Аналіз поколінь операційних систем

Наступний період в еволюції операційних систем пов'язаний з появою великих інтегральних схем (ВІС). У ці роки сталося різке зростання міри інтеграції і здешевлення мікросхем. Комп'ютер став доступний окремій людині, і настала ера персональних комп'ютерів. З точки зору архітектури персональні комп'ютери нічим не відрізнялися від класу мінікомп'ютерів типу PDP - 11, але ось ціна у них істотно відрізнялася. Якщо мінікомп'ютер дав можливість мати власну обчислювальну машину відділу підприємства або університету, то персональний комп'ютер зробив це можливим для окремої людини.

Комп'ютери стали широко використовуватися неспеціалістами, що зажадало розробки "дружнього" програмного забезпечення, це поклало край кастовості програмістів.

На ринку операційних систем домінували дві системи: MS - DOS і UNIX. Програма розрахована на одного користувача ОС MS - DOS широко використовувалася для комп'ютерів, побудованих на базі мікропроцесорів Intel 8088, а потім 80286, 80386 і 80486. Мультипрограмна розрахована на багато користувачів ОС UNIX домінувала в середовищі "неинтеловских" комп'ютерів, особливо побудованих на базі високопродуктивних RISC -процесорів.

В середині 80-х стали бурхливо розвиватися мережі персональних комп'ютерів, що працюють під управлінням мережевих або розподілених ОС.

У мережевих ОС користувачі повинні бути обізнані про наявність інших комп'ютерів і повинні робити логічний вхід в інший комп'ютер, щоб скористатися його ресурсами, переважно файлами. Кожна машина в мережі виконує свою власну локальну операційну систему, що відрізняється від ОС автономного комп'ютера наявністю додаткових коштів, що дозволяють комп'ютеру працювати в мережі. Мережева ОС не має фундаментальних відмінностей від ОС однопроцесорного комп'ютера. Вона обов'язково містить програмну підтримку для мережевих інтерфейсних пристроїв (драйвер мережевого адаптера), а також засобу для видаленого входу в інші комп'ютери мережі і засобу доступу до видалених файлів, проте ці доповнення істотно не міняють структуру самої операційної системи.

2. Охарактеризувати склад ОС MS DOS та роль дискових файлів MS DOS у Windows

2.1 Дискова операційна система

Дискова операційна система - це спеціальна програма яка забезпечує централізоване керування дисковим простором і файлами та загалом роботою комп'ютера та периферійними пристроями. Більшість програм спілкуються з комп'ютером та периферією саме через операційну систему. Крім того під час роботи комп'ютера вона слідкує за станом і статусом усіх складових частин комп'ютера.

До складу ДОС входить ядро та додаткових утиліт. До ядра ДОС входять три основні файли:

Msdos.sys - комплект інструкцій.

Io.sys - системна бібліотека.

Command.com - командний процесор.

Для того щоб BIOS знайшов системні файли і передав їм керування необхідно щоб перші два файли були записані у завантажувальних секторах (Boot sectors або, Boot record)) диску. Третій файл може бути розташований будь-де, але обов'язково у кореневому каталозі диску. (Детально про це буде розглянуто нижче). ДОС працює за допомогою команд які подає, або безпосередньо користувач, набираючи їх у командному рядку, або певна програма. Команди ДОС поділяються на внутрішні та зовнішні.

2.2 Організація дисків ДОС

Файл. Файл - це цілісна сукупність даних на диску, яка має одне спільне найменування. Файл завжди має ознаку початку та кінця, які записуються відповідно на початку та в кінці даних. Найменування файлу складається з імені та розширення, що при написанні відділяються крапкою. Загальний вигляд найменування файлу наведено нижче:

ім'я.розширення

Ім'я - може складатися з букв, цифр, знаків підкреслення, тире, оклику та деякі інші. Для MS-DOS, DR-DOS допускається до 8 символів. Для Windows кількість символів може бути до 255, також допускається пробіл та символи \ / : * ? " < > | .

