Министерство на образованието и науката на Руската федерация
Държавна образователна институция
висше професионално образование
„Магнитогорски държавен технически университет
тях. G.I. Носов"
Катедра Информатика и информационна сигурност
Тест
в дисциплината "Информатика"
Резюме на тема "Еволюция на операционните системи на различни видове компютри"
Изпълнено от: ученическа група 1304006-11-1
Вариант номер 13
Сагдетдинов Д.Ф.
Проверено от: ст.преп
Коринченко Г.М.
Магнитогорск 2014г
- 1. Развитие на операционните системи на различни видове компютри
- 1.2 Появата на мулти-софтуерни операционни системи за мейнфрейми
- 2. Задача на MathCAD №1 "Построяване на двумерни графики в MathCAD"
- 2.1 Декларация на заданието
- 2.2 Резултат - резултантна графика
- 3. Задача на MathCAD № 2 "Решение на SLAE"
- 3.1 Декларация на заданието
- 4. Задача по MathCAD № 3 "Решаване на системи на нелинейни уравнения"
- 4.1 Декларация на заданието
- 5. Задача по MathCAD No 4 "Решаване на нелинейни уравнения"
- 5.1 Декларация на заданието
1. Развитие на операционните системи на различни видове компютри
За почти половин век от своето съществуване операционните системи (ОС) изминаха труден път, изпълнен с много важни събития. Развитието на операционните системи беше силно повлияно от успехите в подобряването на елементната база и изчислителното оборудване, следователно много етапи от тяхното развитие са тясно свързани с появата на нови видове хардуерни платформи, като мини-компютри или персонални компютри.
Операционните системи претърпяха сериозна еволюция във връзка с новата роля на компютрите в локалните и глобалните мрежи. Най-важният фактор за тяхното развитие беше Интернет.
1.1 Появата на първите операционни системи
Раждането на цифровите компютри идва малко след края на Втората световна война. В средата на 40-те години са създадени първите лампови изчислителни устройства.
Програмирането по това време се извършваше изключително на машинен език... Нямаше системен софтуер, с изключение на библиотеки с математически и помощни програми, които програмистът можеше да използва, за да не пише всеки път кодове, които изчисляват стойността на математическа функция или контрол стандартно устройствовход изход.
Операционните системи все още не са се появили, всички задачи на организацията изчислителен процесбяха решени ръчно от всеки програмист от контролния панел, който беше примитивно входно-изходно устройство, състоящо се от бутони, превключватели и индикатори.
В средата на 50-те години на миналия век започва нов период в развитието на изчислителната техника, свързан с появата на нова техническа база - полупроводникови елементи. Скоростта на процесорите се е увеличила, обемът на RAM и външната памет се е увеличил. Компютрите станаха по-надеждни, вече можеха да работят непрекъснато достатъчно дълго, за да им бъде поверено изпълнението на задачи, които са наистина важни на практика.
По същото време са разработени първите системи. партидна обработка, който автоматизира цялата последователност от действия на оператора за организиране на изчислителния процес. Ранни системипакетната обработка беше прототипът на съвременните операционни системи, те бяха първите системни програми, предназначени не за обработка на данни, а за управление на изчислителния процес.
Системите за пакетна обработка значително намалиха времето, прекарано за спомагателни действия за организиране на изчислителния процес, което означава, че е предприета още една стъпка за подобряване на ефективността на използването на компютрите.
В същото време обаче потребителските програмисти загубиха директен достъп до компютъра, което намали тяхната ефективност - извършването на всяка корекция изискваше много повече време, отколкото при интерактивна работа на контролния панел на машината.
1.2 Появата на мултипрограмни операционни системи за мейнфрейми
Следващият важен период в развитието на операционните системи датира от 1965-1975г.
По това време в техническата база на компютрите имаше преход от отделни полупроводникови елементи като транзистори към интегрални схеми, което отвори пътя към появата на следващото поколение компютри.
През този период бяха внедрени почти всички основни механизми, присъщи на съвременните операционни системи:
мултипрограмиране,
многопроцесорна обработка,
Поддръжка за многотерминален многопотребителски режим,
Виртуална памет,
файлови системи,
Контрол на достъпа,
Работа в мрежата.
Революционното събитие на този етап беше индустриалното внедряване на мултипрограмиране. В условията на рязко увеличените възможности на компютъра за обработка и съхранение на данни, изпълнението само на една програма в даден момент се оказа изключително неефективно. Решението беше мултипрограмирането - метод за организиране на изчислителен процес, при който няколко програми бяха едновременно в паметта на компютъра, като се изпълняваха последователно на един процесор.
Тези подобрения значително подобриха ефективността на изчислителната система: компютърът вече можеше да се използва почти постоянно и поне половината от времето, през което компютърът работи, както беше преди.
Мултипрограмирането беше реализирано в две версии – в пакетна обработка и системи за споделяне на време.
1.3 Операционни системи и глобални мрежи
В началото на 70-те години на миналия век се появяват първите мрежови операционни системи, които, за разлика от многотерминалните, позволяват не само да се разпръснат потребители, но и да се организира разпределено съхранение и обработка на данни между няколко компютъра, свързани чрез електрически връзки.
Всяка мрежова операционна система, от една страна, изпълнява всички функции на локална операционна система, а от друга страна, има някои допълнителни средства, които й позволяват да взаимодейства по мрежата с операционните системи на други компютри.
Софтуерните модули, които реализират мрежови функции, се появяват в операционните системи постепенно, с развитието на мрежовите технологии, хардуерната база на компютрите и появата на нови задачи, които изискват мрежова обработка.
През 1969 г. Министерството на отбраната на САЩ започва работа за комбиниране на суперкомпютрите на отбранителните и изследователските центрове в единична мрежа... Тази мрежа се наричаше ARPANET и беше отправна точка за създаването на най-известната глобална мрежа днес - Интернет Мрежата ARPANET обединяваше компютри различни видовеработещи с различни операционни системи с добавени модули, които реализират комуникационни протоколи, общи за всички компютри в мрежата.
През 1974 г. IBM обяви собствена мрежова архитектура за своите мейнфрейми, наречена SNA (System Network Architecture).
Това многопластова архитектура, в много отношения подобен на стандартния OSI модел, който се появи малко по-късно, осигурява взаимодействие на типовете "терминал-терминал", "терминал-компютър" и "компютър-компютър" при глобални връзки.
1.4 Операционни системи на мини-компютри. Първите локални мрежи
До средата на 70-те заедно с мейнфреймовете широко използванеима мини-компютри. Те бяха първите, които се възползваха от големия интегрални схеми, което направи възможно реализирането на доста мощни функции с относително ниска ценакомпютър.
Архитектурата на миникомпютрите е значително опростена в сравнение с мейнфреймовете, което е отразено в техните операционни системи. Много функции на многопрограмните многопотребителски операционни системи на мейнфрейма са премахнати поради ограничените ресурси на миникомпютрите.
Операционните системи на мини-компютрите често са се специализирали, например само за управление в реално време или само за поддържане на режим на споделяне на време.
Важен крайъгълен камък в историята на мини-компютрите и в историята на операционните системи като цяло е създаването на ОС UNIX. Масовата му употреба започва в средата на 70-те години. По това време 90% от UNIX кода е написан на език C от високо ниво.
Наличието на мини-компютри и в резултат на това разпространението им в предприятията послужиха като мощен стимул за създаването на локални мрежи... Компанията може да си позволи да има няколко мини-компютъра, разположени в една и съща сграда или дори в една и съща стая. Естествено имаше нужда от обмен на информация между тях и от съвместно използване на скъпо периферно оборудване.
Първите локални мрежи са изградени с помощта на нестандартно комуникационно оборудване, в най-простия случай, чрез директно свързване на серийните портове на компютрите. Софтуерът също беше нестандартен и се изпълняваше като персонализирани приложения.
1.5 Развитие на операционни системи през 80-те години
Най-важните събития от това десетилетие включват:
TCP / IP стек разработка,
Възходът на Интернет
Стандартизиране на технологиите за локална мрежа,
Появата на персонални компютри,
И операционни системи за тях.
Работна версия на стека от протоколи TCP / IP е създадена в края на 70-те години.
През 1983 г. стекът от протоколи TCP/IP е приет от Министерството на отбраната на САЩ като военен стандарт.
Въвеждането на TCP/IP протоколите в ARPANET даде на тази мрежа всички основни характеристики, които отличават съвременния Интернет.
Цялото десетилетие беше белязано от постоянната поява на нови, все по-усъвършенствани версии на ОС UNIX. Сред тях бяха маркови версии на UNIX: SunOS, HP-UX, Irix, AIX и много други, в които производителите на компютри адаптираха кода на ядрото и системните помощни програми за своя хардуер.
Началото на 80-те години се свързва с друго значимо събитие за историята на операционните системи - появата на персоналните компютри.
Те послужиха като мощен катализатор за бързия растеж на локалните мрежи, създавайки отлична материална основа за това под формата на десетки и стотици компютри, принадлежащи на едно предприятие и разположени в една сграда. В резултат на това поддръжката на мрежови функции се превърна в предпоставка за операционната система на персоналните компютри.
Мрежовите функции бяха реализирани главно от мрежови обвивки, работещи върху операционната система. Когато работите в мрежа, винаги е необходимо да се поддържа многопотребителски режим, в който един потребител е интерактивен, а останалите получават достъп до компютърни ресурси през мрежата. В този случай операционната система изисква поне някаква минимална функционална поддръжка за многопотребителски режим.
През 1987 г. Microsoft и IBM си сътрудничат, за да създадат първата многозадачна операционна система за персонални компютри с процесор Intel 80286, който се възползва напълно от защитения режим - OS / 2. Тази система беше добре обмислена. Той поддържаше изпреварваща многозадачност, виртуална памет, графичен потребителски интерфейс и виртуална машина за изпълнение на DOS приложения.
През 80-те години бяха приети основните стандарти за комуникационни технологии за локални мрежи: през 1980 г. - Ethernet, през 1985 г. - Token Ring, в края на 80-те - FDDI. Това даде възможност да се осигури съвместимост на мрежовите операционни системи на по-ниски нива, както и да се стандартизира интерфейсът на ОС с драйвери за мрежови адаптери.
1.6 Характеристики на настоящия етап на развитие на операционните системи
През 90-те години почти всички операционни системи, които заемат видно място на пазара, станаха мрежови. Мрежовите функции вече са вградени в ядрото на ОС, като са неразделна част от него. Операционните системи получиха инструменти за работа с всички основни LAN технологии, както и инструменти за създаване на композитни мрежи.
Операционните системи използват средства за мултиплексиране, за да позволят на компютрите да работят в мрежа едновременно с различни клиенти и сървъри.
През втората половина на 90-те години всички производители на операционни системи драстично увеличиха поддръжката си за Интернет. В допълнение към самия TCP / IP стек, комплектът за разпространение започна да включва помощни програми, които реализират такива популярни услугиИнтернет като telnet, ftp, DNS и уеб.
Влиянието на Интернет се прояви и във факта, че компютърът се превърна от чисто изчислително устройство в средство за комуникация с разширени изчислителни възможности.
Специално вниманиесе фокусира върху корпоративните мрежови операционни системи през последното десетилетие. По-нататъшното им развитие е една от най-важните задачи в обозримо бъдеще.
Корпоративната операционна система се характеризира със способността да работи добре и устойчиво големи мрежи, които са характерни за големи предприятия с клонове в десетки градове и евентуално в различни страни. Такива мрежи са органично присъщи висока степенхетерогенност на софтуера и хардуера, така че корпоративната ОС трябва да взаимодейства безпроблемно с различни видове операционни системи и да работи на различни хардуерни платформи.
Създайте богата на функции мащабируема информационно бюрое стратегическата посока на еволюцията на ОС. Такава услуга е необходима, за да направи интернет предвидим и управлявана система, например, за да се осигури необходимото качество на услугата за потребителски трафик, да се поддържат големи разпределени приложения и да се изгради ефективна пощенска система.
На настоящия етап от развитието на операционните системи на преден планизлязоха средства за сигурност. Това се дължи на повишената стойност на информацията, обработвана от компютрите, както и на повишеното ниво на заплахи, които съществуват при прехвърляне на данни през мрежи, особено обществени, като Интернет. Много операционни системи днес имат усъвършенствани инструменти за информационна сигурност, базирани на криптиране на данни, удостоверяване и оторизация.
Съвременните операционни системи по своята същност са мултиплатформени, тоест способността да се работи на напълно различни видове компютри. Много операционни системи са специално преработени, за да поддържат клъстерни архитектури за висока производителност и толерантност към грешки.
