system operacyjny to program, który ładuje się po włączeniu komputera. Prowadzi dialog z użytkownikiem, zarządza komputerem, jego zasobami (RAM, miejscem na dysku itp.) oraz uruchamia inne programy (aplikacje) do wykonania. System operacyjny zapewnia użytkownikowi i aplikacjom wygodny sposób komunikacji (interfejsu) z urządzeniami komputerowymi.

Głównym powodem potrzeby istnienia systemu operacyjnego jest to, że atomowe operacje służące do obsługi urządzeń komputerowych i zarządzania zasobami komputera są operacjami bardzo niskiego poziomu, więc działania wymagane przez użytkownika i aplikacje składają się z kilkuset lub tysięcy takich atomowych operacje.

Na przykład jazda dalej dyski magnetyczne„rozumie” tylko takie podstawowe czynności jak włączenie/wyłączenie silnika napędowego, montaż głowic odczytujących na konkretnym cylindrze, wybór konkretnej głowicy odczytującej, wczytanie informacji ze ścieżki dyskowej do komputera itp. A nawet to zrobić proste działanie podobnie jak kopiowanie pliku z jednej dyskietki na drugą (plik to nazwany zbiór informacji na dysku lub innym nośniku maszynowym), konieczne jest wykonanie tysięcy operacji, aby uruchomić polecenia napędu dyskowego, sprawdzić ich wykonanie, wyszukać i przetworzyć informacje w tabelach alokacji plików dyskowych itp. d. Zadanie komplikuje dodatkowo:

Istnieje kilkanaście formatów dyskietek i system operacyjny musi obsługiwać wszystkie te formaty. Dla użytkownika pracującego z dyskietkami różne formaty należy przeprowadzić dokładnie w ten sam sposób;


plik na dyskietkach zajmuje określone obszary, a użytkownik nie powinien wiedzieć, które z nich.
Wszystko
funkcje służące do utrzymywania tabel alokacji plików, wyszukiwania w nich informacji i przydzielania miejsca na pliki na dyskietkach realizowane są przez system operacyjny, a użytkownik może o nich nic nie wiedzieć;


Podczas działania programu kopiującego może wystąpić kilkadziesiąt różnych sytuacji specjalnych, np. awaria podczas odczytu lub zapisu informacji, napędy nie są gotowe do odczytu lub zapisu, na dyskietce nie ma miejsca na skopiowany plik itp. . We wszystkich tych sytuacjach należy zapewnić odpowiednią komunikację i działania naprawcze.


System operacyjny ukrywa te skomplikowane i niepotrzebne szczegóły przed użytkownikiem i zapewnia mu wygodny interfejs do pracy. Wykonuje także różne czynności pomocnicze, takie jak kopiowanie czy drukowanie plików. System operacyjny ładuje wszystkie programy do pamięci RAM, przekazuje im kontrolę na początku ich działania i wykonuje różne działania na żądanie wykonywania programów i zwalnia pamięć RAM zajmowaną przez programy po ich zakończeniu.


Istnieje kilka rodzajów systemów operacyjnych: DOS, Windows, UNIX w różnych wersjach itp. Najpopularniejszym jest system operacyjny Windows. Istnieje kilka Wersje Windowsa: Windows-95, Windows-98, Windows Me, Windows-2000, Windows XP, Windows Vista. Wszystkie mają podobną treść, dlatego w przyszłości rozważymy systemy operacyjne 2000/XP/Vista i Windows-9x.


20-letnia historia systemów operacyjnych jest interesująca i pouczająca, pełna dramatycznych wydarzeń i bohaterstwa, wyczynów i zdrad. A zaczęło się od MS DOS (skrót od wyrażenia Disk System operacyjny). Dokładniej, z pierwszą wersją tego systemu operacyjnego, wydaną przez Microsoft w 1981 roku, przeznaczoną do dostarczania z komputerami IBM PC (chociaż IBM początkowo preferował inny system operacyjny o nazwie CP/M). Nawiasem mówiąc, niewiele osób dziś pamięta, że ​​MS-DOS nie był bynajmniej oryginalnym dziełem samego Microsoftu: firma Billa Gatesa jedynie ukończyła „system operacyjny” o nazwie QDOS, stworzony przez Seattle Computer Products.


16-bitowy, jednozadaniowy system operacyjny DOS miał „interfejs wiersza poleceń”, co oznacza, że ​​użytkownik musiał ręcznie wpisywać wszystkie polecenia na klawiaturze w wierszu poleceń systemu operacyjnego.


Brak grafiki. Brak usługi... Jednak DOS kwitł przez 10 lat. Microsoft ma nawet konkurentów w postaci Novella, Digital Research i… IBM. Każda z tych firm wydała własną wersję DOS-u, która pod wieloma względami przewyższała produkt Microsoftu. W szczególności Novell DOS cieszył się zasłużoną popularnością jako doskonały system operacyjny sieciowy, a produkt IBM miał najlepsze możliwości serwisowe.


Oczywiście z czasem DOS był udoskonalany i uzupełniany o nowe programy. Z każdą nową wersją obsługiwał coraz więcej typów urządzeń. Jednak jego główne wady nie zostały i nie mogły zostać wyeliminowane.


Główną słabą stroną DOS-u pozostała praca z pamięcią RAM. Faktem jest, że w dobie powstania MS-DOS pamięć RAM większości komputerów nie przekraczała 256 kilobajtów. DOS mógł obsłużyć 640 kilobajtów pamięć o dostępie swobodnym, a Bill Gates argumentował, że nikt nigdy nie będzie potrzebował więcej.


Ale czas mijał... Pamięć w komputerach powoli rosła - 1 MB, 2 MB... Pojawiły się programy, które wymagały do ​​działania całej ilości pamięci RAM. Standardowa usługa DOS nie zapewniała takiej możliwości. Dlatego musieliśmy korzystać ze specjalnych programów - menedżerów pamięci. Ale nie mogli też zmusić upartego DOS-u do umieszczania programów ładowanych, gdy komputer jest włączony, poza „obszarem 640 kilobajtów”. Powstał paradoks: niezależnie od tego, ile pamięci RAM posiadał komputer, nie można było uruchomić programu, jeśli w standardowej pamięci nie było wystarczającej ilości wolnego miejsca - tego samego obszaru 640 kilobajtów...


Drugą wadą DOS-u była niemożność pracy w pełnym trybie graficznym, chociaż sprzęt ówczesnych komputerów mógł już to obsługiwać. Faktem jest, że DOS praktycznie nie pozwalał na pracę ze sterownikami do pobrania dla różnych kart graficznych.


Tymczasem pod koniec lat 80-tych tryb graficzny stał się już standardem w komputerach takich jak Apple Macintosh- dzięki czemu komputery te stały się standardowym komputerem „wydawniczym”. Pecety natomiast mogły pochwalić się jedynie takimi tekstowymi „powłokami”, jak słynny menedżer plików Norton Commander i dlatego były postrzegane bardziej jako drogie zabawki.


Wreszcie trzecią przeszkodą w MS-DOS była jednozadaniowość. Coraz więcej osób chciało uruchomić na swoim komputerze kilka programów jednocześnie z możliwością przełączania się między nimi - a DOS, mimo wszystkich swoich pragnień, nie mógł tego zapewnić, w przeciwieństwie do systemu operacyjnego tych samych komputerów Macintosh. W rezultacie wraz z pojawieniem się systemu Windows 95 DOS praktycznie zniknął ze sceny, chociaż nadal jest instalowany na naszych komputerach jako komponent Jądra Windowsa. W 1999 roku IBM wypuścił nawet nową wersję - DOS 2000.


Pierwsza wersja systemu Windows została wydana pod koniec lat 80. i przeszła całkowicie niezauważona. Podobny los spotkał kolejną wersję – dopiero wersja Windows 3.0 (1992) zdołała przedostać się do serc użytkowników i zostać „produktem roku”. A dwa lata później narodziły się wersje 3.1 i 3.11 (ta ostatnia zawierała tak istotny element, jak pełna obsługa multimediów i praca w lokalna sieć- dlatego nosił wyraźną nazwę Windows For Workgroups), co ostatecznie ustanowiło dominację systemu Windows na platformie systemów operacyjnych Olympus.


Swej odpowiedzi ze strony Microsoftu, który pod koniec 1994 roku wypuścił na rynek legendarny Windows 95, było kolejne wdrożenie systemu MacOS w wersji 7.5.5. Zaskakujące, ale prawdziwe: dekadę po pojawieniu się MacOS 1.0 platforma ta nie przeszła większych zmian „architektonicznych”: nadal wyświetlała panelu systemowym, na dole znajduje się koszyk, w którym znajdowały się pliki do usunięcia, okno było nadal dostępne dla użytkownika Ustawienia systemowe i skróty dyski zewnętrzne. Możliwości graficzne systemu zostały znacznie zmodyfikowane: teraz okna pseudo-3D i inne funkcjonalne elementy interfejsu były równie atrakcyjnie wyświetlane w rozdzielczościach ekranu od 640X480 do 1600X1200 pikseli, pojawiła się obsługa multimediów, układu odniesienia MacOS zyskał funkcje interaktywne. Wyraźnie rozszerzono także zakres oprogramowania aplikacyjnego zawartego w pakiecie dostawy systemu: oprócz edytorów tekstowych i graficznych, znany już system Wyszukiwacz plików, zestaw programów do gier i wyspecjalizowane aplikacje, dostępne były narzędzia komunikacyjne obsługujące tryb zdalnego połączenia przy użyciu modemu i funkcji sieci lokalnej. Dla systemu MacOS 7.5.5. Zlokalizowano popularną wersję przeglądarki Netscape Communicator 4.06 i przeglądarki tekstu Acrobat Reader 3.0.


Obecna wersja systemu MacOS oznaczona jest jako X i została wydana pod koniec 2001 roku. Jeśli spojrzymy na nowy system operacyjny z punktu widzenia jego funkcjonalność, możemy śmiało powiedzieć, że jest to pełnoprawny odpowiednik systemu Microsoft Windows XP dla komputerów Apple Macintosh. Istnieje szeroka gama oprogramowania przeznaczonego do pracy z systemem MacOS X, a sama platforma jest zadziwiająco szybka, wydajna i niezawodna. Trwają prace nad dalszym rozwojem pakietu oprogramowania z serii MacOS dla komputerów Apple Macintosh. Wiadomo już, że programiści Apple’a pracują nad udoskonaleniem MacOS X, który być może już za niedługi czas stanie się nową implementacją programów tej klasy.


