsystemet blev leveret i separate versioner til forskellige sprog, fordi tekststrenge var indlejret i programkoden. Når man installerede en engelsk softwarepakke på en hollandsk computer, holdt dele af operativsystemet ofte op med at bruge det hollandske sprog og skiftede til engelsk, fordi visse filer, der indeholdt program- og tekststrenge, blev overskrevet. Dette problem er blevet løst. Windows 2000-operativsystemet består af en enkelt binær kode, der opererer i alle lande i verden. For hver systeminstallation og endda for hver bruger kan du vælge det sprog, der skal bruges, mens systemet kører. Dette er muligt, fordi alle menupunkter, linjer dialogbokse, blev fejlmeddelelser og andre tekststrenge fjernet fra operativsystemet og placeret i særlige mapper, en for hvert sprog. Ligesom tidligere versioner af NT-operativsystemet bruger Windows 2000 Unicode til at understøtte sprog, der ikke bruger det latinske alfabet, såsom russisk, græsk, hebraisk og japansk.
  

  Det eneste Windows 2000 ikke har er MS-DOS. Det er simpelthen ikke her i nogen form (ligesom det ikke var i NT). Der er en kommandolinjegrænseflade, men det er et nyt 32-bit program, der inkluderer funktionaliteten fra det gamle MS-DOS systemer, samt nogle nye funktioner.
  

  På trods af adskillige funktioner, der bidrager til systemportabilitet med hensyn til programmer, hardware, sprog osv., er Windows 2000-operativsystemet i én henseende mindre bærbart end NT 4.0. Den kører kun på to platforme - Pentium og Intel IA-64. NT-operativsystemet understøttede oprindeligt yderligere platforme, herunder PowerPC, MIPS og Alpha, men i årenes løb er Microsoft holdt op med at understøtte disse processorer én efter én på grund af kommercielle årsager.
  

  operativ system Microsoft Windows XP(fra det engelske eXPerience - experience), også kendt under kodenavnet Microsoft Codename Whistler, er et nyt OS Windows familie, skabt på basis af NT-teknologi. I første omgang omfattede Microsoft Corporations planer udvikling af to uafhængige næste generations operativsystemer. Det første projekt fik arbejdsnavnet Neptune, dette OS skulle være den næste opdatering til Windows Millennium Edition, nyt system Windows 9X linje. Det andet projekt, kaldet Odyssey, involverede oprettelsen af ​​et OS på Windows NT-platformen, som skulle erstatte Windows 2000. Microsofts ledelse fandt det dog upassende at sprede ressourcer for at fremme to forskellige OS'er, hvilket resulterede i, at begge områder af udvikling blev kombineret i ét projekt - Microsoft Whistler. Måske er det takket være denne løsning, at Windows XP kombinerer fordelene ved operativsystemer fra tidligere generationer, som brugerne allerede kender: bekvemmelighed, nem installation og betjening af Windows 98- og Windows ME-familien af ​​operativsystemer samt pålidelighed og alsidighed af Windows 2000. I øjeblikket findes Windows XP til stationære pc'er og arbejdsstationer i tre versioner: Home Edition til personlige pc'er i hjemmet, Professional Edition til kontor-pc'er og endelig Microsoft Windows XP 64bit Edition - dette er versionen af ​​Windows XP Professional til personlige computere bygget på basis af en 64-bit Intel Itanium-processor med en clockfrekvens på mere end 1 GHz.
  

  For at køre Microsoft Windows XP skal du bruge en personlig computer, der opfylder følgende minimumskrav til systemet: processor - Pentium-kompatibel, ur frekvens fra 233 MHz og derover; RAM-kapacitet - 64 MB; ledig diskplads - 1,5 GB. Dog for stabil og hurtigt arbejde Det anbefales at installere dette operativsystem på en computer med følgende optimale egenskaber: processor - Pentium-II-kompatibel (eller højere), klokfrekvens på 500 MHz og højere; RAM-kapacitet - 256 MB; ledig diskplads - 2 GB. En enhed til læsning af cd-rom, et modem med en hastighed på mindst 56 Kbps.
  

  Hvis du sammenligner Windows XP med mere tidligere versioner Microsoft Windows, er det nemt at få øje på mange væsentlige forskelle i det nye styresystem. På trods af det faktum, at dette OS blev udviklet på basis af NT-platformen, som allerede var velkendt for russiske brugere, og ved første øjekast ligner dets egenskaber på mange måder Microsoft Windows 2000, så hører Windows XP faktisk til en grundlæggende forskellige generationer af operativsystemer i Windows-familien. Nu er Windows-brugeren ikke bundet til nogen standardgrænseflade installeret på systemet som standard. Hvis du ikke kan lide det traditionelle udseende af vinduer, kontroller og proceslinjen, som det nye operativsystem har arvet fra Windows 2000, så kan du nemt ændre dem ved at downloade et hvilket som helst af hundredvis af specialdesignede "temaer" fra internettet. Den traditionelle hovedmenu, som giver adgang til programmer installeret på computeren, dokumenter gemt på diske og operativsystemindstillinger, har også gennemgået en række væsentlige ændringer. Når du nu trykker på Start-knappen, vises en dynamisk menu, der kun indeholder ikoner for de fem programmer, du bruger oftest. Takket være dette kan du meget hurtigere komme i gang med de applikationer, du har brug for. Ikonerne er placeret her Microsoft browser Internet Explorer 6 og Outlook Express 6-e-mail-klienten, knapperne Log af og Sluk computer, der giver dig mulighed for at fuldføre nuværende session arbejde med Windows og sluk for computeren.
  

  I Microsoft Windows-miljøet skal brugeren ofte arbejde samtidigt med flere dokumenter eller et sæt forskellige programmer. Samtidig minimeres inaktive applikationer til proceslinjen, som et resultat af, at den før eller siden bliver overfyldt med ikoner, og det bliver vanskeligt at skifte mellem opgaver. For at aflaste proceslinjen og frigøre mere arbejdsområde til visning af ikoner af kørende applikationer, bruger Windows XP den såkaldte opgavegrupperingsalgoritme, ifølge hvilken lignende programmer, der kører på computeren på samme tid, kombineres til en logisk visuel gruppe.
  

  Siden operativsystemet Windows Vista udkom for lidt over en måned siden, er der stadig ingen oplysninger om dens arkitektur.
  