През последните години дългосрочната тенденция за подобряване на удобството на човек с компютър се доразвива. Ефективността на работата на човек става основният фактор, определящ ефективността на една изчислителна система като цяло.
Удобството на интерактивната работа с компютър непрекъснато се подобрява чрез включването на усъвършенствани графични интерфейси в операционната система, които използват звук и видео заедно с графики. Потребителският интерфейс на операционната система става все по-интелигентен, насочвайки човешките действия в типични ситуации и вземайки рутинни решения вместо него.
2. Задача на MathCAD №1 "Построяване на двумерни графики в MathCAD"
2.1 Декларация на заданието
Постройте две графики. Отпечатайте таблица със стойности на функцията, посочена в параметричната форма.
маса 1
Първоначални данни
2.2 Резултат - получената графика
Фигура 1 - Задача 1
3. Задача на MathCAD № 2 "Решение на SLAE"
3.1 Декларация на заданието
Намерете решението на SLAE:
1. използване на обратната матрица;
2. използване на вградената функция lsolve;
3. с помощта на изчислителната единица Given-Find.
3.2 Резултат - Изпълнено решение
Фигура 2 - Задача 2
4. Задача по MathCAD № 3 "Решаване на системи на нелинейни уравнения"
4.1 Декларация на заданието
Решаване на система от нелинейни уравнения.
Изграждане на графики на функции, които определят уравненията на системата.
Графично проверете правилността на решението.
операционна система мрежова mathcad
4.2 Резултат - Изпълнено решение
Фигура 3 - Задача 3
5. Задача по MathCAD No 4 "Решаване на нелинейни уравнения"
5.1 Декларация на заданието
Намерете решение на нелинейно уравнение:
1.с вградена root функция;
2. използване на вградената функция polyroots;
5.2 Резултат - Изпълнено решение
Фигура 4 - Задача 4
Подобни документи
Характеристики на настоящия етап на развитие на операционните системи. Предназначение на операционните системи, техните основни видове. Операционни системи на мини-компютри. Принципът на работа на матричен принтер, дизайн и възпроизвеждане на произволни знаци за тях.
курсова работа, добавена на 23.06.2011
Основни понятия за операционните системи. Видове съвременни операционни системи. Историята на развитието на операционните системи от семейството на Windows. Характеристики на операционните системи Windows. Нова функционалност на операционната система Windows 7.
курсова работа, добавена на 18.02.2012
Еволюция и класификация на ОС. Мрежови операционни системи. Управление на паметта. Съвременни концепции и технологии за проектиране на операционни системи. Семейство UNIX операционни системи. Мрежови продукти от Novell. Мрежови операционни системи на Microsoft.
творческа работа, добавена на 11/07/2007
Описание на същността, предназначението, функциите на операционните системи. Отличителни черти на тяхната еволюция. Характеристики на алгоритмите за управление на ресурсите. Съвременни концепции и технологии за проектиране на операционни системи, изисквания към ОС на XXI век.
курсова работа, добавена на 01/08/2011
Историята на развитието и усъвършенстването на операционните системи на Microsoft, техните характеристики и отличителни черти от системите на други марки, предимства и недостатъци. Състояние на техникатаи възможностите и перспективите на операционните системи на Microsoft.
резюме, добавен на 22.11.2009
Предназначение и основни функции на операционните системи. Зареждане на програмите за изпълнение в оперативната памет. Обслужване на всички I/O операции. Еволюция, класификация на операционните системи. Формиране на ТРЗ, сортиране по отдели.
курсова работа, добавена на 17.03.2009
Предназначение, класификация, състав и предназначение на компонентите на операционната система. Разработване на комплексни информационни системи, софтуерни комплекси и индивидуални приложения. Характеристики на операционните системи Windows, Linux, Android, Solaris, Symbian OS и Mac OS.
курсова работа, добавена на 19.11.2014
Концепцията и основните функции на операционните системи, тяхната типична структура и принцип на действие. Кратка история на формирането и развитието на операционните системи Windows, техните разновидности и общи характеристики, основните изисквания към хардуера.
презентация добавена на 07/12/2011
Основни понятия за операционните системи. Синхронизация и критични области. Сигнали и взаимодействия между процесите. Управление на паметта. Драйвери на устройства. Характеристики на съвременните операционни системи. Централен процесор, часовник и таймер чипове.
урокът е добавен на 24.01.2014 г
Понятието за операционни системи, тяхната класификация и разновидности, отличителни черти и основни свойства. Съдържанието на операционните системи, реда на взаимодействие и предназначението на техните компоненти. организация дисково пространство... Описание на съвременните операционни системи.
ВСЕРУСКИ КРЕСПОНДЕНТЕН ФИНАНСОВО-ИКОНОМИЧЕСКИ ИНСТИТУТ
КАТЕДРА АВТОМАТИЗИРАНА ОБРАБОТКА НА ИКОНОМИЧЕСКА ИНФОРМАТИКА
КУРСОВА РАБОТА
по дисциплина « Информатика »
"Цел, развитие и класификация на операционните системи"
Изпълнител:
Смертин Николай Олегович
Специалност Управление на организацията
Група 2 (TNF)
Тетрадка № 10ММД46177 Ръководител:
Хохлова Олга Александровна
Архангелск - 2011г
Въведение ……………………………………………………………………………………………… 3
1. Предназначение, развитие и класификация на операционните системи …………… 4
Въведение ………………………………………………………………………………… 4
1.1. Предназначение на операционните системи ……………………………………………… .. 5
1.2. Класификация на операционната система …………………………………………… 11
1.3. Развитие на операционните системи ………………………………………. 13
Заключение …………………………………………………………………… 15
2. Практическа част ………………………………………………………… ... 16
2.1. Обща характеристика на задачата ………………………………………… .. 16
2.2. Описание на алгоритъма за решение ………………………………………… .. 18
Литература …………………………………………………………………………………… 21
Приложения …………………………………………………………………………………. 22
Въведение
Избор на тема тестова работа„Цел, еволюция и класификация на операционните системи“ се дължи на факта, че операционните системи са един от най-важните компоненти на съвременните компютри, а при липса на този компонент, персоналният компютър, какъвто го познаваме днес, се превръща в обикновена пишеща машина. Благодарение на най-новите операционни системи работата на персонален компютър става лесна и достъпна за всеки.
В хода на контролната работа ще бъдат разкрити въпросите за предназначението на операционните системи, като комплекс от взаимосвързани системни програми; дефинира основните изисквания към операционните системи; подчертава онези функции, които са присъщи на всички операционни системи; извършва се основната класификация и се разкрива въпросът за историята на създаването на системите.
В практическата част на контролната работа на базата на изходните данни ще се формира ведомостта на организацията. В хода на практическата част ще се използва процесорът за електронни таблици MS Excel, wizard централни таблиции диаграми, са проучени възможностите на функцията LOOKUP ().
Работата беше извършена на компютър Intel Pentium IV - 2.4 GHz / 1024 MbRAM / 80 GbHDD / RW / DVD 52x32x52x / FDD 1.44
За извършване на работата са използвани следните програми:
1. Операционна система - Microsoft Windows XP Professional
2. Текстов редактор"MSWord - 2007"
3. Таблицен процесор "MSExcel - 2007"
1. Предназначение, развитие и класификация на операционните
системи.
Планирайте
Въведение
1.1. Предназначение на операционните системи
1.2. Класификация на операционната система
1.3. Еволюция на операционните системи
Заключение
Въведение
Първите компютри нямаха операционна система и изглеждаха като игрови конзоли: когато компютърът беше свързан към мрежата, процесорът имаше достъп до ROM, в който програмата беше написана, за да поддържа прост език за програмиране. Чрез свързване на касетофона към компютъра беше възможно да изтеглите външна програма. Заредената програма изключи ROM и след това компютърът работи под контрола на заредената програма.
Сериозна нужда от операционни системи възникна, когато флопи устройствата започнаха да се свързват към персонални компютри. Дисковото устройство се различава от касетофона по това, че е устройство за свободен достъп, а касетофонът е устройство за последователен достъп. Всяка програма може да се зареди от магнитния диск. Следователно командите за изтегляне станаха много сложни. Беше необходимо да се посочи номерът на коловоза и номерът на сектора, в който се намира артикулът, който ще се зареди. Изходът беше намерен. Написана е програма, която превежда имената на програми и файлове в номера на песни и сектори. Човек може да изтегли това, което му е необходимо, като използва само имената. Тази програма стана дисковата операционна система.
В бъдеще операционните системи се развиват паралелно с хардуера и започват да представляват набор от програми, които изпълняват две функции: предоставяне на потребителя на удобството на виртуална машина и повишаване на ефективността при използване на компютър, като същевременно ефективно управлява неговите ресурси. Различните модели компютри използват операционни системи с различни архитектури и възможности. Работата им изисква различни ресурси. Те предоставят различна степен на обслужване за програмиране и работа с готови програми.
1.1 Предназначение на операционните системи
Операционна системае комплекс от взаимосвързани системни програми, чиято цел е да организират взаимодействието на потребителя с компютър, да управляват ресурсите на изчислителна система, за да ги използват най-ефективно. Операционната система действа като връзка между хардуера на компютъра, от една страна, и изпълнимите програми, както и потребителя, от друга страна. Операционната система може да се нарече софтуерно продължение на устройството за управление на компютъра. Операционната система крие от потребителския комплекс ненужни детайли за хардуерен контрол, образувайки слой между тях, в резултат на което хората се освобождават от много трудоемката работа по организиране на взаимодействие с компютърния хардуер.
Основното изискване за една операционна система е трудната задача за организиране на ефективно споделяне на ресурси от няколко процеса, като тази сложност се генерира главно от произволния характер на заявките за потребление на ресурси. В многопрограмна система опашки от приложения се формират от едновременно изпълнявани програми към споделени компютърни ресурси: процесор, страница с памет, до принтер, до диск. Операционната система организира обслужването на тези опашки от различни алгоритми: На принципа първи дошъл, първи обслужен, въз основа на приоритети, двупосочно пътуване и т.н.
Съвременната ОС обикновено трябва да поддържа мултипрограмиране, виртуална памет, многопрозоречен графичен потребителски интерфейс и много други необходими функции и услуги. В допълнение към тези изисквания за функционална пълнота, операционните системи също са обект на също толкова важни оперативни изисквания:
· Разширяемост. Докато хардуерът на компютъра става остарял за няколко години, полезният живот на операционната система може да се измери в десетилетия. Следователно операционните системи винаги се променят еволюционно с течение на времето и тези промени са по-значими от промените в хардуера. Промените в ОС обикновено се състоят в придобиването на нови свойства от нея, например поддръжка на нови видове външни устройства или нови мрежови технологии. Ако кодът на ОС е написан по такъв начин, че да могат да се правят допълнения и промени, без да се нарушава целостта на системата, тогава такава ОС се нарича разширяема. Разширяемостта се постига благодарение на модулната структура на ОС, в която програмите се изграждат от набор от отделни модули, взаимодействащи само чрез функционален интерфейс;
· Преносимост. В идеалния случай кодът на ОС трябва да бъде лесно преносим от един тип процесор към друг тип процесор и от хардуерната платформа (която се различава не само по типа процесор, но и по начина на организиране на целия компютърен хардуер) от един тип към хардуерната платформа от друг тип. Преносимите операционни системи имат няколко опции за внедряване за различни платформи, тази функция на ОС се нарича още многоплатформена;
· Съвместимост. Има няколко „дълголетни“ популярни операционни системи, за които са разработени широк спектър от приложения. Някои от тях са много популярни. Следователно, за потребител, който преминава от една ОС към друга по една или друга причина, възможността за стартиране на познато приложение в нова операционна система е много привлекателна. Ако една ОС има средствата да изпълнява приложни програми, написани за други операционни системи, тогава се казва, че е съвместима с тези ОС. Правете разлика между двоична съвместимост и съвместимост изходни текстове... Съвместимостта включва също поддръжка за потребителски интерфейси на други операционни системи;
· Надеждност и устойчивост. Системата трябва да бъде защитена както от вътрешни, така и от външни грешки, повреди и повреди. Неговите действия винаги трябва да бъдат предвидими и приложенията не трябва да могат да навредят на операционната система. Надеждността и отказоустойчивостта на операционната система се определя преди всичко от архитектурните решения, които са в основата й, както и от качеството на нейното изпълнение (отстраняване на грешки в кода). Освен това е важно дали ОС включва софтуерна поддръжка за хардуерна отказоустойчивост, като дискови масиви или захранвания. непрекъсваемо захранване;
· Сигурност. Съвременната ОС трябва да защитава данните и другите ресурси на изчислителната система от неоторизиран достъп. За да може ОС да притежава свойството за сигурност, тя трябва поне да включва средства за определяне на законността на потребителите, предоставяне на законните потребители с диференцирани права за достъп до ресурси, както и да има фиксиране на всички събития, „подозрителни“ за сигурността на системата. Свойството сигурност е особено важно за мрежовите операционни системи. В такива операционни системи задачата за защита на данните, предавани по мрежата, се добавя към задачата за контрол на достъпа;
· Производителност. Операционната система трябва да има толкова много добро представянеи време за реакция, доколкото позволява хардуерната платформа. Производителността на ОС се влияе от много фактори, сред които основните са архитектурата на ОС, разнообразието от функции, качеството на програмирането на кода, възможността за изпълнение на ОС на високопроизводителна (мултипроцесорна) платформа;
Като се има предвид еволюцията на операционните системи, ще разгледаме преди всичко историята на развитието изчислителни системизащото хардуерът и софтуерът са еволюирали заедно, като си влияят един на друг.