Dzisiejszy OS/2 to potężny, wielozadaniowy system operacyjny z okienkowym interfejsem graficznym i zestawem narzędzi stworzonych specjalnie dla niego. programy aplikacyjne, skupiająca się na rynku komputerów osobistych i stacji roboczych. Interfejs OS/2 zawiera wszystkie niezbędne elementy współczesnego systemu operacyjnego - pulpit i kosz, ikony i pasek zadań, przeglądarkę dysków, zegar i sterowniki dla wielu urządzeń peryferyjnych, takich jak np. Porty USB Lub gniazdo podczerwieni. Platforma instaluje się automatycznie, a OS/2 niezależnie określa optymalną konfigurację systemu na podstawie szybkości procesora i ilości pamięci RAM (użytkownik może jednak samodzielnie określić zestaw niezbędne programy, eliminując niepotrzebne), testuje sprzęt i konfiguruje wszystkie niezbędne sterowniki bez udziału operatora. Pakiet dostawy obejmuje pakiet IBM Works, podobny do pakietu MS Office i zawierający tekst oraz edytor arkuszy kalkulacyjnych, dostępna jest wygodna przeglądarka internetowa WebExplorer oraz klient pocztowy NotesMail, system do tworzenia animacji NeonGraphics, szeroki wybór wszelkiego rodzaju aplikacji biznesowych oraz wiele gier od Civilization i Quake lll po Master of Orion. Istnieją także globalne różnice pomiędzy OS/2 a Microsoft Windows znanym użytkownikom komputerów IBM PC – na przykład specjalny, samouczący się pakiet oprogramowania pozwala na sterowanie systemem za pomocą poleceń głosowych, do czego twórcy umieścili w obudowie mikrofon i słuchawki pudełko z płytami CD.


Założona w 1990 roku przez Jean-Louisa Gassy’ego firma Be Incorporated miała na celu opracowanie i wprowadzenie na rynek systemu operacyjnego, który łączyłby w sobie zalety wszystkich powyższych produktów oprogramowania, pozostając jednocześnie dość kompaktowym, niezawodnym, łatwym w instalacji i obsłudze oraz spełniającym wymagania wymagania nowoczesnych systemów operacyjnych. W szczególności taka platforma powinna posiadać wygodny interfejs okienkowy i zapewniać wielozadaniowość. System operacyjny stworzony przez programistów Be Incorporated nazwano BeOS i jest obecnie jednym z najbardziej obiecujących osiągnięć w dziedzinie oprogramowania systemowego dla komputerów osobistych.


Architektura BeOS-a została oparta na zasadach stosowanych w systemach operacyjnych z rodziny UNIX, jednak uległa ona istotnym modyfikacjom, gdyż twórcy priorytetowo potraktowali wygodę użytkownika i szerokość funkcjonalności nowego systemu. BeOS zbudowany jest na zasadzie „modułowej”: podczas procesu instalacji na dysk przenoszone są tylko te komponenty, które są niezbędne dla danego konsumenta, dzięki czemu użytkownik mógł skompletować „wersję” systemu pod swoje konkretne zadania bez zatykania miejsca na dysku programy, które są dla niego niepotrzebne. Twórcy tej platformy starali się zawrzeć w pakiecie oprogramowania niemal wszystkie niezbędne dziś funkcje: BeOS obsługuje technologię Plug And Play, która pozwala na automatyczną konfigurację urządzeń peryferyjnych podłączonych do komputera bez konieczności ponownej instalacji systemu; dzięki obecności dużej zestawu protokołów, komputer z systemem BeOS można podłączyć do sieci lokalnej lub Internetu, system rozpoznaje niemal wszystkie istniejące obecnie formaty graficzne, wideo i audio. Obsługa portów USB otwiera możliwość korzystania z szerokiej gamy urządzeń z systemem BeOS różne urządzenia, w tym nawet sprzęt peryferyjny, który jeszcze nie powstał.


Interfejs BeOS jest standardem dla nowoczesnych systemów operacyjnych tej klasy: po załadowaniu na ekranie komputera pojawia się pulpit z obrazem tła, ikonami systemowymi oraz „koszem”, który może zostać dostosowany przez użytkownika. BeOS zawiera specjalną aplikację o nazwie Deskbar: w swoich funkcjach jest całkowicie podobny do „paska zadań” systemu Windows, użytkownik może przesuwać go po ekranie lub „ukrywać” za jego krawędziami, a twórcy oferują dwie różne wersje tego narzędzia, różniące się między sobą wyglądem: „panel standardowy” dla użytkowników przyzwyczajonych do interfejsu Windows lub MacOS oraz „opcja minimalna”, która zajmuje stosunkowo niewielką przestrzeń na ekranie komputera. Oprócz zegara na pasku zadań BeOS-a znajduje się kilka rozwijanych menu, które zapewniają dostęp zarówno do zasobów komputera, jak i plików i folderów przechowywanych na dyskach, a także programów zainstalowanych w systemie. Użytkownik może stworzyć dowolną liczbę niezależnych „pulpitów”, z których każdy ma nie tylko swój własny rozdzielczość ekranu i wykorzystuje indywidualną paletę kolorów, ale także wyświetla w menu systemowe różne grupy programowe.


System operacyjny UNIX to zestaw programów sterujących komputerem, komunikujących się między użytkownikiem a komputerem oraz udostępniających narzędzia pomagające w wykonaniu zadania. Zaprojektowany, aby oprogramowanie było łatwe, wydajne i elastyczne, UNIX ma kilka przydatnych funkcji:


głównym celem systemu jest realizacja szerokiego zakresu zadań i programów;


interaktywne środowisko, które umożliwia bezpośrednią komunikację z komputerem i otrzymywanie natychmiastowych odpowiedzi na zapytania i wiadomości;


środowisko wielu użytkowników, które umożliwia współdzielenie zasobów komputera z innymi użytkownikami bez zmniejszania wydajności. Ta metoda nazywa się dzieleniem czasu. systemu UNIX wchodzi w interakcję z użytkownikami jeden po drugim, ale tak szybko, że wydaje się, że interakcja zachodzi ze wszystkimi użytkownikami jednocześnie;


• środowisko wielozadaniowe, które pozwala użytkownikowi wykonywać więcej niż jedno zadanie jednocześnie.
  

  Obecnie istnieje wiele systemów operacyjnych zbudowanych na jądrze UNIX, takich jak SCO Unix (Santa Cruz Operation), Novell UnixWare, Interactive Unix, Linux, rodzina BSD (BSDI, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD), Solaris, AIX, IRIX, Digital Unix, HP-UX. Lista ta nie pretenduje do kompletności, ponieważ oprócz wymienionych istnieje wiele mniej powszechnych systemów Unixowych i uniksopodobnych.
  

  Unix składa się z jądra z dołączonymi sterownikami i narzędziami (programami zewnętrznymi w stosunku do jądra). Jeśli zajdzie potrzeba zmiany konfiguracji (dodania urządzenia, zmiany portu lub przerwania), wówczas jądro jest przebudowywane (łączone) z modułów obiektowych.
  

  W przeciwieństwie do Uniksa, Windows i OS/2 faktycznie łączą sterowniki w locie podczas ładowania. Jednocześnie zwartość zmontowanego jądra i ponowne wykorzystanie wspólnego kodu są o rząd wielkości mniejsze niż w przypadku Uniksa. Ponadto, jeśli konfiguracja systemu pozostanie niezmieniona, jądro Uniksa bez modyfikacji (wystarczy zmienić tylko startową część BIOS-u) można zapisać w pamięci ROM i uruchomić bez ładowania do pamięci RAM. Zwartość kodu jest szczególnie ważna, ponieważ... Jądro i sterowniki nigdy nie opuszczają fizycznej pamięci RAM i nie są „zamieniane” na dysk.
  

  Unix to najbardziej wieloplatformowy system operacyjny. Przenośność programów z jednego Wersje uniksowe z drugiej jest ograniczona. Źle napisany program, który nie uwzględnia różnic w implementacjach Uniksa, może wymagać poważnych przeróbek. Ale jest to wciąż o wiele rzędów wielkości łatwiejsze niż na przykład przeniesienie z OS/2 do NT.
  

  2. ANALIZA SYSTEMÓW OPERACYJNYCH RODZIN WINDOWS 9X I WINDOWS 2000/XP
  

  Opublikowano w sierpniu 1995 r Okna 95, ale jego wydanie nie doprowadziło do wyparcia MS-DOS, chociaż prawie wszystkie funkcje MS-DOS zostały przeniesione do Windows. Zarówno Windows 95, jak i nowa wersja MS-DOS 7.0 zawierał większość funkcji monolitycznego systemu operacyjnego, w tym pamięć wirtualną i zarządzanie procesami. Jednak Windows 95 nie był programem całkowicie 32-bitowym. Zawierał duże fragmenty 16-bitowego kodu asemblera (a także niektóre 32-bitowe) i nadal korzystał z systemu plików MS-DOS, z prawie wszystkimi jego ograniczeniami. Jedyną znaczącą zmianą w systemie plików było dodanie długich nazw plików do nazw składających się z 8+3 znaków dozwolonych w systemie MS-DOS.
  

  Nawet w wydaniu Windowsa 98 w czerwcu 1998 r. MS-DOS był nadal obecny (obecnie nazywany wersją 7.1) i składał się z 16-bitowego kodu. Chociaż teraz więcej funkcji został przeniesiony z części systemu MS-DOS do część Windowsa, a obsługa dużych partycji dyskowych stała się standardem, struktura systemu Windows 98 nie różniła się zbytnio od systemu Windows 95. Główna różnica polegała na interfejsie użytkownika, który lepiej integrował Internet i pulpit użytkownika. To właśnie ta integracja przyciągnęła uwagę Departamentu Sprawiedliwości USA, który następnie wytoczył pozew przeciwko Microsoft Corporation, zarzucając Microsoft Corporation naruszenie prawa o monopolach. Microsoft stanowczo zaprzeczył jakimkolwiek nadużyciom. W kwietniu 2000 r. Sąd Federalny Stanów Zjednoczonych zgodził się z rządem. Oprócz tego, że jądro systemu Windows 98 zawierało dużą część 16-bitowego kodu asemblera, system ten miał poważne problemy.Po pierwsze, chociaż system ten był wielozadaniowy, samo jądro nie było wielozadaniowe, jeśli proces był zajęty zarządzaniem jakimikolwiek danymi struktury danych w jądrze, a następnie kończy się jego przedział czasu i rozpoczyna się inny proces, nowy proces może otrzymać strukturę danych w niespójnym stanie. Aby zapobiec wystąpieniu podobny problem, większość procesów wchodzących do jądra najpierw otrzymała gigantyczny muteks obejmujący cały system przed podjęciem jakichkolwiek działań. Chociaż takie podejście eliminowało potencjalne zagrożenie niespójnymi strukturami danych, eliminowało także wiele korzyści płynących z wielozadaniowości, ponieważ procesy często musiały czekać, aż inny proces opuści jądro i wejdzie do jądra.
  