Розширення файлу - може складатися з букв, цифр, знаків підкреслення, тире, оклику та деякі інші і їх загальна кількість не повинна перевищувати 3 символи. Допускається найменування файлу без розширення.

Ім'я файлу, у більшості випадків, може бути довільним, у той час коли розширення файлу, частіше всього, бувають стандартними і відповідають або типу файлу, або типу програмного забезпечення.

Наприклад:

Msdos.sys - системний файл;

autoexec.bat -командний пакетний файл;

my_prog.com - неподільний файл, що виконується

word.exe - подільний файл, що виконується;

alpha.doc - файл текстового редактора;

alpha.bas - текст програми Basic;

my_prog.pas - текст програми Pascal;

Як було згадано раніше ДОС керує дисковим простором, тобто певним чином зберігає файли на диску і забезпечує доступ до них програм та користувача.

2.3 Структура інформації на диску

Точкою відліку на диску є нульовий сектор ДОС. Цей сектор завжди містить важливу частину програмного коду, яка називається завантажувальним записом ДОС (DBR - DOS boot record). Цей код використовується для завантаження системи спільно з записом розділів та, так званими, “прихованими” файлами.

Внаслідок розвитку різних версій ДОС DBR набула й іншу важливу роль. На початку DBR є таблиця, яка містить певну інформацію, що ідентифікує диск.

Безпосередньо за DBR йде таблиця розташування файлів (FAT - file allocation table). Вона завжди починається з ДОС сектор номер 1. ДОС зберігає дві копії FAT - первинну та резервну - безпосередньо одну за одною. Розмір FAT залежить від того, наскільки великий розділ.

За FAT безпосередньо йде кореневий каталог (root ditectory). Кореневий простір дозволяє розташовувати на жорсткому диску до 512 входжень. Точне число кореневих входжень зберігається у DBR.

Вся інша інформація (файли) на диску зберігається за кореневим каталогом.

Малюнок.2.1 - Схема організації диску ДОС.

обчислювальний windows операційний

3. Охарактеризуйте основні модулі найпростішого додатку Windows

Розглядаючи роботу додатка в середовищі Windows треба відштовхуватися від того факту, що Windows є багатозадачного середовищем. У цьому випадку в системі може виконуватися одночасно 1 кілька різних додатків. Кожна програма для своєї роботи вимагає деяких ресурсів системи - дискового простору, оперативної пам'яті, часу процесора, пристроїв введення та виведення інформації та ін. ВідповідноWindows повинен виконувати функції арбітра, який здійснює розподіл ресурсів між додатками і контролюючого коректність роботи додатків з виділеними їм ресурсами.

З цієї точки зору можна розглянути розвиток операційних систем, починаючи від найпростіших (типу MS-DOS) і закінчуючи досить складними (як Windows NT, Unix, OpenVMS), для того що б краще зрозуміти можливості і обмеження різних реалізацій Windows.

Найпростіші однокористувацькі однозадачні операційні системи є, одночасно, примітивними арбітрами. Операційна система надає набір засобів для виконання тих чи інших операцій по роботі з ресурсами і організує запуск додатків. При цьому додатком передається управління і система чекає, поки воно завершить роботу. Під час роботи цей додаток може звертатися до системи для одержання ресурсів, а може це робити і в обхід системи. Коректність роботи програми ніяк не контролюється - система тільки лише надає примітивний, часто неоптимальний і необов'язковий метод доступу до ресурсу. Додаток користується всіма ресурсами практично без обмежень (за винятком тих, які зайняті самою системою) і має безпосередній доступ до апаратури комп'ютера.

Такий підхід типовий для операційних систем невеликих комп'ютерів: порівняно слабка підтримка периферійних пристроїв, проста файлова система і унікальна відкритість, майже вседозволеність для додатків - так як конфліктувати їм ні з ким. Яскравий приклад - MS DOS перших версій.