Появата на нови технически възможностидоведе до пробив в създаването на удобни, ефективни и безопасни програми, а свежите идеи в областта на софтуера стимулираха търсенето на нови технически решения... Това са тези критерии - удобство, ефективност и безопасност- играе ролята на фактори на естествения подбор в еволюцията на изчислителните системи.
Има четири периода на развитие на изчислителните технологии и операционните системи, ще ги разгледаме по-подробно.
1. Първият период (1945-1955 г.)
Лампи машини. Няма операционни системи
Ще започнем изучаването на развитието на компютърните системи с появата на електронните изчислителни системи (пропускайки историята на механичните и електрическите механични устройства). Първите стъпки в развитието на електронните компютри са направени в края на Втората световна война. В средата на 40-те години са създадени първият тръбни изчислителни устройства и се появи принципът на програма, съхранявана в паметта на машина (Джон фон Нойман, юни 1945 г.).
По това време една и съща група хора участваха и в проектирането, и в експлоатацията, и в програмирането на компютъра. Това беше по-скоро научноизследователска работа в областта на изчисленията, а не редовното използване на компютри като инструмент за решаване на всякакви практически проблеми от други приложни области. Програмирането се извършваше изключително на машинен език. относно операционна системанямаше въпрос, всички задачи по организиране на изчислителния процес бяха решени ръчновсеки програмист от контролния панел. Само един потребител може да бъде на конзолата.
Програмата е заредена в паметта на машината в най-добрият случайот тесте перфокарти и обикновено с помощта на панел с превключватели. Изчислителната система изпълняваше само една операция в даден момент (вход-изход или действителни изчисления). Отстраняването на грешки на програмите беше извършено от контролния панел чрез изследване на състоянието на паметта и регистрите на машината.
В края на този период се появява първият системен софтуер: през 1951-1952г. прототипите на първите компилатори с символични езици (Fortranи други), а през 1954 г. Нат Рочестър разработва асемблер за IBM-701.
Значителна част от времето беше отделено за подготовка на стартирането на програмата, а самите програми се изпълняваха строго последователно. Този режим на работа се нарича последователна обработкаданни .
Като цяло първият период се характеризира с изключително висока цена на изчислителните системи, техния малък брой и ниска ефективност на използване.
2. Втори период (1955 - началото на 60-те)
Транзисторни компютри. Пакетни операционни системи
От средата на 50-те години започва следващият период в еволюцията на изчислителната техника, свързан с появата на нова техническа база - полупроводникови елементи. Приложение транзистори вместо често изгаряните вакуумни тръби доведе до повишена надеждност на компютрите. Машините вече могат да работят непрекъснато достатъчно дълго, за да им бъде възложена задачата да изпълняват задачи от практическо значение. Намалява се консумацията на електроенергия от компютрите и се подобряват охладителните системи. Компютрите са се свили по размер. Разходите за експлоатация и поддръжка на изчислителното оборудване са намалели. Започва използването на компютри от търговски фирми.
В същото време се наблюдава бързо развитие на алгоритмичните езици ( LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1и др.). Се появипърво истински компилатори, линкери, библиотеки на математически и полезни подпрограми... Процесът на програмиране е опростен. Няма нужда да натоварвате едни и същи хора с целия процес на разработване и използване на компютрите. Именно през този период разделяне на персонала на програмисти и оператори, оперативни специалисти и компютърни разработчици.
Голяма електронна изчислителна машина БЕСМ-6
Самият процес на стартиране на програми се променя. Сега потребителят носи програмата с входните данни под формата на тесте перфокарти и посочва необходимите ресурси. Тази колода получава името задачи... Операторът зарежда задачата в паметта на машината и я стартира за изпълнение. Полученият резултат се отпечатва на принтера и потребителят го получава обратно след (доста дълго) време.
Промяната на исканите ресурси води до спиране на изпълнението на програми процесорчесто празен. За да се подобри ефективността на използването на компютър, работни места с подобни ресурси започват да се събират заедно, създавайки партида от работни места.
Появяват се първите системи за партидна обработка които просто автоматизират стартирането на една програма от пакет след друг и по този начин увеличават коефициента на натоварване процесор.
При изпълнение системи за партидна обработкабеше разработен формализиран език за управление на работата, с помощта на който програмистът казва на системата и оператора каква работа иска да върши на компютъра.
Системи за партидна обработкастана прототип на модерното операционна система, те бяха първите системни програми, предназначени да контролират изчислителния процес
3. Трети период (началото на 60-те - 1980 г.)
Компютри с интегрална схема. Първите многозадачни операционни системи
Следващият важен период в развитието на компютрите датира от началото на 60-те - 1980 г. По това време в техническата база се наблюдава преход от отделни полупроводникови елементи от типа транзисториДа се интегрални схеми. Компютърните технологии стават все по-надеждни и по-евтини. Сложността и броят на задачите, които се решават от компютрите, нараства. Повишена производителност процесори.
Ниската скорост на механичните входно-изходни устройства (бърз четец на перфокарти може да се справи с 1200 перфокарти в минута, принтери отпечатват до 600 реда в минута) пречи на повишаването на ефективността при използване на процесорното време. Вместо директно да четат партида задачи от перфокарти в паметта, те започват да използват нейния предварителен запис, първо на магнитна лента, а след това на диск. Когато се изискват данни по време на изпълнение на задание, те се четат от диск. По същия начин изходът първо се копира в системен буфери се записва на лента или диск и се отпечатва само след приключване на заданието.
Първоначално действителните I/O операции се извършваха офлайн, тоест с помощта на други, по-прости, самостоятелни компютри. Впоследствие те започват да се изпълняват на същия компютър, който извършва изчисленията, тоест в он-лайн режим. Тази техника се нарича навиване(съкратено от Едновременна периферна работа онлайн ) или суап-размяна на данни. Въвеждането на техниката изпомпване-помпане в партидни системиразрешено да се комбинират реални I/O операции на едно задание с изпълнение на друго задание, но изисква развитие апарат прекъсва за уведомяване процесорза края на тези операции.
Магнитните ленти са устройства за последователен достъп, тоест информацията се чете от тях в реда, в който е записана. Появата на магнитен диск, за който редът на четене на информацията не е важен, т.е устройства за директен достъп, Доведе до по-нататъчно развитиеизчислителни системи. При обработка на партида задания върху магнитна лента, редът, в който са стартирани заданията, се определя от реда, в който са били въведени. Когато обработвате пакет от задачи на магнитен диск, възможността за избор на следващата задача, която да бъде изпълнена. Пакетни системизапочнете да планирате задачи: в зависимост от наличността на исканите ресурси, спешността на изчисленията и т.н. тази или онази задача е избрана към акаунта.
Допълнително подобряване на ефективността на използване процесорбеше постигнато чрез мултипрограмиране . Идеята зад мултипрограмирането е следната: докато една програма извършва I/O операция, процесорне работи на празен ход, както се случи в режим на една програма, а изпълнява друга програма. Когато I/O операцията приключи, процесорсе връща към изпълнението на първата програма.
Тази идея наподобява поведението на учителя и учениците на изпит. Докато един ученик (програма) обмисля отговора на въпроса (I/O операция), учителят ( процесор) слуша отговора на друг ученик (изчисления). Естествено, тази ситуация изисква няколко ученика в стаята. По същия начин, мултипрограмирането изисква няколко програми в паметта едновременно. В този случай всяка програма се зарежда в собствена част от RAM паметта, наречена секция, и не трябва да влияе върху изпълнението на друга програма. (Учениците седят на отделни маси и не се подсказват един на друг.)
Появата на мултипрограмирането изисква истинска революция в дизайна на изчислителната система. Специална роляиграе тук хардуерна поддръжка(много хардуерни иновации се появиха на предишния етап на еволюция), най-значимите характеристики на които са изброени по-долу.
- Внедряване на защитни механизми
.
Програмите не трябва да имат автономен достъп до разпределението на ресурсите, което води до появата на привилегировани и непривилегировани екипи. Привилегированите команди, като I/O команди, могат да се изпълняват само операционна система... Твърди се, че работи в привилегирован режим. Прехвърляне на контрола от приложната програма към операционна системапридружено от контролирана смяна на режима. В допълнение, това е защита на паметта за изолиране на конкурентни потребителски програми една от друга и операционна система- от потребителски програми. - Наличност прекъсва
.
Външен прекъсвания уведомете операционна системаче е настъпило асинхронно събитие, като например завършена I/O операция.
Вътрешен прекъсвания (сега е обичайно да ги наричаме изключителни ситуации) възникват, когато изпълнението на програмата е довело до ситуация, изискваща намеса операционна системакато деление на нула или опит за нарушение на сигурността. - Развитие на паралелизма в архитектурата
.
Директният достъп до паметта и организацията на входно-изходни канали позволяват освобождаването на централата процесорот рутинни операции.
Също толкова важно при организирането на мултипрограмиране роля операционна система ... Тя отговаря за следните операции.
- Организация на интерфейсамежду приложението и операционна системас помощ системни повиквания.
- Подреждане на задачи в паметтаи подчертаване процесоредна от задачите изисква планиране използване процесор.
- Превключване от една задача към другаизисква запазване на съдържанието на регистрите и структурите от данни, необходими за изпълнение на задачата, с други думи, контекста, за да се гарантира правилното продължаване на изчисленията.
- Тъй като паметта е ограничен ресурс, са необходими стратегии управление на паметта, тоест е необходимо да се рационализират процесите на поставяне, подмяна и извличане на информация от паметта.
- Организация на съхранението на информацияна външни носители под формата на файлове и осигуряване на достъп до конкретен файл само на определени категории потребители.
- Тъй като може да се наложи програмите да извършват разрешен обмен на данни, те трябва да бъдат осигуряват средства за комуникация.
- За коректен обмен на данни е необходимо разрешително конфликтни ситуации възникващи при работа с различни ресурси и осигуряват координация на програмите на техните действия, т.е. осигурете на системата средства за синхронизация.
Системите за мултипрограмиране предоставиха възможност за повече ефективно използванесистемни ресурси (напр. процесор, памет, периферни устройства), но те останаха за дълго време партида... Потребителят не можеше да взаимодейства директно със задачата и трябваше да предостави с помощта на контролни карти всички възможни ситуации... Програмите за отстраняване на грешки все още отнемаха време и изискваха проверка на многостранични разпечатки на памет и регистри или използване на печат за отстраняване на грешки.
Възникването катодни лъчи дисплеии преосмислянето на използваемостта на клавиатурите поставиха решението на този проблем в ред.
Логично разширение на стоманени мултипрограмни системи споделяне на времесистеми, или системи за споделяне на време . В тях процесорпревключва между задачите не само по време на I/O операции, но просто след определен период от време. Тези превключвания се случват толкова често, че потребителите могат да взаимодействат с програмите си, докато те се изпълняват, тоест интерактивно. В резултат на това става възможно няколко потребители да работят едновременно на една компютърна система. Всеки потребител трябва да има поне една програма в паметта за това.
За да се намалят ограниченията за броя на работещите потребители, беше въведена идеята непълно намиране на изпълнимата програма в RAM... Основната част от програмата се намира на диск, а фрагментът, който трябва да се изпълни в момента, може да бъде зареден в RAM, а ненужният може да бъде изтеглен обратно на диска. Това се реализира с механизъм за виртуална памет ... Основното предимство на такъв механизъм е създаването на илюзията за неограничена компютърна памет с произволен достъп.
V системи за споделяне на времепотребителят е успял ефективно да отстрани грешки в програмата в интерактивен режим и да запише информация на диск, без да използва перфокарти, а директно от клавиатурата. Появата на онлайн файлове доведе до необходимостта от разработване на усъвършенствани файлови системи.