  Vi kan med sikkerhed sige, at dette system i struktur ligner Windows XP i mange løsninger (det er f.eks. bygget som XP på NT-kernen og har NTFS-understøttelse), men det indeholder en masse nye tjenester, gennemtænkte- ud Windows-grænseflade Aero og forbedringer af søge- og indekseringssystemet.
  

  Windows Vista er en ny løsning fra det velkendte Microsoft. Dette OS kombinerer alle resultaterne inden for sikkerhed, design, kommunikation og bred kompatibilitet med forskellige enheder.
  

  Søgning og organisering. Hver Windows-mappe har et søgefelt i øverste højre hjørne. Ved udskrivning i et vindue Windows-søgning vil begynde en søgning og kontrollere, hvad der er skrevet i forhold til filnavne, etiketter og andre filegenskaber. For at finde en fil i en mappe skal du skrive en hvilken som helst del af filnavnet i søgefeltet. Hvis du ikke ved, hvor en fil er placeret, eller du ønsker at udføre en mere kompleks søgning ud over blot filnavnet eller egenskaben, kan du også bruge søgemapper.
  

  Sikkerhed. Funktioner såsom Windows Firewall og Windows Defender hjælper med at gøre din computer mere sikker. Forsyningscenter Windows sikkerhed har indbyggede links til at kontrollere din firewall, virusbeskyttelsesprogrammer og opdateringsstatus. Med BitLocker-drevkryptering kan du kryptere hele din systempartition, som gør det muligt at forhindre hackere i at få adgang systemfiler og øger sikkerhedsniveauet. Brugerkontokontrol (UAC) forhindrer, at der foretages uautoriserede ændringer på din computer ved at bede om tilladelse, før du gør noget, der kan påvirke din computer, og før du ændrer indstillinger, der påvirker andre brugere.
  

  Internet Explorer. Webfeeds, browsing med faner og en altid tændt, letanvendelig søgetilstand er blot nogle få af de nye funktioner i Internet Explorer. Når du abonnerer på feeds, vil din browser automatisk modtage hyppigt opdaterede oplysninger fra websteder. Med denne funktion kan du få indhold fra websteder, såsom daglige nyheder eller blogopdateringer, uden at besøge disse websteder. Fanebladssøgning giver dig mulighed for at åbne flere websteder samtidigt i det samme browservindue. Du kan åbne websider eller links i nye faner og navigere i dem ved at klikke på fanerne.
  

  Kan udføres synkronisering med andre enheder såsom musikafspillere og Windows-mobilenheder. Synkroniseringscenter giver dig mulighed for at vedligeholde og administrere enhedssynkronisering, starte synkronisering manuelt og overvåge synkroniseringsstatus og konflikter. Muligheden for at dele filer og mapper med andre lokale netværksbrugere er også tilgængelig, selvom deres computere ikke har Windows-operativsystemet installeret. Delte filer kan åbnes og ses af andre, ligesom hvis de var på deres egen computer. Brugere kan også foretage deres egne ændringer af delte filer, hvis det er tilladt.
  

  Afsnit "Særlige funktioner" erstattede tidligere versioner af Windows nyt center særlige funktioner. Tilgængelighedscenteret er blevet opdateret med forbedringer og nye funktioner, herunder centraliseret adgang til tilgængelighedsindstillinger og et nyt spørgeskema, der kan hjælpe dig med at få tips om tilgængelighedsmuligheder, som du kan finde nyttige.
  

  Forældrekontrolfunktion Giver forældre mulighed for at tildele spil, som børn må spille. Forældre kan tillade eller begrænse bestemte spil, blokere spil, der ikke er egnede til børn i en bestemt alder, eller blokere spil, som de anser for stødende indhold.
  

  Center for sikkerhedskopiering og gendannelse letter sikkerhedskopieringen af ​​indstillinger, filer og programmer, hvilket gør det muligt at udføre det på et sted, der er bekvemt for brugeren og på et passende tidspunkt, samt at automatisere dette arbejde ved at udføre det efter en tidsplan. Brugeren kan placere sikkerhedskopien på en cd og dvd, en ekstern harddisk, en anden harddisk installeret på computeren, et USB-flashdrev eller på en anden computer eller server tilsluttet netværket.
  

  Centrum offentlig adgang til filer på netværket giver dig mulighed for at spore netværkets status i realtid og modtage links til konfigurerede handlinger. Du kan oprette et mere sikkert trådløst netværk, oprette mere sikre forbindelser til offentlige netværk ved adgangspunkter og overvåg netværkssikkerhed. Du kan nemmere få adgang til filer og delte netværksenheder, såsom printere, og bruge interaktiv diagnostik til at identificere og løse netværksproblemer.
  

  Windows mødelokale – Giver dig mulighed for at samarbejde med andre brugere og distribuere dokumenter til andre netværksbrugere. Gør det muligt at dele dit skrivebord eller et hvilket som helst program, sende og redigere dokumenter sammen og overføre noter. Windows Meeting Room er lige velegnet til at arbejde i et mødelokale, et bekvemt hotspot og på steder, hvor netværksadgang ikke er tilgængelig.
  

  Windows Media Centrum integrerer underholdning - inklusive tv-shows og optagelser, film, musik og billeder - og styres ved hjælp af et menusystem og fjernbetjening. Windows Media Center Windows Vista har forbedret menusystemet og udvidet understøttelse af digitalt tv og kabel-tv high definition, som giver dig mulighed for at konfigurere din computer til at skabe en elektronisk lounge og underholdning. Derudover er nye muligheder tilgængelige for at organisere adgang til din computer fra forskellige rum gennem tilføjelser til Media Center, inklusive Microsoft Xbox 360.
  

  Du kan nemt se, organisere, redigere, dele og udskrive dine billeder ved hjælp af " Billeder"Og Windows fotoalbum. Når den er tilsluttet en computer digitalt kamera billeder kan automatisk overføres til mappen Billeder. Når du har placeret billederne, kan du bruge Windows Fotoalbum til at redigere dem - beskæring, fjernelse af røde øjne, redigering af farver og eksponeringer.
  

  Med hjælp centrum
  mobil kommunikation Du kan justere indstillinger, som du ofte ændrer, når du skifter job, såsom lyd og skærmlysstyrke, og kontrollere status for dine netværksforbindelser. Du kan bruge den sekundære skærm til at tjekke dit næste mødetidspunkt, læse e-mail, lytte til musik eller se nyheder uden at åbne din mobile pc. Det er også muligt at tilslutte ekstra udstyr, For eksempel mobiltelefon eller tv.
  