  Po drugie, każdy proces miał 4 GB przestrzeni adresowej, przy czym pierwsze 2 GB były w całości własnością procesu. Jednak następny 1 GB był współdzielony (możliwy do zapisu) przez wszystkie procesy w systemie. Dolny 1 MB został współdzielony pomiędzy wszystkimi procesami, tak aby wszystkie mogły uzyskać dostęp do wektorów przerwań MS-DOS. Ta funkcja była intensywnie wykorzystywana przez większość aplikacji systemu Windows 98. W rezultacie błąd w jednym programie mógł uszkodzić kluczowe struktury danych używane przez inne procesy, powodując awarię wszystkich tych procesów. Co gorsza, ostatni 1 GB był współdzielony (zapisywany) pomiędzy procesami i jądrem i zawierał pewne krytyczne struktury danych. Każdy program, który zapisał jakiekolwiek śmieci w tych strukturach (celowo lub nie), mógłby spowodować awarię całego systemu. Oczywiste rozwiązanie polegające na nieumieszczaniu struktur danych jądra w przestrzeni użytkownika nie miało zastosowania, ponieważ starsze programy napisane dla MS-DOS nie mogłyby wówczas działać w systemie Windows 98.
  

  W 2000 roku Microsoft wypuścił nieco zmodyfikowaną wersję systemu Windows 98 o nazwie Windows Me(Windows Millennium Edition - Windows, edycja tysiąclecia). Chociaż w tej wersji naprawiono kilka błędów i dodano nowe funkcje, pod zewnętrzną powłoką nadal znajdował się ten sam system Windows 98. Nowe funkcje obejmowały ulepszone możliwości organizowania i udostępniania zdjęć, muzyki i filmów, poważniejszą obsługę pracy z siecią w domu i gier wieloosobowych , a także zawierał więcej funkcji związanych z Internetem, takich jak obsługa komunikatorów internetowych i połączeń szerokopasmowych (modemy kablowe i ADSL). Ciekawą nowością była możliwość przywrócenia komputera do poprzednich ustawień po nieprawidłowym ustawieniu niektórych ustawień. Jeśli użytkownik przekonfigurował system (np. zmienił rozdzielczość ekranu z 640x480 na 1024x768), a po tym czasie system przestał działać, mógł teraz wrócić do ostatniej działającej konfiguracji.
  

  Po wersji NT 4.0 planowano wydanie wersji NT 5.O. Jednak w 1999 roku Microsoft zmienił nazwę na Windowsa 2000, głównie z powodu prób znalezienia neutralnej nazwy, która wyglądałaby na logiczną kontynuację zarówno dla użytkowników Windows 98, jak i NT. Dlatego Microsoft spodziewał się, że będzie miał jeden system operacyjny zbudowany w oparciu o niezawodną technologię 32-bitową, ale korzystający z popularnego interfejsu użytkownika Windows 98.
  

  Ponieważ system operacyjny Windows 2000 to tak naprawdę system operacyjny NT 5.0, dziedziczy on wiele funkcji systemu NT 4.0. Jest to w pełni 32-bitowy (w planach przejście na 64-bitowy) system wielozadaniowy z indywidualnie chronionymi procesami. Każdy proces ma własną 32-bitową (będzie 64-bitową) wirtualną przestrzeń adresową. System operacyjny działa w trybie jądra, natomiast procesy użytkownika działają w trybie użytkownika, co zapewnia pełne bezpieczeństwo (w przeciwieństwie do Windows 98). Procesy mogą mieć jeden lub więcej wątków, które są widoczne i kontrolowane przez system operacyjny. Spełnia wymagania bezpieczeństwa DoD Level C2 dla wszystkich plików, katalogów i procesów oraz innych obiektów, które mogą być współdzielone (przynajmniej po wyjęciu dyskietki i wyłączeniu sieci). Wreszcie, posiada pełną obsługę symetrycznych systemów wieloprocesorowych z 2 do 32 procesorami.
  

  Fakt, że Windows 2000 to tak naprawdę NT 5.0, jest widoczny na wiele sposobów. Na przykład nazywa się katalog systemowy \wygrać , oraz plik binarny systemu operacyjnego (w katalogu \winnt\system32 ) zwany ntoskrnl.exe. Jeśli klikniemy ten plik prawym przyciskiem myszy i sprawdzimy jego właściwości, zobaczymy, że reprezentuje go numer wersji 5xxx.yyy.zzz , gdzie 5 oznacza NT 5, xxx- numer wydania, uuu - numer kompilacji (kompilacji), a zzz- dodatkowy numer wersji. Ponadto wiele plików w katalogu \wygrać
  i jego podkatalogi zawierają litery nie w ich nazwach, na przykład wirtualny emulator MS-DOS ntz'dm.
  

  System operacyjny Windows 2000 to nie tylko udoskonalona wersja systemu Windows NT 4.0 z interfejsem Windows 98. Na początek zawiera wiele innych funkcji, które wcześniej można było znaleźć tylko w Windows 98. Należą do nich pełna obsługa urządzeń typu plug-and-play, magistrala USB, Standard IEEE 1394 (FireWire), IrDA (Infrared Data Association) i zarządzanie energią. Ponadto dodano kilka nowych funkcji, które nie były wcześniej obecne w innych systemach operacyjnych Microsoft, w tym Active Directory, zabezpieczenia Kerberos, obsługa kart inteligentnych, narzędzia do monitorowania systemu, lepsza integracja z laptopami i komputery osobiste, infrastrukturę administracyjną systemu i obiekty pracy. Inny Nowa cecha System plików NTFS to typ łącza kopiowania przy zapisie, który umożliwia dwóm użytkownikom współdzielenie jednego połączonego pliku. Gdy tylko jeden z użytkowników zacznie zapisywać do tego pliku, automatycznie tworzona jest jego kopia.
  

  Kolejną znaczącą poprawą jest internacjonalizacja. System operacyjny NT 4.0 został dostarczony w osobnych wersjach dla różnych języków, ponieważ w kodzie programu osadzone zostały ciągi tekstowe. Podczas instalowania angielskiego pakietu oprogramowania na holenderskim komputerze często części systemu operacyjnego przestały używać języka niderlandzkiego i przełączały się na angielski, ponieważ niektóre pliki zawierające programy i ciągi tekstowe zostały nadpisane. Ten problem został rozwiązany. System operacyjny Windows 2000 składa się z jednego kod binarny, działający we wszystkich krajach świata. Dla każdej instalacji systemu, a nawet dla każdego użytkownika, możesz wybrać język, który będzie używany podczas działania systemu. Jest to możliwe, ponieważ wszystkie pozycje menu, linie okna dialogowe, komunikaty o błędach i inne ciągi tekstowe zostały usunięte z systemu operacyjnego i umieszczone w specjalnych katalogach, po jednym dla każdego języka. Podobnie jak poprzednie wersje systemu operacyjnego NT, Windows 2000 wykorzystuje Unicode do obsługi języków, które nie używają alfabetu łacińskiego, takich jak rosyjski, grecki, hebrajski i japoński.
  

  Jedyną rzeczą, której Windows 2000 nie ma, jest MS-DOS. Po prostu nie ma go tutaj w żadnej formie (tak jak nie było go w NT). Istnieje interfejs wiersza poleceń, ale jest to nowy 32-bitowy program, który zawiera funkcjonalność starego Systemy MS-DOS, a także kilka nowych funkcji.
  

  Pomimo licznych funkcji, które przyczyniają się do przenośności systemu pod względem programów, sprzętu, języków itp., pod pewnym względem system operacyjny Windows 2000 jest mniej przenośny niż NT 4.0. Działa tylko na dwóch platformach - Pentium i Intel IA-64. Pierwotnie obsługiwany system operacyjny NT dodatkowe platformy, w tym PowerPC, MIPS i Alpha, ale z biegiem lat Microsoft przestał wspierać te procesory jeden po drugim ze względów komercyjnych.
  

  system operacyjny Microsoft Windows XP(z angielskiego eXPerience – doświadczenie), znany także pod kryptonimem Microsoft Codename Whistler, to nowy system operacyjny Rodzina Windowsów, stworzony w oparciu o technologię NT. Początkowo plany Microsoft Corporation obejmowały opracowanie dwóch niezależnych systemów operacyjnych nowej generacji. Pierwszy projekt otrzymał roboczą nazwę Neptune, ten system operacyjny miał być kolejną aktualizacją do Windows Millennium Edition, nowy system Linia Windows 9X. Drugi projekt, nazwany Odyssey, polegał na stworzeniu systemu operacyjnego na platformie Windows NT, który miał zastąpić Windows 2000. Kierownictwo Microsoftu uznało jednak za niewłaściwe rozpraszanie zasobów na promocję dwóch różnych systemów operacyjnych, w wyniku czego oba obszary rozwoju zostały połączone w jeden projekt – Microsoft Whistler. Być może właśnie dzięki temu rozwiązaniu Windows XP łączy w sobie zalety znanych już użytkownikom systemów operacyjnych poprzednich generacji: wygodę, łatwość instalacji i obsługi rodziny systemów operacyjnych Windows 98 i Windows ME, a także niezawodność i wszechstronność systemu Windows 2000. Obecnie system Windows XP dla komputerów stacjonarnych i stacji roboczych dostępny jest w trzech wersjach: Home Edition dla domowych komputerów osobistych, Professional Edition dla komputerów biurowych i wreszcie Microsoft Windows XP 64bit Edition - jest to wersja systemu Windows XP Professional dla komputery osobiste zbudowane w oparciu o 64-bitowy procesor Intel Itanium o częstotliwości taktowania powyżej 1 GHz.
  

  Do uruchomienia systemu Microsoft Windows XP potrzebny jest komputer osobisty spełniający następujące minimalne wymagania systemowe: procesor - kompatybilny z Pentium, częstotliwość zegara od 233 MHz i więcej; Pojemność pamięci RAM - 64 MB; wolne miejsce na dysku - 1,5 GB. Jednak dla stabilnych i szybka praca Zaleca się instalację tego systemu operacyjnego na komputerze o następujących optymalnych parametrach: procesor - zgodny z Pentium-II (lub wyższym), częstotliwość taktowania 500 MHz i wyższa; Pojemność pamięci RAM - 256 MB; wolne miejsce na dysku - 2 GB. Urządzenie do odczytu płyt kompaktowych (CD-ROM), modem o szybkości co najmniej 56 Kb/s.
  

  Jeśli porównasz system Windows XP z większą liczbą wcześniejsze wersje Microsoft Windows, łatwo dostrzec wiele istotnych różnic w nowym systemie operacyjnym. Pomimo faktu, że ten system operacyjny został opracowany w oparciu o platformę NT, która była już dobrze znana rosyjskim użytkownikom i na pierwszy rzut oka jego cechy są pod wieloma względami podobne do Microsoft Windows 2000, w rzeczywistości Windows XP należy do zasadniczo różne generacje systemów operacyjnych z rodziny Windows. Teraz użytkownik systemu Windows nie jest domyślnie przywiązany do żadnego standardowego interfejsu zainstalowanego w systemie. Jeśli nie podoba Ci się tradycyjny wygląd okien, elementów sterujących i paska zadań, który nowy system operacyjny odziedziczył po Windows 2000, możesz łatwo go zmienić, pobierając dowolny z setek specjalnie zaprojektowanych „motywów” z Internetu. Tradycyjne Menu Główne, zapewniające dostęp do programów zainstalowanych na komputerze, dokumentów zapisanych na dyskach i ustawień systemu operacyjnego, również przeszło szereg istotnych zmian. Teraz po naciśnięciu przycisku Start pojawi się dynamiczne menu zawierające ikony tylko pięciu najczęściej używanych programów. Dzięki temu możesz znacznie szybciej rozpocząć korzystanie z potrzebnych Ci aplikacji. Ikony znajdują się tutaj Przeglądarka Microsoftu Internet Explorer 6 i klient poczty e-mail Outlook Express 6, przyciski Wyloguj i Wyłącz komputer, które umożliwiają zakończenie obecna sesja pracuj z systemem Windows i wyłącz komputer.
  