Успоредно с вътрешната еволюция на изчислителните системи се извършва и външната им еволюция. Преди началото на този период изчислителни комплексипо правило са несъвместими. Всеки си имаше своите операционна система, собствена командна система и т.н. В резултат на това една програма, която се изпълнява успешно на един тип машина, трябваше да бъде напълно пренаписана и отстранена отново, за да се изпълнява на друг тип машина. В началото на третия период идеята за създаване семейства софтуерно съвместими машиниработи същото операционна система.
Първото семейство софтуерно съвместими компютри, изградени върху интегрални схеми, се превърна в серия от машини IBM / 360... Разработено в началото на 60-те години, това семейство значително превъзхожда машините от второ поколение по отношение на цена/производителност. Това беше последвано от линия от PDP компютри, несъвместими с линията на IBM, а PDP-11 стана най-добрият модел в нея.
Силата на едно семейство беше и неговата слабост. Широки възможноститази концепция (наличието на всички модели: от мини-компютри до гигантски машини; изобилие от различни периферни устройства; различни среди; различни потребители) доведе до сложна и тромава операционна система... Милиони редове на Assembler, написани от хиляди програмисти, съдържаха много грешки, което предизвика непрекъснат поток от публикации за тях и опити за тяхното коригиране.
Само в операционна система OS / 360 съдържа над 1000 известни грешки. Все още идеята за стандартизация операционна системабеше широко въведен в съзнанието на потребителите и впоследствие беше активно разработен.
4. Четвърти период (от 1980 г. до днес)
Персонални компютри. Класически, мрежови и разпределени системи
Следващият период в еволюцията на изчислителните системи е свързан с появата голям интегрални схеми(BIS) ... През тези години се наблюдава рязко повишаване на степента на интеграция и намаляване на цената на микросхемите. Компютърът, който не се различава по архитектура от PDP-11, стана достъпен за физическо лице, а не за отдел на предприятие или университет, по отношение на цена и лекота на използване. Настъпи ерата на персоналните компютри.
Първоначално персоналните компютри бяха предназначени за използване от един потребител в режим на една програма, което доведе до влошаване на архитектурата на тези компютри и тяхната операционна система(по-специално, изчезна необходимостта от защита на файлове и памет, задачи за планиране и т.н.).
Компютрите започнаха да се използват не само от специалисти, което изискваше разработването на "приятелски" софтуер.
Въпреки това, нарастващата сложност и разнообразие от задачи, решавани на персонални компютри, необходимостта от подобряване на надеждността на тяхната работа доведоха до възраждането на почти всички характеристики, характерни за архитектурата на големите изчислителни системи.
В средата на 80-те години започнаха бързо да се развиват мрежи от компютри, включително персонални, работещи мрежаили разпределени операционни системи.
V мрежови операционни системи потребителите имат достъп до ресурсите на друг мрежов компютър, само те трябва да осъзнават присъствието си и да могат да го правят. Всяка машина в мрежата работи със собствен локален операционна системаразличен от операционна система самостоятелен компютърналичие на допълнителни инструменти (софтуерна поддръжка за устройства с мрежов интерфейс и достъп до отдалечени ресурси), но тези допълнения не променят структурата операционна система.
Разпределена система напротив, изглежда като обикновена автономна система. Потребителят не знае и не трябва да знае къде се съхраняват неговите файлове - на локална или отдалечена машина - и къде се изпълняват неговите програми. Той може изобщо да не знае дали компютърът му е свързан към мрежата. Вътрешна структура разпределена операционна системаима значителни разлики от автономните системи.
Допълнително автономно операционна системаще наречем класически операционна система.
След като разгледахме етапите на развитие на изчислителните системи, можем да различим шест основни функции който изпълни класиката операционна системав процеса на еволюция:
- Планиране на задачи и използване процесор.
- Осигуряване на програми със средства за комуникация и синхронизация.
- Управление на паметта.
- Управление на файловата система.
- I/O контрол.
- Сигурност
Всяка от горните функции обикновено се изпълнява като подсистема, която е структурен компонент операционна система... Във всяка операционна систематези функции, разбира се, бяха реализирани по свой начин, в различни количества. Първоначално те не са били замислени като съставни части. операционна система, но се появи в процес на разработка, тъй като изчислителните системи станаха по-удобни, ефективни и сигурни.
Еволюцията на човешките изчислителни системи върви по този път, но все още никой не е доказал, че това е единственият възможен начин за тяхното развитие. операционна системасъществуват, защото в момента тяхното съществуване е разумен начин за използване на изчислителни системи. Разглеждането на общите принципи и алгоритми за изпълнение на техните функции е съдържанието на по-голямата част от нашия курс, в който изброените подсистеми ще бъдат последователно описани.
При обобщаване на темата „Еволюция на операционните системи“ е предложена кратка таблица, в която са посочени основните етапи в развитието на изчислителната техника и операционните системи.
| месечен цикъл | Разработване на ОС |
| до 1955г | През 19-ти век Чарлз Бабидж предлага идеята за компютър. Но технологиите от онова време не можеха да осигурят производството на прецизните механични части, необходими за тази машина. И неговият "аналитичен двигател" така и не работеше. В средата на 40-те години. XX век се появиха тръбни изчислителни устройства. Това беше по-скоро научноизследователска работа в областта на изчисленията, а не използването на компютри като инструмент за решаване на някакви практически проблеми. Програмирането на такива компютри се извършва изключително на машинен език и всички задачи по организиране на изчислителния процес се решават ръчно от всеки програмист от контролния панел. Нямаше системен софтуер, освен библиотеки с математически и помощни програми. |
| 1955 - 1965 г | Появата на нова техническа база - полупроводникови елементи. Компютрите от второ поколение станаха по-надеждни, сега те бяха в състояние да работят непрекъснато достатъчно дълго, за да им бъде поверено изпълнение на задачи, които са наистина важни на практика. През тези години първата алгоритмични езици, и първите системни програми - компилатори.
Цената на процесорното време се е увеличила, което изисква по-малко разходи между стартиранията на програмите. Първият системи за партидна обработка, което просто автоматизира стартирането на една програма след друга и по този начин увеличава коефициента на натоварване на процесора. Системите за пакетна обработка бяха прототипът на съвременните операционни системи, те бяха първите системни програми, предназначени да контролират изчислителния процес. |
| 1965 - началото на 70-те години | В техническата база е осъществен преход от отделни полупроводникови елементи като транзистори към интегрални схеми. Този период се характеризира и със създаването на семейства от софтуерно съвместими машини. Първото семейство софтуерно съвместими машини, базирани на интегрални схеми, е IBM / 360 серията машини. Необходима е софтуерна съвместимост и съвместимост на работа системи.Такива операционни системи трябваше да работят на големи и малки изчислителни системи с различни периферни устройства и да поддържат приложението на изчислителната система в търговската област и в областта на научните изследвания. Операционните системи, които отговаряха на всички изисквания, бяха тромави, сложни и пълни с грешки, причинявайки безкраен поток от корекции. Пример за такава ОС е OS / 360 (IBM). През този период бяха внедрени почти всички основни механизми, присъщи на съвременната ОС: мултипрограмиране, многопроцесорна обработка, поддръжка на многотерминален многопотребителски режим, виртуална памет, контрол на достъпа, работа в мрежа. МултипрограмиранеТова е метод за организиране на изчислителен процес, при който няколко програми се изпълняват последователно на един процесор. Мултипрограмирането беше внедрено в системи за партидна обработкаи в системи за споделяне на време. За да позволите на голям брой потребители да работят с компютър, многотерминални системикогато всеки потребител работи на своя терминал. Многотерминалният режим се използва както в системите за споделяне на време, така и в системите за пакетна обработка. В същото време както потребителите, така и операторът могат да формират своите задачи и да контролират изпълнението им от своя терминал. В режима на мултипрограмиране всяка програма се зарежда в собствена част от RAM паметта, наречена раздел. Друга иновация в машините от трето поколение е навиване(споулинг) - начин за организиране на изчислителния процес, в съответствие с който задачите се четат от перфокарти на диск със скоростта, с която се появяват в изчислителния център, а след това, когато следващата задача е завършена, нова задача от дискът беше зареден в освободения дял. По това време операционната система стана неразделна част от компютрите, поемайки повечето от действията за организиране на изчислителния процес. |
| 70-те - 1980-те години | В началото на 70-те години. се появяват първите прототипи мрежови операционни системи, което, за разлика от многотерминалните операционни системи, позволява не само да се разпръснат потребители, но и да се организира разпределено съхранение и обработка на данни между няколко компютъра, свързани чрез електрически връзки. Към средата на 70-те години. миникомпютрите станаха широко разпространени: Nova, PDP-11, HP. Архитектурата им е станала много по-опростена, което опростява и операционните системи. ОС на миникомпютрите започна да се прави специализирана, например, само за управление в реално време (RT11 за PDP-11) или само за поддържане на режима на споделяне на времето. Тези операционни системи не бяха многопотребителски. |
| 1980 - 90-те години | Този период в еволюцията на операционните системи е свързан с появата на големи интегрални схеми (LSI). През тези години се наблюдава рязко повишаване на степента на интеграция и намаляване на цената на микросхемите. Компютърът стана достъпен за индивида и дойде ерата персонални компютри.Функционално те не се различаваха по нищо от миникомпютрите от типа PDP-11, но цената им беше значително по-ниска. Това направи възможно почти всеки човек да има собствен компютър, а не отдел или институт. Компютрите започнаха да се използват от неспециалисти, което изискваше „приятелство“ от софтуера. Пазарът на операционни системи през тези години беше доминиран от две системи: MS-DOS и Unix. Еднопрограмната, еднопотребителска операционна система MS-DOS беше широко използвана за компютри, базирани на микропроцесорите Intel 8088, а след това 80286, 80386 и 80486. Многопрограмната многопотребителска операционна система Unix се използваше главно на не - Компютри на Intel, особено тези, базирани на високопроизводителни RISC процесори. През десетилетието тази ОС се подобрява, в резултат на което започват да се появяват нови нейни разновидности: SunOS, HP-UX, Irix, AIX. Значителното разпространение на персоналните компютри послужи като катализатор за бързия растеж на локалните мрежи . Друго важно развитие на това десетилетие беше появата на стека от протоколи TCP/IP, появата на Интернет, стандартизирането на технологиите за локална мрежа и по-интензивното развитие на мрежовите операционни системи (OS-Net от Nowell, OS/2 от Microsoft и IBM). |
| Настоящият етап от развитието на ОС | През 90-те години почти всички операционни системи стават мрежови, способни да работят с разнородни клиенти и сървъри и поддържат средствата за работа с Интернет. Има специализирани мрежови операционни системи, предназначени изключително за изпълнение на комуникационни задачи, напр. IOS системаот Cisco Systems, работещи в рутери. Специално място е отделено на корпоративните ОС, на тях е отредена основната роля в развитието на ОС в близко бъдеще. Такава ОС трябва да работи стабилно в големи мрежи от големи предприятия. Корпоративните системи се характеризират с висока степен на мащабируемост, поддръжка за работа в мрежа, усъвършенствани инструменти за сигурност и способност за работа в хетерогенна среда. Понастоящем корпоративните операционни системи включват Windows 2000, Windows NT и различни Unix системи. |
Развитието на операционните системи се състои от следните етапи:
- Последователно изпълнение на задачите
- Проста партидна обработка
- Мултипрограмиране в пакетни системи
- Споделяне на време
- Съвременна ОС
Първата фаза на развитие на ОС
Компютърното време е по-ценно от човешкото
- Един потребител в даден момент работи директно с конзолата
- Първата "ОС" - споделени I/O библиотеки
- Един прост пакетен монитор е да отдалечи потребителя от компютъра. OS - програма за зареждане и изпълнение на потребителски задачи и запазване на резултатите
- Канали за данни, прекъсвания, едновременен вход/изход и изчисление
- Защитата на паметта позволява многозадачност: множество потребители използват една и съща система
- ОС трябва да управлява взаимодействието, паралелността
- До средата на 60-те ОС стават големи и сложни
- Областта на ОС се превръща във важна дисциплина със свои собствени принципи
Втората фаза на развитие на ОС
Човешкото време е по-ценно от компютърното
- Интерактивно споделяне на време: удобно файлови системи, проблеми с времето за реакция
- Персонални компютри: те са евтини, така че всеки терминал е компютър
- Мрежата позволява споделяне и комуникация между машините
- Вградени устройства: в тях се поставят компютри Мобилни телефони, стерео плейъри, телевизори и др.