  Forbedring af kvaliteten af ​​håndskrevet tekstgenkendelse ved at sætte genkendelsen op. For at navigere og gennemgå genveje skal du klikke på objektet med pennen. Forbedrede markører giver dig mulighed for bedre at se detaljerne i pennehandlinger. Du kan bruge skærmtastaturet eller håndskriftsblokken til at indtaste. Handlinger kan udføres ved at klikke på det rigtige sted berøringsskærm(kun for tablet-pc'er, der har denne funktion).
  

  Nogle forskelle mellem Windows 9x og Windows 2000/XP
  

  Aspekt	Windows 9x	Windows 2000/XP/Vista
  Fuldt 32-bit system?	Ingen	Ja
  Sikkerhed?	Ingen	Ja
  Sikker filvisning?	Ingen	Ja
  Privat adresserum for hvert MS-DOS-program?	Ingen	Ja
  Unicode?	Ingen	Ja

Så hvad er et operativsystem på en computer? OS er den vigtigste software, der kører på en computer. Den administrerer hukommelse, processer og al software og hardware. Vi kan sige, at OS er en bro mellem en computer og en person. For uden et styresystem er en computer ubrugelig.

Apple Mac OS X

Mac OS er en serie af operativsystemer skabt af Apple. Den leveres forudinstalleret på alle nye Macintosh- eller Mac-computere. De seneste versioner af dette operativsystem er kendt som OS X. Nemlig Yosetime(udgivet i 2014), Mavericks (2013), bjerg Løve (2012), Løve(2011), og Vis Leopard(2009). Der er også Mac OS X Server, som er designet til at køre på servere.

Ifølge generel statistik StatCounter Global Stats, procentdelen af ​​Mac OS X-brugere er 9,5 % af operativsystemmarkedet i september 2014. Dette er meget lavere end procentdelen af ​​Windows-brugere (næsten 90% ). En af grundene til dette er, at Apple-computere er meget dyre.

Linux

Linux er en familie af open source-operativsystemer. Det betyder, at de kan modificeres (ændres) og distribueres af alle rundt om i verden. Dette gør dette operativsystem meget forskelligt fra andre, såsom Windows, som kun kan ændres og distribueres af ejeren (Microsoft). Fordelene ved Linux er, at det er gratis, og der er mange forskellige versioner at vælge imellem. Hver version har sit eget udseende, og de mest populære er Ubuntu, Mynte Og Fedora.

Linux er opkaldt efter Linus Torvalds, der lagde grundlaget for Linux i 1991.

Ifølge StatCounter Global Stats er procentdelen af ​​Linux-brugere mindre end 2% af operativsystemmarkedet i september 2014. Men på grund af fleksibilitet og nem konfiguration kører de fleste servere på Linux.

Operativsystemer til mobile enheder

Alle de operativsystemer, vi talte om ovenfor, er designet til stationære og bærbare computere, såsom en bærbar computer. Der er operativsystemer, der er designet specifikt til mobile enheder, såsom telefoner og MP3-afspillere, f.eks. Apple, iOS, Windows Phone Og Google Android. På billedet nedenfor kan du se Apple iOS køre på en iPad.

Selvfølgelig er de ikke så funktionelle som computeroperativsystemer, men de er stadig i stand til at udføre mange grundlæggende opgaver. For eksempel at se film, surfe på internettet, køre applikationer, spil osv.

Det er alt. Skriv i kommentarerne, hvilket operativsystem du bruger, og hvorfor du kan lide det

Historien om OS-udvikling går mange år tilbage. Operativsystemer dukkede op og udviklede i færd med at forbedre computerhardware, så disse begivenheder er historisk tæt forbundet. Udviklingen af ​​computere har ført til fremkomsten af ​​et stort antal forskellige operativsystemer, som ikke alle er almindeligt kendte.

På øverste niveau er Mainframe OS. Disse enorme maskiner kan stadig findes i store organisationer. Mainframes adskiller sig fra personlige computere i deres input/output-kapacitet. Mainframes med tusindvis af diske og terabyte data er ret almindelige. Mainframes kommer i form af kraftfuldt web-servere og servere for store virksomheder og selskaber. Mainframe-operativsystemer er primært designet til at håndtere flere samtidige job, hvoraf de fleste kræver enorme mængder af I/O. De udfører typisk tre typer operationer: batchbehandling, transaktionsbehandling (batchoperationer) og tidsdeling. Batchbehandling udfører standardopgaver for brugere, der arbejder i interaktiv tilstand.

Transaktionsbehandlingssystemer håndterer et meget stort antal anmodninger, såsom flyreservationer. Tidsdelingssystemer giver mange fjernbrugere mulighed for samtidig at udføre deres opgaver på én maskine, for eksempel ved at arbejde med en stor database. Alle disse funktioner er tæt beslægtede, og mainframe-operativsystemet udfører dem alle. Et eksempel på et mainframe-operativsystem er OS/390.

Et niveau under er server OS. Servere er enten multiprocessor-computere. Disse operativsystemer betjener samtidig mange brugere og giver dem mulighed for at dele software- og hardwareressourcer indbyrdes. Servere giver også mulighed for at arbejde med udskrivningsenheder, filer eller internettet. Internetudbydere driver normalt flere servere for at understøtte samtidig netværksadgang for mange klienter. Servere gemmer websider og behandler indkommende anmodninger. UNIX og Windows 2000 er typiske serveroperativsystemer.

Den næste kategori består af OS til personlige computere. Deres opgave er at levere en brugervenlig grænseflade til en enkelt bruger. Sådanne systemer er meget udbredt i det daglige arbejde. De vigtigste operativsystemer i denne kategori er Windows-platformens operativsystemer, Linux og Macintosh-computeroperativsystemet.

De mindste operativsystemer køre på smart cards, som er en enhed på størrelse med kreditkort, der indeholder en central behandlingsenhed. Sådanne operativsystemer er underlagt meget strenge restriktioner for processorkraft og hukommelse. Nogle af dem kan f.eks. kun klare én operation Elektronisk betaling, men andre OS'er udfører mere komplekse funktioner.

23. Basale koncepter operativsystemer. Processer og tråde. Hukommelseshåndtering.

Processer

Alle moderne computere kan udføre flere operationer samtidigt. Således kan der samtidig med programmet startet af brugeren udføres læsning fra disken og udlæsning af tekst til monitorskærmen eller printeren. I et multitasking-system skifter processoren mellem programmer, hvilket giver hver enkelt ti til hundreder af millisekunder.