  W środowisku Microsoft Windows użytkownik często musi pracować jednocześnie z kilkoma dokumentami lub zestawem różnych programów. Jednocześnie nieaktywne aplikacje są minimalizowane do paska zadań, w wyniku czego prędzej czy później zostaje on przepełniony ikonami, a przełączanie między zadaniami staje się utrudnione. Aby odciążyć pasek zadań i zwolnić więcej przestrzeni roboczej na wyświetlanie ikon uruchomionych aplikacji, Windows XP wykorzystuje tzw. algorytm grupowania zadań, zgodnie z którym podobne programy działające na komputerze w tym samym czasie są łączone w logiczną grupę wizualną.
  

  Od systemu operacyjnego Windows Vista ukazał się nieco ponad miesiąc temu, nadal nie ma informacji na temat jego architektury.
  

  Można z całą pewnością powiedzieć, że system ten w wielu rozwiązaniach przypomina strukturę Windows XP (np. jest zbudowany jak XP na jądrze NT i obsługuje NTFS), ale zawiera wiele nowych usług, przemyślanych- na zewnątrz Interfejs Windowsa Aero i ulepszenia systemu wyszukiwania i indeksowania.
  

  Windows Vista to nowe rozwiązanie od znanej firmy Microsoft. Ten system operacyjny łączy w sobie wszystkie osiągnięcia w dziedzinie bezpieczeństwa, projektowania, komunikacji i szerokiej kompatybilności z różnymi urządzeniami.
  

  Wyszukiwanie i organizacja. Każdy folder systemu Windows ma pole wyszukiwania w prawym górnym rogu. Podczas drukowania w oknie Wyszukiwanie w systemie Windows rozpocznie wyszukiwanie, sprawdzając, co jest zapisane w nazwach plików, etykietach i innych właściwościach plików. Aby znaleźć plik w folderze, należy wpisać dowolną część nazwy pliku w polu wyszukiwania. Jeśli nie wiesz, gdzie znajduje się plik lub chcesz przeprowadzić bardziej złożone wyszukiwanie wykraczające poza samą nazwę pliku lub jego właściwość, możesz także skorzystać z Folderów wyszukiwania.
  

  Bezpieczeństwo. Funkcje takie jak Zapora systemu Windows i program Windows Defender pomagają zwiększyć bezpieczeństwo komputera. Centrum zaopatrzenia Bezpieczeństwo Windowsa ma wbudowane łącza umożliwiające sprawdzenie zapory sieciowej, programów antywirusowych i stanu aktualizacji. Dzięki szyfrowaniu dysków funkcją BitLocker możesz zaszyfrować cały dysk partycja systemowa, co pozwala uniemożliwić hakerom dostęp pliki systemowe i zwiększa poziom bezpieczeństwa. Kontrola konta użytkownika (UAC) zapobiega wprowadzaniu nieautoryzowanych zmian na komputerze, prosząc o pozwolenie przed wykonaniem jakichkolwiek czynności, które mogą mieć wpływ na komputer oraz przed zmianą ustawień mających wpływ na innych użytkowników.
  

  Internet Explorera. Kanały internetowe, przeglądanie na kartach i zawsze włączony, łatwy w obsłudze tryb wyszukiwania to tylko niektóre z nowych funkcji przeglądarki Internet Explorer. Kiedy subskrybujesz kanały, Twoja przeglądarka będzie automatycznie otrzymywać często aktualizowane informacje ze stron internetowych. Dzięki tej funkcji możesz pobierać treści ze stron internetowych, takie jak codzienne wiadomości lub aktualizacje blogów, bez konieczności odwiedzania tych witryn. Przeglądanie na kartach umożliwia jednoczesne otwieranie wielu witryn internetowych w tym samym oknie przeglądarki. Możesz otwierać strony internetowe lub łącza w nowych kartach i poruszać się po nich, klikając karty.
  

  Można przeprowadzić synchronizacja z innymi urządzeniami, takimi jak odtwarzacze muzyczne i urządzenia mobilne z systemem Windows. Centrum synchronizacji umożliwia konserwację i zarządzanie synchronizacją urządzeń, ręczne rozpoczynanie synchronizacji oraz monitorowanie stanu synchronizacji i konfliktów. Dostępna jest także możliwość udostępniania plików i folderów innym użytkownikom sieci lokalnej, nawet jeśli na ich komputerach nie jest zainstalowany system operacyjny Windows. Udostępnione pliki mogą być otwierane i przeglądane przez innych, tak jakby znajdowały się na własnym komputerze. Użytkownicy mogą także wprowadzać własne zmiany w udostępnionych plikach, jeśli jest to dozwolone.
  

  Sekcja „Funkcje specjalne” zastąpiło poprzednie wersje systemu Windows nowe Centrum cechy szczególne. Centrum ułatwień dostępu zostało zaktualizowane o ulepszenia i nowe funkcje, w tym scentralizowany dostęp do ustawień ułatwień dostępu i nowy kwestionariusz, który może pomóc w uzyskaniu wskazówek na temat opcji ułatwień dostępu, które mogą okazać się przydatne.
  

  Funkcja kontroli rodzicielskiej Umożliwia rodzicom przypisywanie gier, w które mogą grać dzieci. Rodzice mogą zezwolić na określone gry lub je ograniczyć, zablokować gry nieodpowiednie dla dzieci w określonym wieku lub zablokować gry, które uznają za nieodpowiednie.
  

  Centrum tworzenia kopii zapasowych i odzyskiwania ułatwia tworzenie kopii zapasowych ustawień, plików i programów, pozwalając na wykonanie jej w dogodnym dla użytkownika miejscu i dogodnym czasie, a także automatyzację tej pracy poprzez wykonywanie jej zgodnie z harmonogramem. Użytkownik może umieścić kopię zapasową na płycie CD i DVD, zewnętrznym dysku twardym, innym dysku twardym zainstalowanym w komputerze, dysku flash USB lub innym komputerze lub serwerze podłączonym do sieci.
  

  Centrum dostęp publiczny do plików w sieci pozwala śledzić stan sieci w czasie rzeczywistym i otrzymywać linki do skonfigurowanych akcji. Możesz skonfigurować bezpieczniejszą sieć bezprzewodową i nawiązywać bezpieczniejsze połączenia sieci publiczne w punktach dostępowych i monitorować bezpieczeństwo sieci. Można łatwiej uzyskać dostęp do plików i udostępnionych urządzeń sieciowych, takich jak drukarki, a także korzystać z interaktywnej diagnostyki w celu identyfikowania i rozwiązywania problemów z siecią.
  

  Pokój konferencyjny systemu Windows — umożliwia współpracę z innymi użytkownikami i rozpowszechnianie dokumentów wśród innych użytkowników sieci. Umożliwia współdzielenie pulpitu lub dowolnego programu, wspólne wysyłanie i edytowanie dokumentów oraz przesyłanie notatek. Windows Meeting Room nadaje się zarówno do pracy w sali konferencyjnej, wygodnym hotspocie, jak i w miejscach, gdzie nie jest dostępny dostęp do sieci.
  

  WindowsMedia Centrum integruje rozrywkę – w tym programy telewizyjne i nagrania, filmy, muzykę i zdjęcia – i jest sterowany za pomocą systemu menu pilot. Windows Media Center W systemie Windows Vista udoskonalono system menu i rozszerzono obsługę telewizji cyfrowej i telewizja kablowa wysokiej rozdzielczości, która pozwala skonfigurować komputer tak, aby stworzyć elektroniczny salon i rozrywkę. Ponadto dostępne są nowe opcje organizacji dostępu do komputera z różnych pomieszczeń poprzez dodatki do Media Center, w tym Microsoft Xbox 360.
  

  Możesz łatwo przeglądać, organizować, edytować, udostępniać i drukować swoje obrazy, korzystając z „ Obrazy" I Album ze zdjęciami systemu Windows. Po podłączeniu do komputera aparat cyfrowy obrazy mogą być automatycznie przesyłane do folderu Obrazy. Po umieszczeniu obrazów można je edytować w Albumie fotograficznym systemu Windows – przycinając, usuwając efekt czerwonych oczu, edytując kolory i ekspozycję.
  

  Z pomocą Centrum
  komunikacja mobilna Możesz dostosować ustawienia, które często zmieniasz przy zmianie pracy, takie jak jasność dźwięku i ekranu, a także sprawdzić stan połączeń sieciowych. Możesz użyć dodatkowego ekranu, aby sprawdzić godzinę następnego spotkania, czytać e-maile, słuchać muzyki lub oglądać wiadomości bez otwierania komputera przenośnego. Istnieje również możliwość podłączenia dodatkowe wyposażenie, Na przykład komórka lub telewizor.
  

  Poprawa jakości rozpoznawania tekstu pisanego odręcznie konfigurując moduł rozpoznawania. Aby nawigować i korzystać ze skrótów, należy kliknąć obiekt rysikiem. Ulepszone kursory pozwalają lepiej zobaczyć szczegóły działań pióra. Aby wejść, możesz użyć klawiatury ekranowej lub konsoli pisma odręcznego. Akcje można wykonać klikając w odpowiednim miejscu ekran dotykowy(tylko w przypadku tabletów wyposażonych w tę funkcję).
  

  Niektóre różnice pomiędzy Windows 9x i Windows 2000/XP
  

  Aspekt	Windows 9x	Windows 2000/XP/Vista
  System w pełni 32-bitowy?	NIE	Tak
  Bezpieczeństwo?	NIE	Tak
  Bezpieczne wyświetlanie plików?	NIE	Tak
  Prywatna przestrzeń adresowa dla każdego programu MS-DOS?	NIE	Tak
  Unikod?	NIE	Tak

Czym zatem jest system operacyjny na komputerze? System operacyjny to najważniejsze oprogramowanie działające na komputerze. Zarządza pamięcią, procesami oraz całym oprogramowaniem i sprzętem. Można powiedzieć, że system operacyjny jest pomostem między komputerem a człowiekiem. Bo bez systemu operacyjnego komputer jest bezużyteczny.