- Колко сложни алгоритми за споделяне на време са необходими там.
Настояща и бъдеща ОС
Бъдещето в научното развитие на ОС
- Много малки операционни системи (за мобилни устройства)
- Много големи операционни системи (център за данни, облачни изчисления)
Характеристики на текущите операционни системи
- Огромни милиони редове изходен код, 100-1000 човеко-години развитие
- Сложни: асинхронни, хардуерно зависими, ориентирани към производителност
- Слабо разбрано
Направление на изследването
Постоянно се появяват нови посоки на изследване
- Вградени системи (iPоd плейърът на Apple поиска разработването на собствена унифицирана ОС)
- Сензорни системи (много ниска консумация на енергия, високи изисквания за памет)
- Peer-to-peer мрежи
- Безжични мрежи
- Мащабируеми системи, клъстерни системи
Старите проблеми изискват нови подходи за решаване
- Еволюцията на смартфоните повтаря еволюцията на компютъра, който повтаря еволюцията на миникомпютрите, а те от своя страна са минирамки
Здравей, Хабралюди!
Не много хора знаят и не много помнят как започва историята на компютърния софтуер - операционните системи. Именно тази тема избра студентът за работата си MAN-ov (MAN - Small Academy of Sciences). Звучи така - еволюцията на операционните системи. Веднага трябва да кажа, че повече от 90% са от Tyrnet, но те далеч не бяха изровени в първите 2 страници на търсенето в Google.
Въведение
Компютърни технологиинапоследък направихме значителен скок напред и скоро ще бъде невъзможно да си представим живота си без помощта на компютър. Но без операционна система компютърът е просто набор от чипове. Въз основа на операционната система работят всички програми, които използваме, именно операционната система ще определи преди всичко скоростта и производителността на нашата работа на компютъра.Модерен компютърсе състои от един или повече процесори, RAM, дискове, принтер, клавиатура, мишка, монитор, мрежови интерфейси и различни други входно-изходни устройства. Резултатът е доста сложна система. Ако всеки програмист, който създава приложение, трябва да разбере всички тънкости на работата на всички тези устройства, тогава той няма да напише нито един ред код. Освен това, управлението на всички тези компоненти и оптималното им използване е много трудна задача. Поради тази причина компютрите са оборудвани със специален слой софтуер, наречен операционна система, чиято задача е да управлява персонализирани програми, както и управлението на всички железни ресурси.
Първа ОС
GM-NAA беше първата операционна система за компютри. Създаден е през 1955 г. от Робърт Патрик с General Motors и Оуен Мок от North American Aviation. Базираше се на системния монитор и работеше на големи машини. Основната функция на GM-NAA е автоматично изпълнениенова програма, когато старата програма приключи.Появата на платото
През 1972 г. е разработена системата PLATO, която включва редица иновации като оранжев плазмен панел. Включва функции за памет и растерна графика. Плазмен дисплей PLATO поддържа възможността за бързо рисуване на векторни линии.Много иновации, въведени от OS PLATO, по-късно станаха основата за развитието на други компютърни системи. Например, някои технологии са заимствани и подобрени от Apple.Възходът на UNIX
Първата UNIX система е разработена през 1969 г. в подразделението Bell Labs на AT&T. Оттогава голям бройразлични UNIX системи. Някои от отличителните характеристики на UNIX системите включват:1) Използване на текстови файлове за конфигуриране и управление на системата;
2) Широко използване на помощни програми на командния ред;
3) Взаимодействие с потребителя чрез виртуално устройство - терминал;
4) Представяне на физически и виртуални устройствакато файлове.
Идеите зад UNIX оказаха огромно влияние върху развитието на компютърните операционни системи. UNIX системите сега са признати за една от най-важните в исторически план операционни системи. Тази операционна система популяризира идеята за йерархична файлова система с произволна дълбочина на влагане.
Linux
Linux е създаден през 1991 г. от Линус Торвалдс, финландски студент. Фактът, че Линус пусна изходния код на своята ОС в Интернет веднага след създаването на ОС, беше решаващ за бъдещата съдба на Linux. Въпреки че през 1991 г. Интернет все още не е бил толкова разпространен, колкото е днес, той се използва главно от хора с достатъчно техническа подготовка. И от самото начало Торвалдс получи няколко заинтересовани отговора с предложение да помогне в разработването, на което Линус се съгласи и в рамките на шест месеца стотици, а след това стотици хиляди доброволци се присъединиха към разработката. Включиха се голям брой независими разработчици в развитието на системата от самото начало.MS-DOS
MS-DOS е комерсиална операционна система от Microsoft за IBM PC съвместимперсонални компютри. MS-DOS работи в реално време на x86 процесор. В даден момент може да се изпълнява само една програма. MS-DOS е проектиран така, че потребителите да могат лесно да заменят вградения интерпретатор с интерпретатори на команден ред на трети страни, като 4DOS.Windows, къде мога да отида без него
През 1985 г. се появява първата версия на Windows, която не беше оценена от потребителите и беше игнорирана. Може би защото само допълни възможностите на DOS, всъщност графична обвивкаи добавка към пакета MS-DOS.
С течение на времето системата на Windows се подобрява все повече и повече, появяват се пълноценни графики, лишават потребителите от визията системни файлове, бариерата на многозадачността е преодоляна, което позволява стартиране на 2-3 програми.През 1992г. появата на Windows 3.1, според много потребители и професионалисти, новите функции на операционната система бяха високо оценени. С версията на Windos3.1 операционната система получи достъп до 32-битов твърд диск.
През 1998 г., на 25 юни, новата ОС Windows 98 навлезе на потребителския пазар. Предимствата пред предишните образци бяха: пълна интеграция с интернет, по-добро управление на интерфейса, нов процесор Pentium II, AGP графичен портал, USB шина.
Паралелно с предишните започна и развитието на системата Windows XP, където най-накрая беше решено да се изостави 16-битовото ядро на системата и да се премине към 32-битово, с нова архитектура и структура. Сред предимствата на новата система трябва да се отбележи следното: това е първата от системите с напълно персонализиран интерфейс, въвеждането на интелигентно меню "Старт". Също така, контролният панел на компютъра е оптимално преработен.
Появата на нова система след Widows XP Windows Vistaобмислете най-много неуспешен вариантслед всички предишни версии на ОС. Представен е като "генерална репетиция" за Windows 7. Изглежда, че добрите качества на новата система трябва да имат заинтересовани потребители. Такива иновации като вградено търсене, триизмерност на интерфейса Aero с красиви скрийнсейвъри, добра защита - нищо не помогна, всичко беше направено изключително лошо, според потребителите.
Windows 7 е отменен от Vista в малко повече от нов интерфейс. Варианти на Windows 7 пусна 5: Starter Edition, Home Basic, Home Advanced, Professional, Ultimate.
Windows 8, за разлика от своите предшественици, Windows 7 и Windows XP, използва нов интерфейс, наречен Modern (Metro). В системата има и десктоп, но вече под формата на отделно приложение.
Мобилна ОС
Сега все по-голям интерес на потребителите се привлича от смартфони на различни операционни системи: Windows Phone, Boda, IOS. Най-популярните от тях са IOS и AndroidOS.IOS
IOS е изградена мобилна операционна система Linux ядрои разработена и произведена от американската компания Apple. Първоначално беше пуснат през 2007 г. - за iPhone и iPod Touch... Сега е инсталиран на всички устройства на Apple. Иновации като мобилния браузър Safari, визуален гласова пощаВиртуалната клавиатура направи iOS една от най-популярните системи за смартфони.Android
Android е най-динамично развиващата се система, разработена за смартфони (първоначално за комуникатори (iPhone и неговият сензорен екран промениха мнението на Google)). Това е опростена версия на подобни Windows и Linux системи, използвани на стационарни компютри и лаптопи, фокусирани върху сензорния екран. Платформата Android се състои от операционна система, софтуерен интерфейс и мощни приложения.Google Chrome OS (облачна ОС)
Chrome OS се предлага на пазара като операционна система за устройства, вариращи от малки нетбуци до пълноразмерни настолни компютри и поддържа x86 и ARM процесорни архитектури.Новата Google Chrome OS е с отворен код, базирана на оптимизирано ядро на Linux и се контролира от браузъра Chrome. Основната характеристика ще бъде доминирането на уеб приложенията над редовни функцииОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА. Ключова роляв този случай се присвоява на браузъра.
Стратегията за създаване на нов продукт предполага архитектура, която е невзискателна към хардуерните ресурси на персоналния компютър, използван за достъп до Интернет.
Всички приложения, стартирани от системата, са уеб услуги. Всъщност всички действия, които се извършват на компютър, се извършват в Интернет - няма нужда да инсталирате никакви офлайн приложения. В тази връзка работата в Chrome OS не изисква компютърът да има мощни ресурси, тъй като всички процеси се стартират не на самия компютър, а на сървърите на съответните услуги.
Предсказанията на гадателката
Операционната система на потребителя се превръща в нещо като уеб браузър, инсталиран на гол метал. Модерният класически интерфейс (разработен в Xerox PARC и въведен от Apple преди близо 30 години) ще остане в миналото. Много модерни съставни частиОС просто ще бъде ненужна, други ще напуснат потребителя и ще се превърнат в API услуги за програмисти. Основната задача на ОС ще бъде да осигури възможност за стартиране на клиентската страна на облачни услуги. И предимствата, които Microsoft има в съвременния свят на ОС, ще бъдат значително намалени. Те ще трябва да измислят нови начини за свързване на потребители и програмисти към себе си в нова среда, която е по-конкурентна от сегашната.Много зависи от решенията, успехите и неуспехите на големи софтуерни компании като Microsoft, Google. За разлика от еволюцията на софтуера, която видяхме през деветдесетте и две хилядни, новата еволюция все по-малко зависи от производителите на хардуер и все повече - от производителите на софтуер за крайни потребители.
За криворукост не се карам, ако нещо - правилно, авторът не псува.
Етикети: операционни системи, история
Въведение
1. Еволюция на ОС
1.1 Първият период (1945 -1955)
1.2 Втори период (1955 - 1965)
1.3 Трети период (1965 - 1980)
1.4 Четвърти период (1980 - до момента)
2. Класификация на ОС
2.1 Характеристики на алгоритмите за управление на ресурсите
2.2 Характеристики на хардуерните платформи
2.3 Характеристики на областите на използване
2.4 Характеристики на строителните методи
3. Съвременни концепции и технологии за проектиране на операционни системи, изисквания към ОС на XXI век
Заключение
Списък на използваната литература
Въведение
Историята на всеки отрасъл на науката или технологията дава възможност не само да се задоволи естественото любопитство, но и да се разбере по-добре същността на основните постижения на тази индустрия, да се разберат съществуващите тенденции и правилно да се оценят перспективите на определени посоки на развитие. За почти половин век от своето съществуване операционните системи изминаха труден път, изпълнен с много важни събития. Огромно влияние върху развитието на операционните системи оказаха успехите в подобряването на елементната база и изчислителното оборудване, следователно много етапи от развитието на ОС са тясно свързани с появата на нови видове хардуерни платформи, като мини-компютри или персонални компютри. Операционните системи претърпяха сериозна еволюция във връзка с новата роля на компютрите в локалните и глобалните мрежи. Най-важният фактор в развитието на операционната система се превърна в Интернет. Тъй като тази Мрежа придобива характеристиките на универсална среда масови комуникации, OS стават все по-прости и лесни за използване, включват разширена поддръжка за мултимедийна информация и са оборудвани с надеждни инструменти за сигурност.
Целта на тази курсова работа е - да опише и анализира еволюцията на операционните системи.
Тази цел се постига чрез следните задачи:
Разгледайте историческия аспект на появата на операционните системи;
Маркирайте и разгледайте етапите на еволюция на операционните системи.
Трябва да се отбележи, че фактът, че не е достатъчно подчертан в литературата, което затруднява изучаването.
В хода на изследването беше направен кратък анализ на такива източници като материали от сайта http://www.microsoft.com/rus, материали от Windows NT Magazine и др.
Работата се състои от три глави увод, заключение и библиография.
1 ... Еволюция на ОС
1.1 Първи период (1945 -1955 г.)
Известно е, че компютърът е изобретен от английския математик Чарлз Бабидж в края на осемнадесети век. Неговата "аналитична машина" не можеше да работи наистина, тъй като тогавашните технологии не отговаряха на изискванията за производство на части от прецизна механика, необходими за изчисленията. Известно е също, че този компютър не е имал операционна система.