Operativsystemet har brug for en måde at oprette og afslutte processer efter behov. Typisk, når OS starter, oprettes flere processer. Nogle af dem giver brugerinteraktion og udfører et givent job. De resterende processer er baggrund. De er ikke knyttet til bestemte brugere, men udfører specifikke funktioner. For eksempel kan én baggrundsproces give udskrivning, mens en anden kan behandle anmodninger om websider.

Processer kan ikke kun oprettes, når systemet starter. Den nuværende proces kan således oprette en eller flere nye processer, og den aktuelle proces opfylder en systemanmodning om at oprette en ny proces. At skabe nye processer er især nyttigt i tilfælde, hvor opgaven lettest kan dannes som et sæt af relaterede, men uafhængigt interagerende processer. Hvis du har brug for at organisere hentning af en stor mængde data fra netværket til yderligere behandling, er det praktisk at oprette en proces til at hente data og placere dem i en buffer, og en anden til at læse og behandle data fra bufferen. Sådan en ordning

Det vil endda fremskynde databehandlingen, hvis hver proces køres på en separat processor i tilfælde af et multiprocessorsystem.

Typisk afsluttes processer, når de afslutter deres arbejde. tekstredaktører, browsere og andre programmer af denne type har en knap eller et menupunkt, hvormed du kan fuldføre processen.

En proces er en selvstændig enhed med egen programtæller og intern tilstand, men der er behov for at kommunikere med andre processer. For eksempel kan output fra én proces tjene som input til en anden proces.

En procesmodel forenkler forståelsen af ​​et systems interne adfærd. Nogle processer kører programmer, der udfører kommandoer indtastet fra tastaturet af brugeren. Andet

processer er en del af systemet og håndterer opgaver såsom eksekvering af filtjenesteanmodninger eller styring af opstarten af ​​en disk eller magnetisk lagerenhed.

Det nederste niveau af OS er skemalæggeren - et lille program. På øverste niveauer processer er lokaliseret. Afbrydelseshåndtering og procedurer relateret til stop og start af processer udføres af planlæggeren. Resten af ​​operativsystemet er struktureret som et sæt processer.

Implementeringen af ​​procesmodellen er baseret på en procestabel med et element for hver proces. Tabelelementet indeholder information om procestilstand, programtæller, hukommelsesallokering, åben filtilstand, stak-pointer, ressourceforbrug og allokering og alle andre oplysninger, der skal bevares, når der skiftes til klar- eller blokeringstilstand for senere at starte processen , som om han ikke ville stoppe.

Strømme

I konventionelle operativsystemer er en proces defineret af et passende adresserum og en enkelt kontroltråd. Men der er ofte situationer, hvor det er at foretrække at have flere kvasi-parallelle kontrolprocesser i ét adresserum.

Procesmodellen er baseret på to uafhængige koncepter: ressourcegruppering og programudførelse. Når de er adskilt, dukker begrebet flow op.

På den ene side kan processen ses som en måde at kombinere relaterede ressourcer i én gruppe. En proces har et adresserum, der indeholder programmet, data og andre ressourcer. Ressourcer er åbne filer, underordnede processer, ubehandlede nødbeskeder, signalbehandlere, regnskabsoplysninger og meget mere. Det er meget nemmere at styre ressourcer ved at kombinere dem i form af en proces.

På den anden side kan en proces ses som en strøm af udførte kommandoer. En tråd har en programtæller, der holder styr på rækkefølgen, hvori handlinger udføres. Den har registre, der gemmer aktuelle variabler. Den har en stak indeholdende procesudførelsesloggen, hvor en separat struktur er allokeret for hver kaldet procedure. Selvom en tråd opstår i en proces, skal begreberne tråd og proces skelnes fra hinanden. Processer bruges til at gruppere ressourcer, og tråde er objekter, der udføres på skift på CPU'en.

Konceptet med tråde tilføjer procesmodellen muligheden for samtidig at udføre flere ret uafhængige programmer i samme procesmiljø. Flere tråde

kører parallelt i én proces ligner flere processer der kører parallelt på én computer. I det første tilfælde deler tråde adresserum, åbne filer og andre ressourcer. I den anden del deler processer fysisk hukommelse, diske, printere og andre ressourcer. Tråde har nogle af processernes egenskaber, så de kaldes nogle gange letvægtsprocesser. Udtrykket multithreading bruges også til at beskrive brugen af ​​flere tråde i en enkelt proces.

Ved opstart flertrådsproces På et system med én processor fungerer tråde skiftevis. Processoren skifter hurtigt mellem tråde, hvilket giver udseendet af tråde, der løber parallelt, selv på en ikke særlig hurtig processor. For eksempel, i tilfælde af tre tråde i én proces, vil alle tråde køre parallelt. Hver tråd vil have en virtuel processor med en hastighed svarende til en tredjedel af hastigheden for en rigtig processor.

Hvorfor er tråde så nødvendige? Hovedårsagen er, at de fleste applikationer udfører et stort antal handlinger, hvoraf nogle kan blokere fra tid til anden. Programdesignet kan forenkles betydeligt, hvis applikationen er opdelt i flere sekventielle tråde, der kører i en quasi-parallel tilstand.

Når du bruger tråde, er det også muligt for parallelle objekter at dele det samme adresserum og alle de data, det indeholder. For nogle applikationer er denne evne afgørende. I sådanne tilfælde er skemaet med parallelle processer med forskellige adresserum ikke egnet.

Et andet argument til fordel for tråde er letheden ved deres oprettelse og ødelæggelse, da ingen ressourcer er forbundet med tråden. På de fleste systemer tager det ca

100 gange mindre tid end at skabe en proces. Denne egenskab er især nyttig, når den er dynamisk og hurtig ændring antal tråde.

Det tredje argument er ydeevne. Konceptet med tråde giver ikke ydeevnegevinster, hvis de er begrænset af processorens muligheder. Men når der er et samtidig behov for at udføre en stor mængde beregninger og I/O-operationer, gør tilstedeværelsen af ​​tråde det muligt at kombinere disse procedurer i tide, og derved øge applikationens samlede hastighed.

Konceptet med tråde er også nyttigt i systemer med flere processorer, hvor ægte parallelitet er mulig.

Hukommelseshåndtering

Hukommelse er en vigtig ressource, der kræver omhyggelig styring, fordi programmer vokser i størrelse hurtigere end hukommelse.