AppleMac OS X

Mac OS to linia systemów operacyjnych stworzonych przez firmę Apple. Jest preinstalowany na wszystkich nowych komputerach Macintosh lub Mac. Najnowsze wersje tego systemu operacyjnego są znane jako OS X. Mianowicie Yosetime(wydany w 2014 roku), Mavericks (2013), Góra Lew (2012), Lew(2011) i Pokaż Leoparda(2009). Jest również Serwer Mac OS X, który jest przeznaczony do działania na serwerach.

Według statystyki ogólne Według statystyk StatCounter Global Stats odsetek użytkowników systemu Mac OS X wynosi 9,5% rynku systemów operacyjnych według stanu na wrzesień 2014 r. To znacznie mniej niż odsetek użytkowników Windowsa (prawie 90% ). Jednym z powodów jest to, że komputery Apple są bardzo drogie.

Linuksa

Linux to rodzina systemów operacyjnych typu open source. Oznacza to, że mogą być modyfikowane (zmieniane) i rozpowszechniane przez każdego na całym świecie. To sprawia, że ​​ten system operacyjny bardzo różni się od innych, takich jak Windows, które mogą być modyfikowane i rozpowszechniane wyłącznie przez właściciela (Microsoft). Zaletami Linuksa jest to, że jest darmowy i jest ich wiele różne wersje do wybrania z. Każda wersja ma swój własny wygląd, a najpopularniejsze są Ubuntu, Mennica I Fedora.

Linux został nazwany na cześć Linusa Torvaldsa, który w 1991 roku położył podwaliny pod Linuksa.

Według StatCounter Global Stats odsetek użytkowników Linuksa stanowi mniej niż 2% rynku systemów operacyjnych we wrześniu 2014 r. Jednak ze względu na elastyczność i łatwość konfiguracji większość serwerów działa na systemie Linux.

Systemy operacyjne dla urządzeń mobilnych

Wszystkie systemy operacyjne, o których mówiliśmy powyżej, są przeznaczone dla komputerów stacjonarnych i laptopów, takich jak laptop. Istnieją systemy operacyjne zaprojektowane specjalnie dla urządzeń mobilnych, takich jak telefony i odtwarzacze MP3, na przykład Apple, iOS, Windows Phone I Google’a na Androida. Na poniższym obrazku możesz zobaczyć, jak Apple iOS działa na iPadzie.

Oczywiście nie są tak funkcjonalne jak komputerowe systemy operacyjne, ale nadal są w stanie wykonywać wiele podstawowych zadań. Na przykład oglądanie filmów, przeglądanie Internetu, uruchamianie aplikacji, gier itp.

To wszystko. Napisz w komentarzu jakiego systemu operacyjnego używasz i dlaczego Ci się podoba

Historia rozwoju systemów operacyjnych sięga wielu lat wstecz. Systemy operacyjne pojawiały się i rozwijały w procesie udoskonalania sprzętu komputerowego, więc wydarzenia te są ze sobą historycznie ściśle powiązane. Rozwój komputerów doprowadził do pojawienia się ogromnej liczby różnych systemów operacyjnych, z których nie wszystkie są powszechnie znane.

Na najwyższym poziomie są Główny system operacyjny. Te ogromne maszyny nadal można znaleźć w dużych organizacjach. Komputery mainframe różnią się od komputerów osobistych możliwościami wejścia/wyjścia. Komputery mainframe z tysiącami dysków i terabajtami danych są dość powszechne. Komputery mainframe są dostępne w formie potężna sieć-serwery i serwery dużych przedsiębiorstw i korporacji. Systemy operacyjne typu mainframe są zaprojektowane przede wszystkim do obsługi wielu jednoczesnych zadań, z których większość wymaga ogromnych ilości operacji we/wy. Zwykle wykonują trzy typy operacji: przetwarzanie wsadowe, przetwarzanie transakcji (operacje wsadowe) i dzielenie czasu. Przetwarzanie wsadowe wykonuje standardowe zadania dla użytkowników pracujących w trybie interaktywnym.

Systemy przetwarzania transakcji obsługują bardzo dużą liczbę żądań, takich jak rezerwacje lotnicze. Systemy współdzielenia czasu pozwalają wielu zdalnym użytkownikom na jednoczesne wykonywanie swoich zadań na jednej maszynie, na przykład pracę z dużą bazą danych. Wszystkie te funkcje są ze sobą ściśle powiązane, a system operacyjny komputera mainframe wykonuje je wszystkie. Przykładem systemu operacyjnego typu mainframe jest OS/390.

Jeden poziom niżej system operacyjny serwera. Serwery to komputery wieloprocesorowe. Te systemy operacyjne służą jednocześnie wielu użytkownikom i pozwalają im dzielić między sobą zasoby oprogramowania i sprzętu. Serwery zapewniają także możliwość pracy z urządzeniami drukującymi, plikami lub Internetem. Dostawcy Internetu zazwyczaj obsługują kilka serwerów, aby zapewnić jednoczesny dostęp do sieci wielu klientom. Serwery przechowują strony internetowe i przetwarzają przychodzące żądania. UNIX i Windows 2000 to typowe serwerowe systemy operacyjne.

Następną kategorią są System operacyjny dla komputerów osobistych. Ich zadaniem jest zapewnienie przyjaznego interfejsu dla pojedynczego użytkownika. Takie systemy są szeroko stosowane w codziennej pracy. Głównymi systemami operacyjnymi w tej kategorii są systemy operacyjne platformy Windows, Linux i system operacyjny komputerów Macintosh.

Najmniejsze systemy operacyjne działają na kartach inteligentnych, które są urządzeniami wielkości karty kredytowej zawierającymi jednostkę centralną. Takie systemy operacyjne podlegają bardzo rygorystycznym ograniczeniom dotyczącym mocy procesora i pamięci. Niektóre z nich mogą na przykład zarządzać tylko jedną operacją Płatność elektroniczna, ale inne systemy operacyjne wykonują bardziej złożone funkcje.

23. Podstawowe koncepcje system operacyjny. Procesy i wątki. Zarządzanie pamięcią.

Procesy

Wszystkie nowoczesne komputery mogą wykonywać wiele operacji jednocześnie. Dzięki temu jednocześnie z uruchomionym przez użytkownika programem może odbywać się odczyt z dysku i wyświetlenie tekstu na ekranie monitora lub drukarce. W systemie wielozadaniowym procesor przełącza się między programami, dając każdemu z nich od dziesiątek do setek milisekund.

System operacyjny potrzebuje sposobu na tworzenie i kończenie procesów w razie potrzeby. Zwykle podczas uruchamiania systemu operacyjnego tworzonych jest kilka procesów. Niektóre z nich zapewniają interakcję z użytkownikiem i wykonują określone zadanie. Pozostałe procesy działają w tle. Nie są kojarzone z konkretnymi użytkownikami, ale pełnią określone funkcje. Na przykład jeden proces działający w tle może zapewniać drukowanie, podczas gdy inny może przetwarzać żądania dotyczące stron internetowych.

Procesy można tworzyć nie tylko podczas uruchamiania systemu. Zatem bieżący proces może utworzyć jeden lub więcej nowych procesów, a bieżący proces spełnia żądanie systemowe dotyczące utworzenia nowego procesu. Tworzenie nowych procesów jest szczególnie przydatne w przypadkach, gdy dane zadanie można najłatwiej sformować jako zbiór powiązanych, ale niezależnie oddziałujących na siebie procesów. Jeśli zachodzi potrzeba zorganizowania pobierania dużej ilości danych z sieci do dalszego przetwarzania, wygodnie jest stworzyć jeden proces pobierania danych i umieszczania ich w buforze oraz drugi do odczytywania i przetwarzania danych z bufora. Taki schemat

Przyspieszy to nawet przetwarzanie danych, jeśli każdy proces będzie uruchamiany na osobnym procesorze w przypadku systemu wieloprocesorowego.

Zazwyczaj procesy kończą się po zakończeniu swojej pracy. redaktorzy tekstu, przeglądarki i inne programy tego typu posiadają przycisk lub element menu, za pomocą którego można zakończyć proces.

Proces jest niezależnym bytem, ​​posiadającym własny licznik programu i stan wewnętrzny, ale istnieje potrzeba komunikacji z innymi procesami. Na przykład wynik jednego procesu może służyć jako wejście do innego procesu.

Model procesu upraszcza zrozumienie wewnętrznego zachowania systemu. Niektóre procesy uruchamiają programy, które wykonują polecenia wprowadzane z klawiatury przez użytkownika. Inny

procesy są częścią systemu i obsługują zadania, takie jak wykonywanie żądań usług plikowych lub kontrolowanie uruchamiania dysku lub urządzenia pamięci magnetycznej.

Najniższym poziomem systemu operacyjnego jest harmonogram – mały program. NA wyższe poziomy zlokalizowane są procesy. Obsługa przerwań oraz procedury związane z zatrzymywaniem i uruchamianiem procesów są wykonywane przez planistę. Pozostała część systemu operacyjnego ma strukturę zestawu procesów.

Implementacja modelu procesu opiera się na tabeli procesów zawierającej po jednym elemencie dla każdego procesu. Element tabeli zawiera informacje o stanie procesu, liczniku programu, alokacji pamięci, stanie otwartego pliku, wskaźniku stosu, wykorzystaniu i alokacji zasobów oraz wszelkich innych informacjach, które należy zachować przy przejściu do stanu gotowości lub blokowania, aby później uruchomić proces jakby nie chciał przestać.

Strumienie

W konwencjonalnych systemach operacyjnych proces jest definiowany przez odpowiednią przestrzeń adresową i pojedynczy wątek sterujący. Często jednak zdarzają się sytuacje, w których lepiej jest mieć kilka quasi-równoległych procesów kontrolnych w jednej przestrzeni adresowej.

Model procesu opiera się na dwóch niezależnych koncepcjach: grupowaniu zasobów i wykonywaniu programu. Kiedy zostaną rozdzielone, pojawia się koncepcja przepływu.

Z jednej strony proces ten można postrzegać jako sposób łączenia powiązanych ze sobą zasobów w jedną grupę. Proces ma przestrzeń adresową zawierającą program, dane i inne zasoby. Zasoby są Otwórz pliki, procesy potomne, nieobsłużone komunikaty awaryjne, procedury obsługi sygnałów, informacje księgowe i wiele więcej. Dużo łatwiej jest zarządzać zasobami łącząc je w formie procesu.

Z drugiej strony proces można postrzegać jako strumień wykonanych poleceń. Wątek posiada licznik programu, który śledzi kolejność wykonywania akcji. Posiada rejestry przechowujące bieżące zmienne. Posiada stos zawierający dziennik wykonania procesu, gdzie dla każdej wywoływanej procedury przydzielona jest osobna struktura. Chociaż wątek występuje w procesie, należy rozróżnić pojęcia wątku i procesu. Procesy służą do grupowania zasobów, a wątki to obiekty, które są kolejno wykonywane na procesorze.