Известен напредък в създаването на цифрови компютри настъпва след Втората световна война. В средата на 40-те години са създадени първите лампови изчислителни устройства. По това време една и съща група хора участваха и в проектирането, и в експлоатацията, и в програмирането на компютъра. Това беше по-скоро научноизследователска работа в областта на изчисленията, а не използването на компютри като инструмент за решаване на някакви практически проблеми от други приложни области. Програмирането се извършваше изключително на машинен език. Не ставаше въпрос за операционни системи, всички задачи по организиране на изчислителния процес се решаваха ръчно от всеки програмист от контролния панел. Нямаше друг системен софтуер освен математически и помощни библиотеки.
1.2 Втори период (1955 - 1965 г.)
В средата на 50-те години на миналия век започва нов период в развитието на изчислителната техника, свързан с появата на нова техническа база - полупроводникови елементи. Компютрите от второ поколение станаха по-надеждни, сега те бяха в състояние да работят непрекъснато достатъчно дълго, за да им бъде поверено изпълнение на задачи, които са наистина важни на практика. Именно през този период персоналът беше разделен на програмисти и оператори, оператори и разработчици на компютри.
През тези години се появяват първите алгоритмични езици и следователно първите системни програми - компилатори. Цената на процесорното време се е увеличила, което изисква по-малко разходи между стартиранията на програмите. Появиха се първите системи за пакетна обработка, които просто автоматизираха стартирането на една програма след друга и по този начин увеличаваха коефициента на натоварване на процесора. Системите за пакетна обработка бяха прототипът на съвременните операционни системи, те бяха първите системни програми, предназначени да контролират изчислителния процес. В хода на внедряването на системите за пакетна обработка беше разработен формализиран език за управление на задачите, с помощта на който програмистът каза на системата и оператора каква работа иска да извърши на компютъра. Колекция от няколко задачи, обикновено под формата на тесте перфокарти, се нарича пакет със задачи.
1.3 Трети период (1965 - 1980 г.)
Следващият важен период в развитието на компютрите датира от 1965-1980 г. По това време в техническата база имаше преход от отделни полупроводникови елементи като транзистори към интегрирани микросхеми, което даде много по-големи възможности на новото, трето поколение компютри.
Този период се характеризира и със създаването на семейства от софтуерно съвместими машини. Първото семейство софтуерно съвместими машини, базирани на интегрални схеми, е IBM / 360 серията машини. Построено в началото на 60-те години на миналия век, това семейство значително превъзхожда машините от второ поколение по отношение на цена/производителност. Скоро идеята за софтуерно съвместими машини стана общоприета.
Софтуерната съвместимост изисква и съвместимост с операционната система. Такива операционни системи ще трябва да работят както върху големи, така и върху малки изчислителни системи, с голямо и малко разнообразие от периферни устройства, в търговската област и в областта на научните изследвания. Операционните системи, създадени с намерението да отговорят на всички тези противоречиви изисквания, се оказаха изключително сложни чудовища. Те се състояха от много милиони редове на сглобяване, написани от хиляди програмисти, и съдържаха хиляди грешки, причиняващи безкраен поток от поправки. Във всяка нова версия на операционната система някои грешки бяха коригирани, а други бяха въведени.
Въпреки огромния си размер и многото проблеми обаче, OS / 360 и други подобни операционни системи на машините от трето поколение наистина задоволяват повечето нужди на потребителите. Най-важното постижение на ОС това поколениеимаше внедряване на мултипрограмиране. Мултипрограмирането е метод за организиране на изчислителен процес, при който няколко програми се изпълняват последователно на един процесор. Докато една програма изпълнява I/O операция, процесорът не стои на празен ход, както беше при последователно изпълнение на програмата (режим на една програма), а изпълнява друга програма (многопрограмен режим). В този случай всяка програма се зарежда в собствена част от RAM, наречена секция.
Друга иновация е буферирането. Спулингът по това време се определя като начин за организиране на изчислителния процес, в съответствие с който задачите се четат от перфокарти на диск със скоростта, с която се появяват в изчислителния център, а след това, когато следващата задача е изпълнена, нова задача от диска беше заредена в освободения дял. ...
Наред с многопрограмното внедряване на системите за пакетна обработка се появи и нов тип ОС - системи за споделяне на време. Вариант на мултипрограмиране, използван в системите за споделяне на време, има за цел да създаде за всеки отделен потребител илюзията за самостоятелно използване на компютър.
1.4 Четвърти период (1980 - до момента)
Следващият период в еволюцията на операционните системи е свързан с появата на големи интегрални схеми (LSI). През тези години се наблюдава рязко повишаване на степента на интеграция и намаляване на цената на микросхемите. Компютърът стана достъпен за индивида и започна ерата на персоналните компютри. От гледна точка на архитектурата персоналните компютри не се различаваха по нищо от класа миникомпютри от типа PDP-11, но цената им беше значително различна. Ако един миникомпютър направи възможно отдел на предприятие или университет да има свой собствен компютър, персоналният компютър направи възможно за отделно лице.
Компютрите станаха широко използвани от неспециалисти, което изискваше разработването на "приятелски" софтуер, това сложи край на кастовите програмисти.
Пазарът на операционни системи беше доминиран от две системи: MS-DOS и UNIX. Еднопрограмната, еднопотребителска операционна система MS-DOS беше широко използвана за компютри, базирани на микропроцесора Intel 8088, а след това 80286, 80386 и 80486. Многопрограмната многопотребителска операционна система UNIX доминираше в не-Intel компютърна среда, особено тези, базирани на високопроизводителни RISC процесори.
В средата на 80-те години персоналните компютърни мрежи започнаха да се развиват бързо, работещи под контрола на мрежови или разпределени операционни системи.
В мрежова операционна система потребителите трябва да са наясно с наличието на други компютри и трябва да влязат на друг компютър, за да използват неговите ресурси, главно файлове. Всяка машина в мрежата работи със собствена локална операционна система, която се различава от операционната система на самостоятелен компютър по наличието на допълнителни инструменти, които позволяват на компютъра да работи в мрежата. Мрежовата операционна система не се различава фундаментално от операционната система на еднопроцесорен компютър. Той задължително съдържа софтуерна поддръжка за устройства с мрежов интерфейс (драйвер мрежов адаптер), както и инструменти за отдалечен достъп до други компютри в мрежата и инструменти за достъп до отдалечени файлове, но тези допълнения не променят значително структурата на самата операционна система.
2. Класификация на ОС
Операционните системи могат да се различават по характеристиките на внедряването на вътрешни алгоритми за управление на основните компютърни ресурси (процесори, памет, устройства), характеристиките на използваните методи за проектиране, видове хардуерни платформи, области на използване и много други свойства.
По-долу е класификацията на ОС според няколко от най-основните характеристики.
2.1 Характеристики на алгоритмите за управление на ресурсите
Ефективността на мрежовата операционна система като цяло зависи до голяма степен от ефективността на алгоритмите за управление на локалните ресурси на компютъра. Ето защо при характеризиране на мрежова операционна система често се цитират най-важните характеристики на изпълнението на функциите на операционната система за управление на процесори, памет и външни устройства на автономен компютър. Така например, в зависимост от характеристиките на използвания алгоритъм за управление на процесора, операционните системи се разделят на многозадачни и еднозадачни, многопотребителски и еднопотребителски системи, системи, които поддържат многонишкова обработка и не я поддържат, на многопроцесорни и еднопроцесорни системи.
Поддръжка на многозадачност. Операционните системи могат да бъдат разделени на два класа въз основа на броя на едновременно изпълняваните задачи:
еднозадачен (например MS-DOS, MSX) и
многозадачност (OC EC, OS / 2, UNIX, Windows 95).
Операционните системи с една задача изпълняват основно функцията да предоставят на потребителя виртуална машина, което го прави по-лесно и по-удобно за потребителя да взаимодейства с компютъра. Операционните системи с една задача включват инструменти за управление на периферни устройства, инструменти за управление на файлове, инструменти за комуникация с потребителя.
Многозадачната ОС, в допълнение към горните функции, управлява споделянето на споделени ресурси като процесор, RAM, файлове и външни устройства.
Поддръжка за мултиплейър режим. По броя на едновременните потребители ОС се разделя на:
еднопотребител (MS-DOS, Windows 3.x, по-ранни версии на OS / 2);
многопотребителски (UNIX, Windows NT).
Основната разлика между системите с много потребители и системите с един потребител е наличието на средства за защита на информацията на всеки потребител от неоторизиран достъп от други потребители. Трябва да се отбележи, че не всяка многозадачна система е многопотребителска и не всяка еднопотребителска операционна система е еднозадачна.
Превантивна и непревантивна многозадачност. Най-важният споделен ресурс е времето на процесора. Начинът, по който времето на процесора се разпределя между няколко процеса (или нишки), едновременно съществуващи в системата, до голяма степен определя спецификата на ОС. Сред многото съществуващи опции за изпълнение на многозадачност могат да се разграничат две групи алгоритми:
непревантивна многозадачност (NetWare, Windows 3.x);
превантивна многозадачност (Windows NT, OS / 2, UNIX).
Основната разлика между изпреварващата и непревантивната многозадачност е степента на централизация на механизма за планиране на процесите. В първия случай механизмът за планиране на процесите е изцяло концентриран в операционната система, а във втория се разпределя между системата и приложните програми. При многозадачност без изпреварване активният процес работи, докато по своя собствена инициатива предаде контрола на операционната система, за да избере друг процес, готов за изпълнение от опашката. При превантивна многозадачност решението за превключване на процесора от един процес към друг се взема от операционната система, а не от самия активен процес.
Поддръжка на много нишки. Важна характеристика на операционните системи е способността да се паралелизират изчисленията в рамките на една задача. Многонишковата ОС не споделя процесорното време между задачите, а между техните отделни клонове (нишки).
Многопроцесорна обработка. други важен имотОС е отсъствието или наличието на многопроцесорни инструменти за поддръжка в нея - мултипроцесинг. Многопроцесорната обработка води до усложняване на всички алгоритми за управление на ресурсите.
В днешно време става всеобщо прието да се въведат функции за поддръжка на многопроцесори в ОС. Тези функции са налични в Solaris 2.x на Sun, Open Server 3.x на Santa Crus Operations, OS / 2 на IBM, Windows NT на Microsoft и NetWare 4.1 на Novell.
Многопроцесорните операционни системи могат да бъдат класифицирани според начина, по който изчислителният процес е организиран в система с многопроцесорна архитектура: асиметрични операционни системи и симетрични операционни системи. Асиметрична ОС се изпълнява изцяло само на един от процесорите в системата, разпределяйки задачите на приложението между останалите процесори. Симетричната ОС е напълно децентрализирана и използва целия набор от процесори, като ги разделя между системни и приложни задачи.
По-горе разгледахме характеристиките на ОС, свързани с управлението само на един вид ресурс - процесора. Важно влияние върху външния вид на операционната система като цяло, върху възможността за нейното използване в една или друга област оказват и характеристиките на други подсистеми за управление на локални ресурси - подсистеми за управление на паметта, файловете и входните данни. изходни устройства.
Спецификата на ОС се проявява и в начина, по който изпълнява мрежови функции: разпознаване и пренасочване на заявки към отдалечени ресурси към мрежата, предаване на съобщения през мрежата, изпълнение отдалечени заявки... При внедряване на мрежови функции възниква набор от задачи, свързани с разпределения характер на съхранение и обработка на данни в мрежата: поддържане на референтна информация за всички налични ресурси и сървъри в мрежата, адресиране на взаимодействащи процеси, осигуряване на прозрачност на достъпа, репликиране на данни, съгласуване на копия , поддържане на сигурността на данните.
2. 2 Характеристики на хардуерните платформи
Свойствата на операционната система се влияят пряко от хардуера, към който е ориентирана. По вида на хардуера се разграничават операционните системи на персонални компютри, мини-компютри, мейнфреймове, клъстери и компютърни мрежи. Сред изброените типове компютри могат да се намерят както еднопроцесорни, така и многопроцесорни версии. Във всеки случай, спецификата на хардуера, като правило, се отразява в спецификата на операционните системи.
Очевидно операционната система на голяма машина е по-сложна и функционална от тази на персонален компютър. Така че в ОС на големите машини функциите за планиране на потока от изпълнявани задачи очевидно се изпълняват чрез използване на сложни приоритетни дисциплини и изискват повече изчислителна мощност, отколкото в ОС на персонални компютри. Подобна е ситуацията и с други функции.
Мрежовата операционна система включва средства за прехвърляне на съобщения между компютри по комуникационни линии, които са напълно ненужни в самостоятелна операционна система. Въз основа на тези съобщения мрежовата операционна система поддържа споделянето на компютърни ресурси между тях отдалечени потребителисвързан към мрежата. За да поддържат функции за съобщения, мрежовите операционни системи съдържат специални софтуерни компоненти, които реализират популярни комуникационни протоколи като IP, IPX, Ethernet и други.