Hukommelse i en computer har en hierarkisk struktur. En lille del af det er en meget hurtig flygtig (taber information, når strømmen slukkes) cachehukommelse.

Computere har også titusinder af megabyte flygtigt RAM (RAM, RandomAccessMemory - random access memory) og titusinder eller hundredvis af gigabyte langsom, ikke-flygtig harddiskplads. En af OS's opgaver er at koordinere brugen af ​​alle disse hukommelseskomponenter.

Den del af operativsystemet, der er ansvarlig for hukommelsesstyring, kaldes hukommelsesstyringsenheden eller hukommelsesstyringen. Lederen overvåger, hvilken del af hukommelsen der er i brug i øjeblikket, allokerer hukommelse til processer og frigør ressourcer efter deres færdiggørelse og styrer udvekslingen af ​​data mellem RAM og disk.

For det meste simpelt kredsløb Hukommelsesstyring - et system med én opgave uden paging til disk - er, at kun ét program kører ad gangen, og hukommelsen deles mellem programmer og operativsystemet. Når et system er organiseret på denne måde, kan kun én proces køre på et givet tidspunkt. Så snart brugeren indtaster en kommando, kopierer OS det anmodede program fra disk til hukommelse

og udfører det, og efter processen er afsluttet, viser et invitationssymbol på skærmen og venter på en ny kommando. Efter at have modtaget kommandoen, downloader den nyt program ind i hukommelsen ved at skrive den over den forrige. Sådan fungerer computere med MS-DOS-operativsystemet.

Flertal moderne systemer giver mulighed for samtidig lancering af flere processer. At have flere processer kørende på samme tid betyder, at når en proces er suspenderet og venter på, at en I/O-operation er fuldført, kan en anden bruge CPU'en. Multitasking øger således CPU-forbruget. På netværksservere kører der altid flere processer samtidigt (for forskellige klienter), men de fleste klientmaskiner i disse dage har de også denne mulighed. Den enkleste måde at opnå multitasking på er at opdele hukommelsen i flere, måske ikke

lige, divisioner. Når et job kommer ind i hukommelsen, placeres det i inputkøen til den mindste partition, der er stor nok til at holde jobbet. Da størrelsen af ​​partitionerne er uændret, går al ubrugt plads i partitionen tabt. Ulempen ved denne metode er, at der næsten ikke er nogen kø til en stor partition, og en hel del opgaver står i kø for små partitioner. Små jobs skal vente på deres tur for at komme ind i hukommelsen, selvom det meste af hukommelsen er ledig. En forbedret metode er at organisere én fælles kø for alle

sektioner. Når en partition er frigivet, kan en opgave, der er tættere på køens hoved og egnet til udførelse i den partition, indlæses i den og begynde at behandle. Til gengæld er det ikke tilrådeligt at spilde store sektioner på små opgaver, så der er en anden strategi. Den består i, at hver gang efter en partition er frigivet, søger køen efter det største job til denne partition, og det er denne, der vælges til behandling. Denne algoritme fjerner dog små opgaver fra behandlingen, selvom det er nødvendigt for at yde bedre service til små opgaver. Vejen ud er at oprette mindst én lille partition, som giver dig mulighed for at udføre små opgaver uden at vente længe på, at store partitioner bliver frie. En anden tilgang involverer følgende algoritme: en opgave, der har ret til at blive udvalgt til behandling, kan ikke springes over mere end én gang. Når en opgave springes over, tilføjes en til tælleren. Hvis tællerværdien bliver lig med k, kan opgaven ikke længere ignoreres.

Multitasking forbedrer CPU-effektiviteten. Hvis den gennemsnitlige proces kun udfører beregninger 20% af tiden, den er i hukommelsen, så ved behandling

fem processer skal CPU'en være fuldt indlæst. Virkeligheden er, at alle fem processer aldrig venter på, at en I/O-operation fuldføres på samme tid.

Organisering af hukommelse i form af faste sektioner er enkel og effektiv til at arbejde med batchsystemer. Så længe der kan gemmes nok opgaver i hukommelsen til at holde CPU'en beskæftiget hele tiden, er der ingen grund til at gøre algoritmen mere kompleks.

En helt anden situation opstår dog med tidsdelingssystemer eller grafikorienterede computere. Nogle gange er der ikke nok RAM til at rumme alle de aktive processer, og så skal de overskydende processer gemmes på disken og overføres til hukommelsen til behandling.

Der er to hovedmåder at administrere hukommelse på, delvist afhængigt af den tilgængelige hardware. Den enkleste strategi, kaldet swapping eller paging, er at flytte hver proces helt ind i hukommelsen, køre et stykke tid og derefter returnere hele processen til disken. En anden strategi, kaldet virtuel hukommelse, tillader programmer at køre, selv når de kun er delvist i RAM.

Betjeningen af ​​byttesystemet er som følger. Lad der være 4 processer - A, B, C, D. I den indledende fase er kun proces A i hukommelsen. Derefter, over tid, oprettes eller indlæses processer B og C fra disken sekventielt. I næste øjeblik fjernes proces A til disken. Derefter vises proces D, og ​​proces B afsluttes. Til sidst vender proces A tilbage til hukommelsen. Hukommelsesallokering ændres, efterhånden som processer kommer ind i og forlader hukommelsen. Da proces A nu har en anden hukommelsesplacering, skal dens adresser omkonfigureres enten af ​​software under indlæsning i hukommelsen eller af hardware under programafvikling.

Den største forskel mellem faste og roterende partitioner er, at i det andet tilfælde ændres antallet, placeringen og størrelsen af ​​partitioner dynamisk, efterhånden som processer ankommer og afsluttes. Der er ingen begrænsninger i forhold til antallet af sektioner og deres størrelse. Dette forbedrer hukommelsesudnyttelsen, men gør det meget sværere at allokere processer, deallokere hukommelse og holde styr på ændringer, der opstår.

Den grundlæggende idé bag virtuel hukommelse er, at den kombinerede størrelse af programmet, dataene og stakken kan overstige den tilgængelige mængde fysisk hukommelse. OS gemmer de dele af programmet, der i øjeblikket er i brug, i RAM, resten på disken. Eksempelvis kan et 16 MB program køre på en maskine med 4 MB hukommelse, hvis du nøje overvejer hvilke 4 MB der til enhver tid skal gemmes i hukommelsen. I dette tilfælde vil dele af programmet, der er placeret på disken og i hukommelsen, skifte plads efter behov.