Практично такі операційні середовища мало застосовні і, якщо система виявилася вдалою, то вона починає розвиватися в бік підтримки багатозадачного режиму. Більше того - обробка переривань в однозадачної системі - неминучий "багатозадачний мінімум". Резидентна програма в однозадачному середовищі - ще одна спроба наближення до багатозадачності. Ті, хто намагався створити скільки-небудь складну резидентну програму обов'язково стикався з труднощами поділу ресурсів, так як ефективних механізмів для цього однозадачні ОС не містять. А завдяки своїй відкритості такі системи виявилися благодатним грунтом для розвитку вірусів.

Найбільш потужними представляються багатозадачні, розраховані на багато користувачів ОС, особливо в мультипроцесорних системах. Робота такої системи заснована на паралельному виконанні декількох додатків. Додаток може виконується або на окремому процесорі, або в режимі поділу часу - в певні тимчасові інтервали.

Додаток не знає, і практично не спостерігає присутності та виконання інших програм. Всі проблеми безконфліктного поділу ресурсів між різними завданнями лежать на системі. Додаток не знає, в який момент часу її виконання буде перервано, не знає коли буде відновлено і взагалі не реєструє факту переривання. Для однієї задачі процес виконання представляється безперервним.

Сітьові багатозадачні системи зазвичай зустрічаються на більш продуктивних комп'ютерах, при цьому вони містять потужні засоби взаємодії з периферією, практично виключають необхідність доступу програм безпосередньо до апаратури. Крім того операційна система має дуже гнучку і ефективну систему розподілу ресурсів, привілеїв і меж доступу до всіх ресурсів комп'ютера, а також містить засоби захисту від несанкціонованого доступу до них. В якості прикладів можна навести OpenVMS, Unix, в дещо меншій мірі Windows NT (реалізована для персонального комп'ютера).

Однак такі зручні і потужні ОС часто не має сенс реалізовувати на персональному комп'ютері для якого (по ідеї його використання) не потрібна багатокористувацька система, і тому його відкритість далеко не завжди є вразливістю, але часто навіть підвищує ефективність його використання. Зрозуміло також, що з ростом потужності персонального комп'ютера, з'являється необхідність створення простих багатозадачних ОС, орієнтованих на роботу одного користувача.

Така система займає проміжне положення між однозадачной і розрахованої на багато користувачів багатозадачного системами. Очевидно, що її ядро буде володіти більшою відкритістю, більшою можливістю доступу до апаратури і відносно простими методами поділу ресурсів, ніж у складних системах.

В якості ілюстрацій до цього можна привести Windows 3.x, розподіл ресурсів у якої значною мірою базується на методах MS-DOS, а також Windows-95, яка займає проміжне положення між Windows NT і Windows 3.x, надаючи істотно спрощені методи доступу до ресурсів, ніж Windows NT і, в той же час, забезпечуючи якісно кращий захист, ніж Windows 3.x.

В комплект поставки операційної системи Windows входять стандартні

додатки прикладного призначення:

* графічний редактор Paint;

* текстові редактори WordPad і Блокнот;

* калькулятор;

* програма роботи із зображеннями Imaging;

* комплекс програм Зв'язок для зв'язку по телефонній мережі;

* комплекс програм мультимедіа Розваги .

Доступ до стандартних додатків здійснюється через Головне меню. Після натиснення кнопки <Пуск> слід вибрати пункт Програми, а потім в підміню - пункт Стандартні. В пропонованому списку стандартних програм слід вибрати ту, що вимагається.

Стандартні додатки службового призначення

Ось зразковий склад групи службових програм:

*Дефрагментація диска;

*Майстер обслуговування;

*Призначені завдання;

*Очищення диска;

* Індикатор ресурсів;

*Перетворення диска в FAT 32;

*Перевірка диска;

*Відомості про систему;

*Системний монітор.

Размещено на Allbest.ru