Многопроцесорните системи изискват специална организация от операционната система, с помощта на която самата операционна система, както и поддържаните от нея приложения, могат да се изпълняват паралелно от отделните процесори на системата. Паралелна работаотделни части на ОС създава допълнителни проблемиза разработчиците на ОС, тъй като в този случай е много по-трудно да се осигури последователен достъп на отделните процеси до общите системни таблици, да се изключи ефектът от състезания и други нежелани последици от асинхронното изпълнение на работата.
Други изисквания важат за клъстерни операционни системи. Клъстерът е слабо свързана колекция от няколко изчислителни системи, работещи заедно за изпълнение на общи приложения и представени на потребителя единна система... Наред със специален хардуер за функционирането на клъстерните системи е необходима и софтуерна поддръжка от операционната система, която се свежда основно до синхронизиране на достъпа до споделени ресурси, откриване на повреди и динамично преконфигуриране на системата. Едно от първите разработки в областта на клъстерните технологии бяха решенията на компанията Digital Equipment, базирани на VAX компютри. Компанията наскоро сключи споразумение с Microsoft за разработване на клъстерна технология с помощта на Windows NT. Няколко компании предлагат клъстери, базирани на UNIX машини.
Заедно с ОС се фокусира изцяло върху определен типхардуерна платформа, има операционни системи, специално проектирани така, че да могат лесно да се прехвърлят от един тип компютър на друг тип компютър, така наречената мобилна ОС. Най-яркият пример за такава ОС е популярната система UNIX. В тези системи хардуерно-зависимите места са внимателно локализирани, така че само те се презаписват, когато системата се мигрира към нова платформа. Инструментът, който улеснява пренасянето на останалата част от ОС, е да го напишете на машинно-независим език, като C, който е разработен за програмиране на операционни системи.
2. 3 Характеристики на областите на използване
Многозадачните операционни системи са разделени на три типа в съответствие с критериите за производителност, използвани при тяхното разработване:
системи за партидна обработка (например OC EC),
системи за споделяне на време (UNIX, VMS),
системи в реално време (QNX, RT / 11).
Системите за пакетна обработка са проектирани да решават основно изчислителни проблеми, които не изискват бързи резултати. Основната цел и критерий за ефективност на системите за пакетна обработка е максималната пропускателна способност, тоест решаването на максимален брой задачи за единица време. За постигане на тази цел в системите за пакетна обработка се използва следната оперативна схема: в началото на работата се формира пакет от задачи, всяка задача съдържа изискване за системни ресурси; от този пакет от задачи се формира многопрограмна смес, тоест множество едновременно изпълнявани задачи. За едновременно изпълнение се избират задачи, които имат различни изисквания към ресурсите, така че да се осигури балансирано натоварване на всички устройства на компютъра; така, например, в многопрограмна смес, едновременното присъствие на изчислителни задачии интензивни I/O задачи. По този начин изборът на нова задача от група задачи зависи от вътрешната ситуация в системата, тоест избира се "печеливша" задача. Следователно в такива операционни системи е невъзможно да се гарантира изпълнението на определена задача в рамките на определен период от време. В системите за пакетна обработка процесорът превключва от една задача към друга само ако самата активна задача се откаже от процесора, например поради необходимостта от извършване на I/O операция. Следователно една задача може да заеме процесора за дълго време, което прави невъзможно изпълнението на интерактивни задачи. По този начин взаимодействието на потребителя с компютъра, на който е инсталирана системата за пакетна обработка, се свежда до факта, че той носи задачата, дава я на диспечера-оператор и в края на деня, след завършване на цялата партида от задачи , той получава резултата. Очевидно тази поръчка намалява производителността на потребителя.
Системите за споделяне на време са предназначени да коригират основния недостатък на системите за пакетна обработка - изолацията на потребителя-програмист от процеса на изпълнение на неговите задачи. Всеки потребител на системата за споделяне на време е снабден с терминал, от който може да води диалог със своята програма. Тъй като в системите за споделяне на време на всяка задача се разпределя само квант процесорно време, нито една задача не заема процесора за дълго и времето за реакция е приемливо. Ако квантът е избран достатъчно малък, тогава всички потребители, работещи едновременно на една и съща машина, имат впечатлението, че всеки от тях използва машината сам. Ясно е, че системите за споделяне на време имат по-малка честотна лента от системите за пакетна обработка, тъй като всяка задача, стартирана от потребителя, се приема за изпълнение, а не тази, която е „полезна“ за системата, и освен това има режийни разходи за изчислителна мощност за по-често превключване на процесора от задача на задача. Критерият за ефективността на системите за споделяне на време не е максималната пропускателна способност, а удобството и ефективността на потребителя.
Системите в реално време се използват за управление на различни технически обекти, като машина, спътник, научна експериментална инсталация или технологични процеси, като галванична линия, процес на доменна пещ и др. Във всички тези случаи има максимално допустимо време, през което трябва да се изпълни една или друга програма, управляваща обекта, в противен случай може да възникне инцидент: спътникът ще напусне зоната на видимост, експерименталните данни, получени от сензорите, ще бъдат загубени, дебелината на галваничното покритие няма да бъде правилна. По този начин, критерият за ефективност за системите в реално време е способността им да издържат предварително определени интерваливремето между стартирането на програмата и получаването на резултата (контролно действие). Това време се нарича време за реакция на системата, а съответното свойство на системата се нарича реактивност. За тези системи многопрограмната смес е фиксиран набор от предварително разработени програми, а изборът на програма за изпълнение се основава на текущото състояние на обекта или в съответствие с графика на планираните работи.
Някои операционни системи могат да комбинират свойствата на системи от различни типове, например някои задачи могат да се изпълняват в пакетен режим, а някои в реално време или в режим на споделяне на време. В такива случаи пакетната обработка често се нарича фонова обработка.
2. 4 Особености на строителните методи
Когато се описва операционна система, често се посочват характеристиките на нейната структурна организация и основните концепции, които са в основата й.
Тези основни понятия включват:
Начинът за изграждане на системното ядро е монолитно ядро или подход на микроядро. Повечето операционни системи използват монолитно ядро, което е свързано като една програма, която работи в привилегирован режим и използва бързи преходи от една процедура към друга, без да изисква превключване от привилегирован режим към потребителски режим и обратно. Алтернатива е изграждането на ОС на базата на микроядро, което също работи в привилегирован режим и изпълнява само минимум функции за управление на хардуера, докато функциите на по-висока ОС се изпълняват от специализирани компоненти на ОС - сървъри, работещи в потребителски режим. С този дизайн ОС работи по-бавно, тъй като често се извършват преходи между привилегирован и потребителски режим, но системата се оказва по-гъвкава - нейните функции могат да бъдат увеличени, модифицирани или стеснени чрез добавяне, модифициране или изключване на сървъри в потребителски режим . Освен това сървърите са добре защитени един от друг, както всички потребителски процеси.
Изграждането на ОС въз основа на обектно-ориентиран подход дава възможност да се използват всичките й предимства, които са се доказали добре на ниво приложение, вътре в операционната система, а именно: натрупването на успешни решения под формата на стандартни обекти, способността за създаване на нови обекти на базата на съществуващи с помощта на механизма за наследяване, добра защита на данните поради капсулирането им във вътрешните структури на обекта, което прави данните недостъпни за неоторизирано използване от външната, структурирана система, състояща се от набор от добре- дефинирани обекти.
Наличието на няколко приложни среди прави възможно едновременното стартиране на приложения, разработени за няколко ОС в рамките на една ОС. Много съвременни операционни системи поддържат едновременно приложени MS-DOS среди, Windows, UNIX (POSIX), OS / 2 или поне някакво подмножество от този популярен набор. Концепцията за множество среди на приложения се реализира най-лесно в ОС, базирана на микроядро, върху което работят различни сървъри, някои от които реализират средата на приложения на определена операционна система.
Разпределената организация на операционната система опростява работата на потребителите и програмистите в мрежови среди. В разпределена операционна система са внедрени механизми, които позволяват на потребителя да си представи и възприема мрежата под формата на традиционен еднопроцесорен компютър. Характерните особености на организацията на разпределената ОС са: наличието на единна референтна услуга за споделени ресурси, унифицирана услугавреме, използването на механизъм за дистанционно извикване на процедури (RPC) за прозрачно разпределение на програмните процедури между машините, многонишкова обработка, която позволява паралелни изчисления в рамките на една задача и изпълнение на тази задача на няколко мрежови компютъра наведнъж, както и наличие на други разпределени услуги.
3. Съвременни концепции и технологии за проектиране на операционни системи, изисквания към операционните системиXXIвек
Операционната система е сърцето на мрежовия софтуер, тя създава среда за изпълнение на приложенията и до голяма степен определя какви свойства ще имат тези приложения полезни за потребителя. В тази връзка ще разгледаме изискванията, на които трябва да отговаря една съвременна ОС.
Очевидно основното изискване за операционната система е способността да изпълнява основни функции: ефективно управление на ресурсите и предоставяне на удобен за потребителя интерфейс за потребителя и приложните програми. Съвременната ОС, като правило, трябва да реализира мултипрограмиране, виртуална памет, размяна, да поддържа многопрозоречен интерфейс и също така да изпълнява много други абсолютно необходими функции. Освен тези функционални изискванияоперационните системи имат също толкова важни пазарни изисквания. Тези изисквания включват:
· Разширяемост. Кодът трябва да бъде написан по такъв начин, че да е лесно да се правят допълнения и промени, ако е необходимо, и да не се нарушава целостта на системата.
· Преносимост. Кодът трябва да бъде лесно преносим от един тип процесор към друг тип процесор и от хардуерна платформа (която включва, заедно с типа процесор и начина, по който е организиран целият компютърен хардуер) от един тип към друг тип хардуерна платформа.
· Надеждност и устойчивост. Системата трябва да бъде защитена както от вътрешни, така и от външни грешки, повреди и повреди. Неговите действия винаги трябва да бъдат предвидими и приложенията не трябва да могат да навредят на операционната система.
· Съвместимост. Операционната система трябва да има средства за стартиране на приложения, написани за други операционни системи. Освен това потребителският интерфейс трябва да е съвместим със съществуващите системи и стандарти.
· Сигурност. Операционната система трябва да има средства за защита на ресурсите на някои потребители от други.
· Производителност. Системата трябва да бъде толкова отзивчива и отзивчива, колкото позволява хардуерната платформа.
Нека разгледаме по-отблизо някои от тези изисквания.
РазширяемостДокато хардуерът на компютъра става остарял за няколко години, полезният живот на операционната система може да се измери в десетилетия. Пример за това е ОС UNIX. Следователно операционните системи винаги се променят еволюционно с течение на времето и тези промени са по-значими от промените в хардуера. Промените в операционната система обикновено представляват придобиването на нови свойства от нея. Например поддръжка на нови устройства като CD-ROM, възможност за комуникация с нови видове мрежи, поддръжка на обещаващи технологии като графичен потребителски интерфейс или обектно-ориентирана софтуерна среда, използване на повече от един процесор. Поддържането на целостта на кода, без значение какви промени се правят в операционната система, е основната цел на разработката.
Разширяемостта може да бъде постигната благодарение на модулната структура на ОС, в която програмите се изграждат от набор от отделни модули, взаимодействащи само чрез функционален интерфейс. Нови компоненти могат да се добавят към операционната система по модулен начин, те вършат работата си, използвайки интерфейсите, поддържани от съществуващите компоненти.
Използването на обекти за представяне на системните ресурси също подобрява разширяемостта на системата. Обектите са абстрактни типове данни, върху които можете да извършвате само онези действия, които са предоставени. специален комплектобектни функции. Обектите ви позволяват последователно да управлявате системните ресурси. Добавянето на нови обекти не унищожава съществуващи съоръженияи не изисква промени в съществуващия код.
Подходът клиент-сървър за структуриране на операционната система с помощта на технологията на микроядрото предоставя отлични възможности за разширяемост. В съответствие с този подход ОС се изгражда като набор от привилегировани контролна програмаи набор от непривилегировани сървърни услуги. Основната част от операционната система може да остане непроменена, докато могат да се добавят нови сървъри или да се подобряват стари.
Удобствата за отдалечено извикване на процедури (RPC) също предоставят възможност за разширяване на функционалността на операционната система. Нови софтуерни процедури могат да бъдат добавени към всяка машина в мрежата и незабавно достъпни за приложните програми на други машини в мрежата.