Virtuel hukommelse kan også fungere i et multitasking-system, med dele af mange programmer samtidigt i hukommelsen. Når et program venter på at flytte det næste til hukommelsen

del, er den i I/O-tilstand og kan ikke fungere, så CPU'en kan gives til en anden proces.

24. OS I/O. Enhedsdrivere. Enhedsdriver logisk layoutdiagram.

Input Output

En af væsentlige funktioner OS er styringen af ​​computerens input/output-enheder. Operativsystemet udsteder kommandoer til disse enheder, opsnapper afbrydelser og håndterer fejl. Det skal give en enkel og bekvem grænseflade mellem enheder og resten af ​​systemet. Grænsefladen skal være den samme for alle enheder for at opnå uafhængighed af det anvendte udstyr. I/O-software er en væsentlig del af operativsystemet.

I/O-enheder kan opdeles i to kategorier: blokenheder og tegnenheder. Blok-enheder gemmer information i blokke med fast størrelse, hvor hver blok har sin egen adresse. En vigtig egenskab ved en blokenhed er, at hver blok kan læses uafhængigt af andre blokke. De mest almindelige blokenheder er diske.

En anden type I/O-enheder er tegnenheder. En karakterenhed accepterer eller leverer en strøm af ustrukturerede tegn. Den kan ikke adresseres og udfører ikke en søgeoperation. printere, netværksadaptere, mus og de fleste andre ikke-disk-lignende enheder kan betragtes som karakterenheder.

I/O-enheder består typisk af mekaniske og elektroniske dele. Den mekaniske komponent er placeret i selve enheden. Enhedens elektroniske komponent kaldes en controller eller adapter. I moderne computere er controllere indbygget i bundkort eller placeret på selve I/O-enheden.

Monitorcontrolleren læser bytes fra hukommelsen, der indeholder de tegn, der skal vises, og genererer signaler, der bruges til at modulere elektronrørets stråle, hvilket får det til at vise billedet på skærmen. Videoadapteren genererer signaler, der styrer strålens vandrette og lodrette retur. Operativsystemet initialiserer kun controlleren og indstiller et lille antal parametre, såsom antallet af pixels pr. linje og antallet af linjer på skærmen, og controlleren udfører alt arbejdet med at styre strålens bevægelse hen over skærmen.

Et centralt designkoncept for I/O-software er angivet som enhedsuafhængighed. Dette koncept betyder, at det er muligt at skrive programmer, der kan få adgang til enhver I/O-enhed uden forudgående instruktion bestemt enhed. For eksempel skal et program, der læser data fra en inputfil, fungere lige godt med en fil på en diskette, en harddisk eller en cd. Dette bør ikke kræve ændringer i programmet.

Et andet vigtigt aspekt af I/O-software er fejlhåndtering. Fejl skal håndteres så tæt på hardwaren som muligt. Hvis controlleren opdager en læsefejl, bør den selv rette fejlen, hvis det er muligt. Hvis den ikke kan gøre dette, skal enhedsdriveren håndtere fejlen.

Et af nøglespørgsmålene er metoden til dataoverførsel - synkron (blokering) eller asynkron (afbrydelsesdrevet). De fleste fysiske I/O-operationer er asynkrone - CPU'en begynder at overføre data og skifter til en anden proces, indtil der kommer en afbrydelse.

Et andet aspekt af I/O-software er buffering. Ofte kan data, der kommer fra en enhed, ikke gemmes, hvor de sendes. For eksempel, når en pakke ankommer over netværket, ved OS ikke, hvor den skal placeres, før dens indhold er analyseret. Buffring involverer kopiering af data til store mængder, hvilket ofte er en væsentlig faktor i dårlig I/O-ydelse.

Det sidste koncept relateret til I/O er konceptet med dedikerede enheder og delte enheder. Nogle enheder, såsom diske, kan bruges af et stort antal brugere på samme tid. I dette tilfælde burde der ikke være problemer, når du åbner flere filer på samme disk på samme tid. Andre enheder, såsom båndstationer, er eksklusive

brug. Indtil en bruger er færdig med sit arbejde, kan drevet ikke deles med en anden bruger. OS skal kunne administrere både delte enheder og dedikerede enheder.

Der er tre forskellige veje udføre input/output operationer. Den enkleste form for I/O er, hvor CPU'en gør alt arbejdet. Denne metode kaldes software I/O. CPU'en indlæser eller udsender hver byte eller ord, mens den er i en sløjfe og venter på, at I/O-enheden er klar. Den anden metode er interrupt-drevet I/O, hvor CPU'en begynder at overføre I/O for et tegn eller ord og derefter skifter til en anden proces, indtil en enhedsafbrydelse meddeler den, at I/O-operationen er afsluttet. Den tredje metode er at bruge direkte hukommelsesadgang, hvor en separat chip styrer overførslen af ​​en hel blok af data og initierer en afbrydelse først, efter at blokoverførselsoperationen er afsluttet.

Enhedsdrivere

Hver enhedscontroller har et sæt registre, der bruges til at give kommandoer til den enhed, der styres, og læse enhedens tilstand. Antallet af sådanne registre og de udstedte kommandoer afhænger af den specifikke enhed. Eksempelvis skal et musestyringsprogram modtage information fra musen om, hvor langt den har bevæget sig vandret og lodret, samt om de museknapper, der trykkes på. Diskstyringsprogrammet skal kende til de sektorer, spor, cylindre, hoveder, deres bevægelses- og installationstider, motorer og lignende, der er nødvendige for, at disken kan fungere korrekt. Dette program, der styrer hver input/outputenhed, der er tilsluttet computeren, kaldes en enhedsdriver. Det er normalt skrevet af producenten og distribueret med enheden. Fordi hvert OS kræver specifikke drivere, leverer enhedsproducenter typisk drivere til flere af de mest populære operativsystemer.

Hver enhedsdriver understøtter én enhedstype eller højst en klasse af relaterede enheder. For eksempel kan en diskdriver understøtte forskellige diske, forskellige i størrelse og hastighed. En mus og et joystick er dog så forskellige, at de normalt kræver forskellige drivere.

For at få adgang til enhedens hardware, dvs. til controllerregistre skal enhedsdriveren være en del af operativsystemets kerne.