Koncepcja wątków dodaje do modelu procesu możliwość jednoczesnego wykonywania kilku w miarę niezależnych programów w tym samym środowisku procesowym. Wiele wątków

działające równolegle w jednym procesie są podobne do kilku procesów działających równolegle na jednym komputerze. W pierwszym przypadku wątki współdzielą przestrzeń adresową, otwierają pliki i inne zasoby. W drugim procesie procesy współdzielą pamięć fizyczną, dyski, drukarki i inne zasoby. Wątki mają pewne właściwości procesów, dlatego czasami nazywane są procesami lekkimi. Termin wielowątkowość jest również używany do opisania użycia wielu wątków w jednym procesie.

Na starcie proces wielowątkowy W systemie jednoprocesorowym wątki działają naprzemiennie. Procesor szybko przełącza się pomiędzy wątkami, dając wrażenie wątków działających równolegle, nawet na niezbyt szybkim procesorze. Na przykład w przypadku trzech wątków w jednym procesie wszystkie wątki będą działać równolegle. Każdy wątek będzie miał procesor wirtualny o szybkości równej jednej trzeciej szybkości procesora rzeczywistego.

Dlaczego wątki są tak potrzebne? Głównym powodem jest to, że większość aplikacji wykonuje dużą liczbę akcji, z których część może się od czasu do czasu blokować. Projekt programu można znacznie uprościć, jeśli aplikacja zostanie podzielona na kilka sekwencyjnych wątków działających w trybie quasi-równoległym.

Podczas korzystania z wątków możliwe jest również, że obiekty równoległe będą dzielić tę samą przestrzeń adresową i wszystkie zawarte w niej dane. W przypadku niektórych zastosowań ta funkcja jest niezbędna. W takich przypadkach schemat równoległych procesów z różnymi przestrzeniami adresowymi nie jest odpowiedni.

Kolejnym argumentem przemawiającym za wątkami jest łatwość ich tworzenia i niszczenia, gdyż z wątkiem nie są powiązane żadne zasoby. W większości systemów zajmuje to około

100 razy mniej czasu niż tworzenie procesu. Ta właściwość jest szczególnie przydatna, gdy są dynamiczne i szybka zmiana Liczba wątków.

Trzeci argument to wydajność. Koncepcja wątków nie zapewnia wzrostu wydajności, jeśli jest on ograniczony możliwościami procesora. Jednak gdy istnieje jednoczesna potrzeba wykonania dużej liczby obliczeń i operacji we/wy, obecność wątków pozwala na połączenie tych procedur w czasie, zwiększając w ten sposób ogólną szybkość aplikacji.

Koncepcja wątków jest również przydatna w systemach z wieloma procesorami, gdzie możliwa jest prawdziwa równoległość.

Zarządzanie pamięcią

Pamięć jest ważnym zasobem wymagającym ostrożnego zarządzania, ponieważ programy rosną szybciej niż pamięć.

Pamięć w komputerze ma strukturę hierarchiczną. Niewielką jej część stanowi bardzo szybka, ulotna (traci informacje po wyłączeniu zasilania) pamięć podręczna.

Komputery mają także dziesiątki megabajtów ulotnej pamięci RAM (RAM, RandomAccessMemory - pamięć o dostępie swobodnym) i dziesiątki lub setki gigabajtów wolnego, nieulotnego miejsca na dysku twardym. Jednym z zadań systemu operacyjnego jest koordynacja wykorzystania wszystkich komponentów pamięci.

Część systemu operacyjnego odpowiedzialna za zarządzanie pamięcią nazywana jest jednostką zarządzania pamięcią lub menedżerem pamięci. Menedżer monitoruje, jaka część pamięci jest aktualnie zajęta, przydziela pamięć procesom i zwalnia zasoby po ich zakończeniu, zarządza wymianą danych pomiędzy pamięcią RAM a dyskiem.

Najbardziej prosty obwód Zarządzanie pamięcią — system jednozadaniowy bez stronicowania na dysk — polega na tym, że w danym momencie uruchomiony jest tylko jeden program, a pamięć jest współdzielona pomiędzy programami i systemem operacyjnym. Gdy system jest zorganizowany w ten sposób, w danym momencie może działać tylko jeden proces. Gdy tylko użytkownik wpisze polecenie, system operacyjny kopiuje żądany program z dysku do pamięci

i wykonuje go, a po zakończeniu procesu wyświetla na ekranie symbol zaproszenia i czeka na nowe polecenie. Po otrzymaniu polecenia pobiera nowy program do pamięci, zapisując go na poprzednim. Tak działają komputery z systemem operacyjnym MS-DOS.

Większość nowoczesne systemy pozwala na jednoczesne uruchomienie kilku procesów. Jednoczesne działanie wielu procesów oznacza, że ​​gdy jeden proces zostanie zawieszony w oczekiwaniu na zakończenie operacji we/wy, inny może korzystać z procesora. Dlatego wielozadaniowość zwiększa wykorzystanie procesora. Na serwerach sieciowych zawsze działa kilka procesów jednocześnie (dla różnych klientów), ale większość maszyny klienta obecnie mają również taką opcję. Najprostszym sposobem na osiągnięcie wielozadaniowości jest podzielenie pamięci na kilka, być może nie

równe, podziały. Kiedy zadanie trafia do pamięci, jest umieszczane w kolejce wejściowej na najmniejszej partycji wystarczająco dużej, aby pomieścić zadanie. Ponieważ rozmiar partycji pozostaje niezmieniony, całe niewykorzystane miejsce na partycji zostaje utracone. Wadą tej metody jest to, że w przypadku dużej partycji prawie nie ma kolejki, a w przypadku małych partycji ustawia się sporo zadań. Małe zadania muszą poczekać na swoją kolej, aby dostać się do pamięci, mimo że większość pamięci jest wolna. Ulepszoną metodą jest zorganizowanie jednej wspólnej kolejki dla wszystkich

Sekcje. Po zwolnieniu partycji można do niej załadować zadanie znajdujące się bliżej początku kolejki i nadające się do wykonania w tej partycji i rozpocząć przetwarzanie. Z drugiej strony nie zaleca się marnowania dużych sekcji na małe zadania, dlatego istnieje inna strategia. Polega ona na tym, że każdorazowo po zwolnieniu partycji kolejka wyszukuje największe zadanie dla tej partycji i to właśnie to jest wybierane do realizacji. Algorytm ten usuwa jednak z przetwarzania małe zadania, chociaż konieczne jest zapewnienie lepszej obsługi małych zadań. Wyjściem jest utworzenie przynajmniej jednej małej partycji, co umożliwi wykonywanie małych zadań bez długiego oczekiwania na zwolnienie dużych partycji. Inne podejście opiera się na następującym algorytmie: zadanie, które ma prawo zostać wybrane do przetwarzania, można pominąć nie więcej niż raz. Gdy zadanie zostanie pominięte, zostanie ono dodane do licznika. Jeśli wartość licznika stanie się równa k, zadania nie można już ignorować.

Wielozadaniowość poprawia wydajność procesora. Jeśli przeciętny proces wykonuje obliczenia tylko przez 20% czasu przebywania w pamięci, to podczas przetwarzania

pięć procesów, procesor musi być w pełni obciążony. Rzeczywistość jest taka, że ​​wszystkie pięć procesów nigdy nie czeka na jednoczesne zakończenie operacji we/wy.

Organizacja pamięci w postaci stałych sekcji jest prosta i wydajna w przypadku pracy z systemami wsadowymi. Dopóki w pamięci można przechowywać wystarczającą liczbę zadań, aby procesor był cały czas zajęty, nie ma powodu, aby algorytm był bardziej złożony.

Jednak zupełnie inna sytuacja ma miejsce w przypadku systemów z podziałem czasu lub komputerów zorientowanych na grafikę. Czasami nie ma wystarczającej ilości pamięci RAM, aby pomieścić wszystkie aktywne procesy i wówczas nadmiar procesów należy przechowywać na dysku i przenosić do pamięci w celu przetworzenia.

Istnieją dwa główne sposoby zarządzania pamięcią, w zależności od dostępnego sprzętu. Najprostsza strategia, zwana zamianą lub stronicowaniem, polega na całkowitym przeniesieniu każdego procesu do pamięci, uruchomieniu go na chwilę, a następnie zwróceniu całego procesu na dysk. Inna strategia, zwana pamięcią wirtualną, pozwala na uruchamianie programów nawet wtedy, gdy tylko częściowo znajdują się w pamięci RAM.

Działanie systemu wymiany jest następujące. Niech będą 4 procesy - A, B, C, D. W początkowej fazie w pamięci znajduje się tylko proces A. Następnie z biegiem czasu tworzone są lub ładowane sekwencyjnie z dysku procesy B i C. W kolejnym momencie proces A jest wyładowywany na dysk. Następnie pojawia się proces D i proces B kończy się. Na koniec proces A powraca do pamięci. Przydział pamięci zmienia się w miarę jak procesy wchodzą do pamięci i ją opuszczają. Ponieważ proces A ma teraz inną lokalizację w pamięci, jego adresy muszą zostać ponownie skonfigurowane albo przez oprogramowanie podczas ładowania do pamięci, albo przez sprzęt podczas wykonywania programu.

Główna różnica między partycjami stałymi i obrotowymi polega na tym, że w drugim przypadku liczba, rozmieszczenie i rozmiar partycji zmieniają się dynamicznie w miarę przychodzenia i kończenia procesów. Nie ma żadnych ograniczeń związanych z liczbą sekcji i ich wielkością. Poprawia to wykorzystanie pamięci, ale znacznie utrudnia alokację procesów, zwalnianie pamięci i śledzenie zachodzących zmian.

Podstawową ideą pamięci wirtualnej jest to, że łączny rozmiar programu, danych i stosu może przekraczać dostępną ilość Pamięć fizyczna. System operacyjny przechowuje aktualnie używane części programu w pamięci RAM, resztę na dysku. Na przykład program o wielkości 16 MB może działać na komputerze wyposażonym w 4 MB pamięci, jeśli dokładnie rozważysz, które 4 MB powinny być w danym momencie przechowywane w pamięci. W takim przypadku części programu znajdujące się na dysku i w pamięci będą zmieniać miejsca w zależności od potrzeb.

Pamięć wirtualna może także pracować w systemie wielozadaniowym, gdzie w pamięci znajdują się jednocześnie fragmenty wielu programów. Gdy program czeka na przeniesienie kolejnego do pamięci

część, znajduje się w stanie we/wy i nie może pracować, więc procesor można przekazać innemu procesowi.

24. We/wy systemu operacyjnego. Sterowniki urządzeń. Schemat logicznego układu sterownika urządzenia.

Wejście wyjście

Jeden z podstawowe funkcje System operacyjny kontroluje urządzenia wejścia/wyjścia komputera. System operacyjny wydaje polecenia tym urządzeniom, przechwytuje przerwania i obsługuje błędy. Powinien zapewniać prosty i wygodny interfejs pomiędzy urządzeniami a resztą systemu. Interfejs powinien być taki sam dla wszystkich urządzeń, aby osiągnąć niezależność od używanego sprzętu. Oprogramowanie we/wy jest istotną częścią systemu operacyjnego.