Някои операционни системи поддържат драйвери за изтегляне за подобряване на разширяемостта, които могат да бъдат добавени към системата, докато тя работи. Нови файлови системи, устройства и мрежи могат да се поддържат чрез написване на драйвер на устройство, драйвер на файлова система или драйвер за транспортиране и зареждането му в системата.
ПреносимостИзискването за преносимост на кода е тясно свързано с разширяемостта. Разширяемостта ви позволява да подобрите операционната система, докато преносимостта ви позволява да преместите цялата система на машина, базирана на различен процесор или хардуерна платформа, като същевременно правите възможно най-малко промени в кода. Докато операционните системи често се описват като преносими или непреносими, преносимостта не е двоично състояние. Въпросът не е дали системата може да се мигрира, а колко лесно може да се направи. Писането на преносима операционна система е като писането на всеки преносим код - има някои правила, които да следвате.
Първо, по-голямата част от кода трябва да бъде написана на език, който е наличен на всички машини, на които искате да пренесете системата. Това обикновено означава, че кодът трябва да бъде написан на език от високо ниво, за предпочитане стандартизиран език, като C. Програма, написана на асемблер, не е преносима, освен ако не възнамерявате да я пренесете на машина, която има командна съвместимост с вашата.
Второ, трябва да се прецени в коя физическа среда да се прехвърли програмата. Различният хардуер изисква различни решения при изграждането на ОС. Например, ОС, изградена върху 32-битови адреси, не може да бъде пренесена на машина с 16-битови адреси (освен ако не е с голяма трудност).
Трето, важно е да се минимизират или, ако е възможно, да се премахнат онези части от кода, които директно взаимодействат с хардуера. Хардуерната зависимост може да приеме много форми. Някои очевидни форми на зависимост включват директно манипулиране на регистри и друг хардуер.
Четвърто, ако хардуерно-зависимият код не може да бъде напълно изключен, тогава той трябва да бъде изолиран в няколко добре локализирани модула. Хардуерно-зависимият код не трябва да се разпространява в цялата система. Например, можете да скриете хардуерно зависима структура в софтуерно дефинирани данни от абстрактен тип. Други модули на системата ще работят с тези данни, а не с хардуера, използвайки набор от някои функции. Когато операционната система се мигрира, се променят само тези данни и функциите, които ги манипулират.
За лесна преносимост на операционната система трябва да бъдат изпълнени следните изисквания по време на нейното разработване:
· Преносим език на високо ниво. Повечето преносими операционни системи са написани на C (стандарт ANSI X3.159-1989). Разработчиците избират C, защото е стандартизиран и защото C компилаторите са широко достъпни. Асемблерът се използва само за онези части на системата, които трябва да взаимодействат директно с хардуера (например манипулатор на прекъсвания) или за части, които изискват максимална скорост(например, целочислена аритметика с висока точност). Въпреки това, непреносимият код трябва да бъде внимателно изолиран в компонентите, където се използва.
· Процесорна изолация. Някои части на операционната система от ниско ниво трябва да имат достъп до зависими от процесора структури от данни и регистри. Въпреки това, кодът, който прави това, трябва да се съдържа в малки модули, които могат да бъдат заменени с подобни модули за други процесори.
· Изолация на платформата. Зависимостта от платформата се крие в разликите между работните станции различни производителиизграден на същия процесор (например MIPS R4000). Трябва да се въведе софтуерен слой, който абстрахира хардуера (кешове, контролери за I/O прекъсвания и т.н.) заедно със слой от програми на ниско ниво, така че кодът на високо ниво да не се налага да се променя при пренасяне от една платформа на друга.
СъвместимостЕдин аспект на съвместимостта е способността на ОС да изпълнява програми, написани за или за други ОС. ранни версииза тази операционна система, както и за други хардуерни платформи.
Необходимо е да се разделят въпросите за двоична съвместимост и съвместимост на ниво източник на приложението. Двоична съвместимост се постига, когато можете да вземете изпълнима програма и да я стартирате на друга ОС. Това изисква: съвместимост на ниво процесорни инструкции, съвместимост на ниво системни повиквания и дори на ниво библиотечни повиквания, ако те са динамично свързани.
Съвместимостта на източника изисква подходящ компилатор в софтуера, както и съвместимост с библиотеки и системни повиквания. В този случай е необходимо да се прекомпилират съществуващите източници в нов изпълним модул.
Съвместимостта на източника е важна преди всичко за разработчиците на приложения, които винаги имат на разположение изходен код. Но за крайните потребители само двоичната съвместимост е от практическо значение, тъй като само в този случай те могат да използват един и същ търговски продукт, предоставен под формата на двоичен изпълним код, в различни операционни среди и на различни машини.
Дали новата операционна система е двоична или съвместима със съществуващите системи зависи от много фактори. Най-важното от тях е архитектурата на процесора, на който работи новата ОС. Ако процесорът, към който е пренесена ОС, използва същия набор от инструкции (вероятно с някои допълнения) и същия диапазон от адреси, тогава двоичната съвместимост може да бъде постигната съвсем просто.
Много по-трудно е да се постигне двоична съвместимост между процесори, базирани на различни архитектури. За да може един компютър да изпълнява програмите на друг (например DOS програма на Mac), този компютър трябва да работи с машинни инструкции, които първоначално не разбира. Например, процесор 680x0 на Mac трябва да изпълнява двоични файлове, предназначени за процесор 80x86 на компютър. Процесорът 80x86 има собствен декодер на инструкции, регистри и вътрешна архитектура. Процесорът 680x0 не разбира двоичния файл 80x86, така че трябва да избере всяка инструкция, да я декодира, за да определи за какво е, и след това да изпълни еквивалентната подпрограма, написана за 680x0. Тъй като, в допълнение, 680x0 няма точно същите регистри, флагове и вътрешна аритметично-логическа единица като 80x86, той трябва да симулира всички тези елементи, използвайки своите регистри или памет. И трябва внимателно да възпроизвежда резултатите от всяка команда, което изисква специално написани процедури за 680x0, за да се гарантира, че състоянието на емулираните регистри и флагове след изпълнение на всяка команда е точно същото като при истински 80x86.
Това е проста, но много бавна операция, тъй като микрокодът в процесора 80x86 работи със значително по-бърза скорост от емулиращите го. външни екипи 680x0. По време на изпълнението на една команда 80x86 при 680x0, истински 80x86 може да изпълни десетки команди. Следователно, ако процесорът, изпълняващ емулацията, не е достатъчно бърз, за да компенсира всички загуби от емулация, тогава програмите, работещи под емулацията, ще бъдат много бавни.
Изходът в такива случаи е използването на така наречените среди на приложения. Като се има предвид, че основната част на програмата, като правило, се състои от извиквания на библиотечни функции, средата на приложението симулира цялата библиотечна функция, използвайки предварително написана библиотека от функции с подобно предназначение, и емулира останалите команди всяка поотделно.
Съответствието с POSIX също е средство за гарантиране на съвместимост между програмирането и потребителския интерфейс. През втората половина на 80-те години на миналия век правителствените агенции на САЩ започнаха да разработват POSIX като стандарт за хардуер, доставян за държавни поръчки в компютърната индустрия. POSIX е "UNIX-базиран преносим интерфейс на ОС". POSIX е колекция от международни стандарти за интерфейс на ОС в стил UNIX. Използването на стандарта POSIX (IEEE стандарт 1003.1 - 1988) позволява създаването на програми в стил UNIX, които могат лесно да се пренасят от една система в друга.
СигурностВ допълнение към стандарта POSIX, правителството на САЩ също е дефинирало изисквания компютърна сигурностза приложения, използвани от правителството. Много от тези изисквания са желани свойства за всяка многопотребителска система. Правилата за сигурност дефинират свойства като защита на ресурсите на един потребител от други и налагане на ресурсни квоти, за да се попречи на един потребител да изземе всички системни ресурси (като памет).
Осигуряването на защита на информацията от неоторизиран достъп е задължителна функция на мрежовите операционни системи. Повечето популярни системи гарантират ниво на сигурност на данните от C2 в системата за стандарти на САЩ.
Основите за стандартите за сигурност бяха поставени в Критериите за оценка на надеждни компютърни системи. Този документ, публикуван в САЩ през 1983 г национален центъркомпютърна сигурност (NCSC - National Computer Център за сигурност) често се нарича Оранжевата книга.
В съответствие с изискванията на Orange Book, системата се счита за безопасна, ако „чрез специални механизми за сигурност контролира достъпа до информация по такъв начин, че само упълномощени лица или процеси, изпълнявани от тяхно име, могат да получат достъп за четене, писане, създаване или изтрийте информация."
Йерархията на нивата на сигурност, показана в Orange Book, маркира най-ниското ниво на сигурност като D, а най-високото като A.
· Клас D включва системи, чиято оценка е разкрила несъответствието им с изискванията на всички останали класове.
· Основните свойства, характерни за C-системите са: наличие на подсистема за записване на събития, свързани със сигурността, и селективен контрол на достъпа. Ниво C е разделено на 2 поднива: ниво C1, което защитава данните от потребителски грешки, но не и от действията на натрапници, и по-строго ниво C2. На ниво C2 трябва да присъстват средства таен входосигуряване на идентификация на потребителите чрез въвеждане на уникално име и парола, преди да им бъде разрешен достъп до системата. Изискваният на това ниво селективен контрол на достъпа позволява на собственика на ресурса да определи кой има достъп до ресурса и какво може да прави с него. Собственикът прави това, като предоставя права за достъп на потребител или група потребители. Одит – Предоставя възможност за откриване и записване на важни събития за сигурност или всеки опит за създаване, достъп или изтриване на системни ресурси. Защита на паметта - е, че паметта се инициализира преди да бъде използвана повторно. На това ниво системата не е защитена от потребителски грешки, но поведението й може да бъде наблюдавано от записите в журнала, оставени от инструменти за наблюдение и одит.
· Системите от ниво B се основават на маркирани данни и категоризация на потребителите, тоест прилагат задължителен контрол на достъпа. На всеки потребител се присвоява степен на защита и има достъп само до данни според тази оценка. Това ниво, за разлика от ниво C, защитава системата от погрешно поведение на потребителя.
Ниво А е най-много високо нивобезопасност, изисква, в допълнение към всички изисквания на ниво B, формално, математически обосновано доказателство за съответствието на системата с изискванията за безопасност.
Различни търговски субекти (например банки) подчертават необходимостта от счетоводно обслужване, подобно на предложеното от държавните препоръки C2. Всяка дейност, свързана с безопасността, може да бъде проследена и по този начин отчетена. Точно това изисква C2 и от което обикновено се нуждаят банките. Комерсиалните потребители обаче обикновено не искат да плащат с производителност за повишена сигурност. Сигурността на ниво A отнема до 90% от времето на процесора с неговите механизми за управление. По-сигурните системи не само намаляват ефективността, но също така силно ограничават броя на наличните пакети от приложения, които могат да се изпълняват правилно в такава система. Например, Solaris OS (UNIX версия) има няколко хиляди приложения, докато неговият аналог на ниво B има само сто.
Заключение
Историята на операционната система датира от около половин век. Тя до голяма степен се определя и определя от развитието на елементната база и изчислителната техника. Първите цифрови компютри, които се появиха в началото на 40-те години, работеха без операционни системи, всички задачи за организиране на изчислителния процес се решаваха ръчно от всеки програмист от контролния панел
Прототипът на съвременните операционни системи бяха мониторните системи от средата на 50-те години, които автоматизираха действията на оператора за изпълнение на пакет от задачи.
В периода 1965-1975г. бяха реализирани почти всички основни концепции, присъщи на съвременните операционни системи: мултипрограмиране, многопроцесорна обработка, мултитерминален режим, виртуална памет, файлови системи, контрол на достъпа и работа в мрежа
От средата на 70-те години започва масовото използване на UNIX, уникална ОС за това време, която е относително лесна за пренасяне към различни видове компютри.
Началото на 80-те години е свързано с появата на персоналните компютри. Това наложи разработването на "приятелски интерфейс". Персоналните компютри допринесоха за бързия растеж на локалните мрежи, в резултат на което поддръжката на мрежовите функции се превърна в предпоставка за операционната система на персоналните компютри.
През 90-те години почти всички операционни системи, които заемат видно място на пазара, станаха мрежови. ОС получи инструменти за работа с всички основни технологии на локални (Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI) и глобални (ISDN, ATM) мрежи. Специален фокус през последното десетилетие беше върху корпоративните мрежови операционни системи. Те се отличават със способността си да работят добре и стабилно в големи мрежи, характерни за големите предприятия, и възможността да работят безпроблемно на различни хардуерни платформи.