Da operativsystemet vil installere drivere produceret af andre producenter, kræves en arkitektur, der tillader en sådan installation. Det betyder, at der skal udvikles en nøje defineret model over førerens funktioner og dens interaktion med resten af ​​styresystemet. Enhedsdrivere findes typisk under resten af ​​operativsystemet.

Operativsystemet klassificerer typisk drivere i flere kategorier i henhold til de typer enheder, de understøtter. De mest almindelige kategorier omfatter blokenheder, såsom diske, og tegnenheder, såsom tastaturer og printere. De fleste operativsystemer definerer to standardgrænseflader, en som alle blokdrivere skal understøtte, og en som alle tegndrivere skal understøtte. Disse grænseflader omfatter sæt procedurer, som kan kaldes af resten af ​​operativsystemet for at få adgang til driveren. Disse procedurer omfatter for eksempel procedurer til at læse en blok eller skrive en tegnstreng.

Enhedsdriveren udfører flere funktioner:

1) behandling af abstrakte læse- og skriveanmodninger uafhængigt af enheder og software placeret over dem;

2) initialisering af enheden;

3) styring af enhedens strømforbrug og hændelseslogning;

4) tjek input parametre. Hvis de ikke er tilfredse visse kriterier, returnerer driveren en fejl. Ellers konverterer føreren abstrakte termer til konkrete termer. For eksempel kan en diskdriver konvertere et lineært bloknummer til hoved-, spor- og sektornumre;

5) kontrol af den aktuelle brug af enheden. Hvis enheden er optaget, kan anmodningen blive sat i kø. Hvis enheden er ledig, kontrolleres dens status. Du skal muligvis tænde for enheden eller starte motoren, før dataoverførslen kan begynde. Når enheden er klar, kan den egentlige styring af enheden begynde.

Styring af en enhed involverer at udstede en række kommandoer til den. Det er i driveren, at rækkefølgen af ​​kommandoer bestemmes afhængigt af, hvad der skal gøres. Efter at have besluttet sig for kommandoerne, begynder driveren at skrive dem ind i enhedscontrollerens registre. Nogle controllere er i stand til at acceptere sammenkædede lister over kommandoer placeret i hukommelsen. De læser og udfører dem selv uden yderligere assistance fra operativsystemet.

Efter at føreren har overført alle kommandoer til controlleren, kan situationen udvikle sig i to scenarier. I mange tilfælde skal en enhedsdriver vente, indtil controlleren har udført noget arbejde for den, så den blokerer, indtil en enhedsafbrydelse ophæver blokeringen. I andre tilfælde afsluttes operationen uden forsinkelse, og føreren behøver ikke at blokere. For at scrolle på skærmen i tegntilstand behøver du for eksempel kun at skrive nogle få bytes til controller-registrene. Hele operationen tager et par nanosekunder.

Når operationen er fuldført, skal føreren kontrollere, om operationen er gennemført uden fejl. Hvis alt er i orden, kan chaufføren blive nødt til at videregive data (f.eks. blokaflæsningen) til enhedsuafhængig software. Føreren returnerer derefter nogle oplysninger til det kaldende program om fuldførelsen af ​​operationen. Hvis der var andre anmodninger i køen, kan en af ​​dem nu vælges og køres, ellers blokerer chaufføren for at vente på næste anmodning.

25. OS filsystemer.

Alle computerapplikationer skal gemme og hente oplysninger. Det mest bekvemme system til at få adgang til langsigtede informationslagringsenheder viste sig at være et system, hvor brugeren tildeler et navn til et bestemt sæt data. Et specifikt område på disken, der er optaget af information, der har sit eget navn, kaldes en fil. Den del af operativsystemet, der arbejder med filer og giver datalagring på diske og adgang til dem, kaldes filsystemet (FS).

Fra brugerens synspunkt er det vigtigste aspekt ved et filsystem dets eksterne præsentation, dvs. navngivning og beskyttelse af filer, filhandlinger osv. Computeren er ligeglad med, hvilket navn et program eller et dokument har, da den modtager instruktioner fra operativsystemet på denne måde: "læs så mange bytes fra sådan og sådan et sted på disken." I dette tilfælde er brugeren ikke forpligtet til at vide, i hvilken fysisk rækkefølge og hvor præcis hans data er placeret. Det er nok for ham at kræve, at operativsystemet læser dokumentet eller downloader det nødvendige program.

En af de vigtigste egenskaber ved operativsystemet, udover at administrere hukommelse, computerressourcer og opgaver, er understøttelse af filsystemet - hovedlageret for system- og brugeroplysninger.

Filerne tilhører den abstrakte mekanisme. De giver en måde at gemme information på disken og læse den igen efter behov. Brugeren behøver ikke sådanne detaljer som metoden og placeringen af ​​informationslagring, detaljer om diskdrift.

På mange operativsystemer kan filnavnet bestå af to dele adskilt af et punktum, for eksempel progr. exe. Den del af filnavnet efter punktum kaldes filtypenavnet og angiver normalt filtypen.

Typisk skal brugere logisk gruppere deres filer, så en eller anden fleksibel måde er nødvendig for at tillade filer at blive grupperet sammen. Derfor er der brug for noget generelt hierarki, dvs. mappe træ. Med denne tilgang kan hver bruger oprette lige så mange mapper og undermapper, som han har brug for, og gruppere sine filer på en naturlig måde. I rodmappe mapper og undermapper tilhørende forskellige brugere kan også oprettes. Evnen til at oprette et vilkårligt antal undermapper er et kraftfuldt struktureringsværktøj, der giver brugerne mulighed for at organisere deres arbejde. Af denne grund er næsten alle moderne filsystemer organiseret på denne måde.

Når du organiserer et filsystem i form af et mappetræ, kræves der en eller anden måde at specificere en fil på. To forskellige metoder bruges almindeligvis til dette. I det første tilfælde får hver fil et absolut stinavn, der består af navnene på alle mapper fra rodmappen til den, der indeholder filen, og navnet på selve filen. Stien er f.eks. \bruger\abc\minfil. doc betyder, at rodmappen indeholder en brugermappe, som igen indeholder en undermappe abc, hvor myfile-filen er placeret. dok.

Så ethvert filsystem er designet til at gemme information om den fysiske placering af dele af en fil. I FS er der en minimumsenhed af information - en klynge, hvis størrelse er den nedre grænse for størrelsen af ​​information optaget på mediet i FS. Begrebet en klynge skal ikke forveksles med begrebet en sektor, som er minimumsenhed information fra hardwaresiden. FS er forpligtet til at gennemføre strengt næste skridt:

Bestemmelse af den fysiske placering af fildele;

Tilgængelighedsbestemmelse Fri plads og allokere det til nyoprettede filer.