Urządzenia wejścia/wyjścia można podzielić na dwie kategorie: urządzenia blokowe i urządzenia znakowe. Urządzenia blokowe przechowują informacje w blokach o stałym rozmiarze, przy czym każdy blok ma swój własny adres. Ważną właściwością urządzenia blokowego jest to, że każdy blok można odczytać niezależnie od innych bloków. Najpopularniejszymi urządzeniami blokowymi są dyski.

Innym typem urządzeń wejścia/wyjścia są urządzenia znakowe. Urządzenie znakowe akceptuje lub udostępnia strumień znaków nieustrukturyzowanych. Nie jest adresowalny i nie wykonuje operacji wyszukiwania. drukarki, karty sieciowe, myszy i większość innych urządzeń innych niż dyski można uznać za urządzenia znakowe.

Urządzenia we/wy składają się zazwyczaj z części mechanicznych i elektronicznych. Element mechaniczny znajduje się w samym urządzeniu. Element elektroniczny urządzenia nazywany jest kontrolerem lub adapterem. W nowoczesnych komputerach kontrolery są wbudowane płyta główna lub znajduje się na samym urządzeniu we/wy.

Sterownik monitora odczytuje z pamięci bajty zawierające znaki do wyświetlenia i generuje sygnały służące do modulowania wiązki lampy elektronowej, powodując wyświetlenie obrazu na ekranie. Adapter wideo generuje sygnały sterujące poziomym i pionowym powrotem wiązki. System operacyjny jedynie inicjuje kontroler, ustawiając niewielką liczbę parametrów, takich jak liczba pikseli w linii i liczba linii na ekranie, a kontroler wykonuje całą pracę polegającą na kontrolowaniu ruchu wiązki po ekranie.

Kluczową koncepcją projektową oprogramowania we/wy jest niezależność urządzenia. Koncepcja ta oznacza, że ​​możliwe jest pisanie programów, które mogą uzyskać dostęp do dowolnego urządzenia wejścia/wyjścia bez wcześniejszej instrukcji konkretne urządzenie. Na przykład program odczytujący dane z pliku wejściowego musi równie dobrze działać z plikiem na dyskietce, dysku twardym lub płycie CD. Nie powinno to wymagać żadnych zmian w programie.

Kolejnym ważnym aspektem oprogramowania wejścia/wyjścia jest obsługa błędów. Błędy powinny być obsługiwane jak najbliżej sprzętu. Jeżeli sterownik wykryje błąd odczytu, powinien w miarę możliwości sam go skorygować. Jeśli nie może tego zrobić, sterownik urządzenia musi obsłużyć błąd.

Jedną z kluczowych kwestii jest sposób przesyłania danych – synchroniczny (blokowanie) lub asynchroniczny (sterowany przerwaniami). Większość fizycznych operacji we/wy jest asynchronicznych — procesor rozpoczyna przesyłanie danych i przełącza się do innego procesu, aż do pojawienia się przerwania.

Innym aspektem oprogramowania wejścia/wyjścia jest buforowanie. Często dane pochodzące z urządzenia nie mogą być przechowywane tam, gdzie są wysyłane. Na przykład, gdy pakiet dociera do sieci, system operacyjny nie wie, gdzie go umieścić, dopóki jego zawartość nie zostanie przeanalizowana. Buforowanie polega na kopiowaniu danych do duże ilości, co często jest głównym czynnikiem słabej wydajności operacji we/wy.

Ostatnią koncepcją związaną z I/O jest koncepcja urządzeń dedykowanych i urządzeń współdzielonych. Z niektórych urządzeń, np. dysków, może korzystać jednocześnie duża liczba użytkowników. W takim przypadku nie powinno być problemów z jednoczesnym otwarciem kilku plików na tym samym dysku. Inne urządzenia, takie jak napędy taśmowe, są ekskluzywne

używać. Dopóki jeden użytkownik nie zakończy swojej pracy, dysku nie można udostępnić innemu użytkownikowi. System operacyjny musi być w stanie zarządzać zarówno urządzeniami współdzielonymi, jak i urządzeniami dedykowanymi.

Są trzy różne sposoby wykonywanie operacji wejścia/wyjścia. Najprostsza forma wejścia/wyjścia polega na tym, że całą pracę wykonuje procesor. Ta metoda nazywa się programowym we/wy. Procesor wprowadza lub wyprowadza każdy bajt lub słowo, będąc w pętli i czekając, aż urządzenie we/wy będzie gotowe. Druga metoda to operacje we/wy sterowane przerwaniami, w których procesor rozpoczyna przesyłanie operacji we/wy dla znaku lub słowa, a następnie przełącza się do innego procesu, dopóki przerwanie urządzenia nie powiadomi go o zakończeniu operacji we/wy. Trzecią metodą jest wykorzystanie bezpośredniego dostępu do pamięci, w którym oddzielny układ steruje przesyłaniem całego bloku danych i inicjuje przerwanie dopiero po zakończeniu operacji przesyłania bloku.

Sterowniki urządzeń

Każdy kontroler urządzenia posiada zestaw rejestrów służących do wydawania poleceń sterowanemu urządzeniu i odczytywania jego stanu. Liczba takich rejestrów i wydawanych poleceń zależy od konkretnego urządzenia. Na przykład program sterujący myszą musi otrzymać od myszy informację o tym, jak daleko przesunęła się w poziomie i w pionie, a także o naciśniętych przyciskach myszy. Program zarządzający dyskiem musi wiedzieć o sektorach, ścieżkach, cylindrach, głowicach, czasie ich ruchu i instalacji, silnikach i tym podobnych, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania dysku. Ten program sterujący każdym urządzeniem wejścia/wyjścia podłączonym do komputera nazywa się sterownikiem urządzenia. Zwykle jest on pisany przez producenta i dystrybuowany wraz z urządzeniem. Ponieważ każdy system operacyjny wymaga określonych sterowników, producenci urządzeń zazwyczaj udostępniają sterowniki dla kilku najpopularniejszych systemów operacyjnych.

Każdy sterownik urządzenia obsługuje jeden typ urządzenia lub co najwyżej klasę powiązanych urządzeń. Na przykład sterownik dysku może obsługiwać różne dyski różniących się wielkością i szybkością. Jednak mysz i joystick są tak różne, że zwykle wymagają różnych sterowników.

Aby uzyskać dostęp do sprzętu urządzenia, tj. do rejestrów kontrolera, sterownik urządzenia musi być częścią jądra systemu operacyjnego.

Ponieważ system operacyjny będzie instalował sterowniki innych producentów, wymagana jest architektura umożliwiająca taką instalację. Oznacza to konieczność opracowania ściśle określonego modelu funkcji sterownika i jego interakcji z resztą systemu operacyjnego. Sterowniki urządzeń zazwyczaj znajdują się pod pozostałą częścią systemu operacyjnego.

System operacyjny zazwyczaj klasyfikuje sterowniki na kilka kategorii w zależności od typów obsługiwanych urządzeń. Najpopularniejsze kategorie obejmują urządzenia blokowe, takie jak dyski, oraz urządzenia znakowe, takie jak klawiatury i drukarki. Większość systemów operacyjnych definiuje dwa standardowe interfejsy, jeden, który muszą obsługiwać wszystkie sterowniki blokowe, i drugi, który muszą obsługiwać wszystkie sterowniki znakowe. Interfejsy te obejmują zestawy procedur, które mogą zostać wywołane przez pozostałą część systemu operacyjnego w celu uzyskania dostępu do sterownika. Procedury te obejmują na przykład procedury odczytu bloku lub zapisu ciągu znaków.

Sterownik urządzenia spełnia kilka funkcji:

1) przetwarzanie abstrakcyjnych żądań odczytu i zapisu niezależnych od urządzeń i oprogramowania znajdujących się nad nimi;

2) inicjalizacja urządzenia;

3) zarządzanie poborem mocy urządzeń i rejestracją zdarzeń;

4) sprawdź Parametry wejściowe. Jeśli nie zadowolą określone kryteria, sterownik zwraca błąd. W przeciwnym razie sterownik konwertuje terminy abstrakcyjne na konkretne. Na przykład sterownik dysku może przekształcić numer bloku liniowego na numery nagłówka, ścieżki i sektora;

5) sprawdzenie bieżącego wykorzystania urządzenia. Jeśli urządzenie jest zajęte, żądanie może zostać umieszczone w kolejce. Jeżeli urządzenie jest wolne, sprawdzany jest jego stan. Przed rozpoczęciem przesyłania danych może być konieczne włączenie urządzenia lub uruchomienie silnika. Gdy urządzenie będzie gotowe, można rozpocząć właściwe zarządzanie nim.

Sterowanie urządzeniem polega na wydawaniu mu szeregu poleceń. To w sterowniku ustalana jest kolejność poleceń w zależności od tego, co należy zrobić. Decydując się na polecenia, sterownik zaczyna je zapisywać w rejestrach kontrolera urządzenia. Niektóre kontrolery są w stanie akceptować połączone listy poleceń znajdujących się w pamięci. Odczytują je i wykonują samodzielnie, bez dalszej pomocy ze strony systemu operacyjnego.

Po przesłaniu przez kierowcę wszystkich poleceń do kontrolera sytuacja może rozwinąć się w dwóch scenariuszach. W wielu przypadkach sterownik urządzenia musi poczekać, aż kontroler wykona dla niego jakąś pracę, więc blokuje się, dopóki przerwanie urządzenia go nie odblokuje. W pozostałych przypadkach operacja kończy się bez opóźnienia i kierowca nie musi się blokować. Przykładowo, aby przewinąć ekran w trybie znakowym wystarczy zapisać tylko kilka bajtów do rejestrów kontrolera. Cała operacja trwa kilka nanosekund.

Po zakończeniu operacji kierowca musi sprawdzić, czy operacja zakończyła się bez błędów. Jeśli wszystko jest w porządku, sterownik może przekazać dane (np. odczyt bloku) do oprogramowania niezależnego od urządzenia, po czym zwraca do programu wywołującego pewną informację o zakończeniu operacji. Jeżeli w kolejce znajdowały się inne żądania, można teraz wybrać i uruchomić jedno z nich, w przeciwnym razie sterownik blokuje oczekiwanie na kolejne żądanie.

25. Systemy plików systemu operacyjnego.

Wszystkie aplikacje komputerowe muszą przechowywać i pobierać informacje. Najwygodniejszym systemem dostępu do nośników informacji długoterminowej okazał się system, w którym użytkownik przypisuje nazwę określonemu zbiorowi danych. Określony obszar dysku zajmowany przez informacje, które mają swoją nazwę, nazywa się plikiem. Część systemu operacyjnego, która współpracuje z plikami i zapewnia przechowywanie danych na dyskach oraz dostęp do nich, nazywa się systemem plików (FS).