26. Overvejelse af specifikke operativsystemer (Windows, UNIX, Linux).

Operativsystemer skaber en forbindelse mellem brugere og applikationer, der danner kernen computersystemer.

OS'er adskiller programmer fra hardware og forenkler ressourcestyring. Lad os se på de forskellige typer operativsystemer og finde ud af, hvordan de adskiller sig fra hinanden.

Operativsystemet er software komponent et computersystem, der er ansvarligt for at styre forskellige aktiviteter og dele computerressourcer. Det er vært for flere applikationer, der kører på computeren og behandler computerhardwarens operationer. Brugere og applikationsprogrammer får adgang til tjenester, der tilbydes af operativsystemer gennem systemopkald og applikationsprogrammeringsgrænseflader. Brugere interagerer med en computers operativsystem gennem kommandolinjegrænseflader (CLIS) eller en grafisk brugergrænseflade kendt som en GUI. Kort sagt giver et operativsystem brugere mulighed for at interagere med computersystemer ved at fungere som et link mellem brugere eller applikationsprogrammer og computerhardwaren. Her er et hurtigt overblik over de forskellige typer operativsystemer.

Real-time operativsystem: Det er et multitasking-operativsystem, der har til formål at køre applikationer i realtid. Realtidsoperativsystemer bruger ofte specialiserede planlægningsalgoritmer på en sådan måde, at de kan opnå deterministisk adfærd. Hovedformålet med realtidsoperativsystemer er deres hurtige og forudsigelige reaktion på hændelser. Systemet er hændelsesdrevet og skifter mellem opgaver baseret på deres prioriteter, med opgaveskiftende tidsdeling.

Windows CE, OS-9,Symbian ogLynxOS er nogle af de velkendte real-time operativsystemer.

Flerbruger- og enkeltbrugeroperativsystemer: Denne type computeroperativsystem giver flere brugere adgang til et computersystem på samme tid. Tidsdelingssystemer kan klassificeres som flerbrugersystemer, fordi de giver flere brugere adgang til en computer gennem tidsdeling. Enkeltbrugeroperativsystemer kan i modsætning til flerbrugeroperativsystemer kun bruges af én bruger ad gangen. Mulighed for at oprette flere brugere på operationsstuen Windows system, gør det ikke til et flerbrugersystem. Det er snarere kun netværksadministratoren, der er den rigtige bruger. Men for Unix og lignende operativsystemer er det muligt for to brugere at logge ind på samme tid, og denne funktion i OS gør det til et flerbrugeroperativsystem.

Windows 95Windows 2000MaxOS og PalmOS er eksempler på enkeltbrugeroperativsystemer. Unix ogOpenVMS er eksempler på multi-user operativsystemer.

Multitasking og single-tasking operativsystemer: Når kun ét program får lov til at køre ad gangen, grupperes systemet under kategorien single-tasking system, og i tilfælde af at operativsystemet tillader udførelse af flere opgaver på samme tid, klassificeres det som en multi-tasking. operativ system. Multitasking kan være af to typer, nemlig proaktiv eller samarbejdsvillig. I et multitasking-operativsystem afsætter det et slot til hvert program. Unix-lignende operativsystemer som Solaris og Linux understøtter multitasking. Kooperativ multitasking opnås ved at stole på hver proces for at give tid til andre processer i en bestemt rækkefølge. Denne form for multitasking ligner ideen om blok multithreading, hvor en tråd passerer, mens en anden er blokeret af en anden begivenhed. MS Windows op til Windows 95 bruger cooperativ multitasking til at understøtte det.

PalmOS tilPalm PDA'er er single-tasking operativsystemer. 9xWindows understøtter multitasking. DOS+ er et relativt mindre kendt multitasking-operativsystem. Det kan understøtte multitasking af fire 86-bit programmer.

Distribueret operativsystem: et operativsystem, der styrer en gruppe af uafhængige computere og gør dem til én computer. Udvikling netværkscomputere, som kan sammenkobles, gav anledning til distribueret computing. Distribueret databehandling foregår på mere end én computer. Når computere samarbejder gruppearbejde, skaber de et distribueret system.

Amoeba, Plan9 og LOCUS (udviklet i 1980'erne) er eksempler på distribuerede operativsystemer.

Indlejrede systemer: Operativsystemer designet til brug i indlejrede computersystemer. De er designet til at fungere på små maskiner såsom PDA'er. De er i stand til at arbejde med et begrænset antal ressourcer. De er meget kompakte og effektive.

Windows CE,FreeBSD ogMinix 3 eksempler på indlejrede operativsystemer. BrugLinux i indlejrede computersystemer kaldesIndlejretLinux.

Mobilt styresystem: Selvom det ikke funktionelt er en type operativsystem, er mobil OS absolut en vigtig omtale på listen over typer af operativsystemer. Det mobile OS styrer den mobile enhed, dens design understøtter trådløs kommunikation og mobilapplikationer. Den har indbygget understøttelse af mobile multimedieformater. Tablet-pc'er og smartphones kører på mobile operativsystemer.

Blackberry OSAndroidbyGoogle og iOS fraApple er et af de mest berømte mobile operativsystemer.

Batchbehandling og interaktive systemer: Batchbehandling refererer til udførelse af computerprogrammer i "batches" uden manuel indgriben. I batchbehandlingssystemer samles programmer, grupperes og behandles på et senere tidspunkt. De kræver ikke, at brugere logger ind; inputdata indsamles på forhånd til videre behandling. Inputdata indsamles og behandles i batches, deraf navnet batchbehandling. IBM OS har batchbehandlingsfunktioner.

Internet og netværk: Ved online databehandling forbliver brugeren i kontakt med computeren, og processer udføres under kontrol central processor computer. Når processer ikke udføres under processorens direkte kontrol, omtales behandlingen som offline tilstand. Lad os tage et eksempel på batchbehandling. Her kan batchning eller gruppering af data udføres uden bruger- og CPU-intervention; dette kan gøres offline. Men udførelsen af ​​selve processen kan ske under direkte kontrol af processoren, det vil sige på internettet.

Operativsystemer hjælper med at forenkle menneskelig interaktion med computerteknologi. De er ansvarlige for at forbinde applikationsprogrammer med hardware for at opnå nem brugeradgang til computere.