Z punktu widzenia użytkownika najważniejszym aspektem systemu plików jest jego zewnętrzna prezentacja, czyli tzw. nazewnictwo i ochrona plików, operacje na plikach itp. Komputer nie przejmuje się nazwą dowolnego programu lub dokumentu, ponieważ otrzymuje od systemu operacyjnego instrukcje typu: „przeczytaj tyle bajtów z takiego a takiego miejsca na dysku”. W takim przypadku użytkownik nie musi wiedzieć, w jakiej kolejności fizycznej i gdzie dokładnie znajdują się jego dane. Wystarczy, że zażąda od systemu operacyjnego przeczytania dokumentu lub pobrania niezbędnego programu.

Jedną z najważniejszych cech systemu operacyjnego, oprócz zarządzania pamięcią, zasobami komputera i zadaniami, jest obsługa systemu plików - głównego repozytorium informacji o systemie i użytkowniku.

Pliki należą do mechanizmu abstrakcyjnego. Umożliwiają przechowywanie informacji na dysku i ponowne ich odczytywanie w razie potrzeby. Użytkownik nie potrzebuje takich szczegółów jak sposób i miejsce przechowywania informacji, szczegóły działania dysku.

W wielu systemach operacyjnych nazwa pliku może składać się z dwóch części oddzielonych kropką, np. progr. ex. Część nazwy pliku występująca po kropce nazywana jest rozszerzeniem pliku i zwykle wskazuje typ pliku.

Zazwyczaj użytkownicy muszą logicznie grupować swoje pliki, dlatego potrzebny jest elastyczny sposób umożliwiający grupowanie plików. Dlatego potrzebna jest pewna ogólna hierarchia, tj. drzewo katalogów. Dzięki takiemu podejściu każdy użytkownik może stworzyć dla siebie tyle katalogów i podkatalogów, ile potrzebuje, grupując swoje pliki w naturalny sposób. W katalog główny Można także tworzyć katalogi i podkatalogi należące do różnych użytkowników. Możliwość tworzenia dowolnej liczby podkatalogów jest potężnym narzędziem strukturyzacji, które pozwala użytkownikom organizować swoją pracę. Z tego powodu prawie wszystkie nowoczesne systemy plików są zorganizowane w ten sposób.

Organizując system plików w formie drzewa katalogów, wymagany jest jakiś sposób określenia pliku. W tym celu powszechnie stosuje się dwie różne metody. W pierwszym przypadku każdemu plikowi nadawana jest bezwzględna nazwa ścieżki, składająca się z nazw wszystkich katalogów od katalogu głównego do tego, który zawiera plik, oraz nazwy samego pliku. Na przykład ścieżka to \user\abc\myfile. doc oznacza, że ​​katalog główny zawiera katalog użytkownika, który z kolei zawiera podkatalog abc, w którym znajduje się plik myfile. doktor.

Zatem każdy system plików jest zaprojektowany do przechowywania informacji o fizycznej lokalizacji części pliku. W FS występuje minimalna jednostka informacji – klaster, którego wielkość stanowi dolną granicę wielkości informacji rejestrowanej na nośnikach w ramach FS. Pojęcia klastra nie należy mylić z pojęciem sektora, jakim jest minimalna jednostka informacje od strony sprzętowej. FS jest zobowiązany do ścisłego wdrożenia następne kroki:

Określanie fizycznej lokalizacji części plików;

Określenie dostępności wolna przestrzeń i przydzielanie go dla nowo tworzonych plików.

26. Uwzględnienie konkretnych systemów operacyjnych (Windows, UNIX, Linux).

Systemy operacyjne tworzą połączenie między użytkownikami i aplikacjami, tworząc jądro systemy komputerowe.

Systemy operacyjne oddzielają programy od sprzętu i upraszczają zarządzanie zasobami. Przyjrzyjmy się różnym typom systemów operacyjnych i dowiedzmy się, czym się od siebie różnią.

System operacyjny jest komponent oprogramowania system komputerowy odpowiedzialny za zarządzanie różnymi działaniami i współdzielenie zasobów komputera. Zawiera kilka aplikacji działających na komputerze i przetwarzających operacje sprzętu komputerowego. Użytkownicy i aplikacje uzyskują dostęp do usług oferowanych przez systemy operacyjne poprzez wywołania systemowe i interfejsy programowania aplikacji. Użytkownicy wchodzą w interakcję z systemem operacyjnym komputera za pośrednictwem interfejsów wiersza poleceń (CLIS) lub graficznego interfejsu użytkownika zwanego GUI. Krótko mówiąc, system operacyjny umożliwia użytkownikom interakcję z systemami komputerowymi, działając jako łącze między użytkownikami lub programami użytkowymi a sprzętem komputerowym. Oto krótki przegląd różnych typów systemów operacyjnych.

System operacyjny czasu rzeczywistego: Jest to wielozadaniowy system operacyjny, którego zadaniem jest uruchamianie aplikacji w czasie rzeczywistym. Systemy operacyjne czasu rzeczywistego często wykorzystują wyspecjalizowane algorytmy planowania w taki sposób, że mogą osiągnąć deterministyczne zachowanie. Głównym celem systemów operacyjnych czasu rzeczywistego jest ich szybka i przewidywalna reakcja na zdarzenia. System jest sterowany zdarzeniami, przełącza między zadaniami w oparciu o ich priorytety, z podziałem czasu przy przełączaniu zadań.

Windows CE, OS-9,Symbiana iLynxOS to jedne z dobrze znanych systemów operacyjnych czasu rzeczywistego.

Systemy operacyjne dla wielu i jednego użytkownika: Ten typ komputerowego systemu operacyjnego umożliwia wielu użytkownikom dostęp do systemu komputerowego w tym samym czasie. Systemy z współdzieleniem czasu można sklasyfikować jako systemy z wieloma użytkownikami, ponieważ umożliwiają wielu użytkownikom dostęp do komputera w ramach podziału czasu. Systemy operacyjne przeznaczone dla jednego użytkownika, w przeciwieństwie do systemów operacyjnych dla wielu użytkowników, mogą być używane tylko przez jednego użytkownika w danym momencie. Możliwość tworzenia wielu użytkowników na sali operacyjnej System Windows, nie oznacza, że ​​jest to system dla wielu użytkowników. Prawdziwym użytkownikiem jest raczej tylko administrator sieci. Jednak w przypadku Uniksa i podobnych systemów operacyjnych możliwe jest jednoczesne zalogowanie się dwóch użytkowników, a ta funkcja systemu operacyjnego sprawia, że ​​jest to system operacyjny dla wielu użytkowników.

Okna 95Windows2000MaxOS i PglinmOS to przykłady systemów operacyjnych dla jednego użytkownika. Uniex iOpenVMS to przykłady systemów operacyjnych dla wielu użytkowników.

Wielozadaniowe i jednozadaniowe systemy operacyjne: Gdy w danym momencie może działać tylko jeden program, system zalicza się do kategorii systemów jednozadaniowych, a w przypadku, gdy system operacyjny pozwala na wykonywanie wielu zadań jednocześnie, zalicza się go do kategorii systemów wielozadaniowych system operacyjny. Wielozadaniowość może być dwojakiego rodzaju: proaktywna lub kooperacyjna. W wielozadaniowym systemie operacyjnym przydziela jedno miejsce każdemu programowi. Systemy operacyjne typu Unix, takie jak Solaris i Linux, obsługują wielozadaniowość. Wielozadaniowość w ramach współpracy osiąga się poprzez poleganie na każdym procesie, aby zapewnić czas innym procesom w określonej kolejności. Ten rodzaj wielozadaniowości jest podobny do idei wielowątkowości blokowej, w której jeden wątek przechodzi, a drugi jest blokowany przez jakieś inne zdarzenie. MS Windows aż do Windows 95 wykorzystuje do tego wielozadaniowość kooperacyjną.

PalmOS dlaPalm PDA to jednozadaniowe systemy operacyjne. 9xWindows obsługuje wielozadaniowość. DOS+ to stosunkowo mniej znany wielozadaniowy system operacyjny. Może obsługiwać wielozadaniowość czterech 86-bitowych programów.

Rozproszony system operacyjny: system operacyjny zarządzający grupą niezależnych komputerów i tworzący z nich jeden komputer. Rozwój komputery sieciowe, które można ze sobą łączyć, dały początek przetwarzaniu rozproszonemu. Przetwarzanie rozproszone występuje na więcej niż jednym komputerze. Kiedy komputery współpracują Praca grupowa tworzą system rozproszony.

Przykładami rozproszonych systemów operacyjnych są Amoeba, Plan9 i LOCUS (opracowane w latach 80. XX wieku).

Systemy wbudowane: Systemy operacyjne przeznaczone do użytku we wbudowanych systemach komputerowych. Są przeznaczone do pracy na małych maszynach, takich jak PDA. Są w stanie pracować przy ograniczonej liczbie zasobów. Są bardzo kompaktowe i wydajne.

Okna CE,FreeBSD iMinix 3 przykłady wbudowanych systemów operacyjnych. StosowanieNazywa się Linux w systemach wbudowanychOsadzonyLinuksa.

Mobilny system operacyjny: Chociaż funkcjonalnie nie jest to typ systemu operacyjnego, mobilny system operacyjny jest zdecydowanie ważną wzmianką na liście typów systemów operacyjnych. Mobilny system operacyjny steruje urządzeniem mobilnym, obsługuje go jego konstrukcja komunikacja bezprzewodowa i aplikacje mobilne. Posiada wbudowaną obsługę mobilnych formatów multimedialnych. Tablety i smartfony działają na mobilnych systemach operacyjnych.

System operacyjny BlackBerryAndroidprzezGoogle i iOS zApple to jeden z najbardziej znanych mobilnych systemów operacyjnych.

Przetwarzanie wsadowe i systemy interaktywne: Przetwarzanie wsadowe odnosi się do wykonywania programów komputerowych w „partiach” bez ręcznej interwencji. W systemach przetwarzania wsadowego programy są gromadzone, grupowane i przetwarzane w późniejszym terminie. Nie wymagają od użytkownika logowania, dane wejściowe pobierane są wcześniej w celu dalszego przetwarzania. Dane wejściowe są gromadzone i przetwarzane partiami, stąd nazwa przetwarzania wsadowego. System operacyjny IBM ma możliwości przetwarzania wsadowego.

Internet i sieć: Podczas przetwarzania danych online użytkownik pozostaje w kontakcie z komputerem, a procesy przebiegają pod kontrolą centralny procesor komputer. Jeżeli procesy nie są wykonywane pod bezpośrednią kontrolą podmiotu przetwarzającego, przetwarzanie określa się jako tryb offline. Weźmy przykład przetwarzania wsadowego. Tutaj grupowanie lub grupowanie danych można wykonać bez interwencji użytkownika i procesora; można to zrobić offline. Ale wykonanie samego procesu może odbywać się pod bezpośrednią kontrolą procesora, czyli w Internecie.

Systemy operacyjne pomagają uprościć interakcję człowieka z technologią komputerową. Są odpowiedzialni za łączenie programów użytkowych ze sprzętem, aby zapewnić użytkownikom łatwy dostęp do komputerów.