1.1 ОС как расширенная машина 3
1.2 ОС как система управления ресурсами 3
2. Классификация ОС 4
2.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами 4
2.1.1. Поддержка многозадачности. 4
2.1.2. Поддержка многопользовательского режима. 4
2.1.3. Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. 4
2.1.4. Поддержка многонитевости. 4
2.1.5. Многопроцессорная обработка. 5
2.2 Особенности аппаратных платформ 5
2.3 Особенности областей использования 6
2.4 Особенности методов построения 6
3. Сетевые операционные системы 8
3.1 Структура сетевой операционной системы 8
3.2 Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами 10
3.3 ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия 11
4. Процессы и нити в распределенных системах 14
4.1 Понятие "нить" 14
4.2 Различные способы организации вычислительного процесса с использованием нитей 14
4.3 Вопросы реализации нитей 16
4.4 Нити и RPC 16
5. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 17
5.1 Требования, предъявляемые к ОС 90-х годов 17
5.1.1. Расширяемость 17
5.1.2. Переносимость 18
5.1.3. Совместимость 19
5.1.4. Безопасность 19
6. Операционные системы различных фирм производителей программного обеспечения 21
6.1 Семейство операционных систем UNIX 21
6.2 Микроядро Mach 23
6.2.1. История Mach 24
6.2.2. Цели Mach 24
6.2.3. Основные концепции Mach 24
6.2.4. Сервер Mach BSD UNIX 25
6.3 Сетевые продукты фирмы Novell 26
6.3.1. История и версии сетевой ОС NetWare 26
6.3.2. Версия NetWare 4.1 27
6.4 Семейство сетевых ОС компании Microsoft 29
6.4.1. Сетевые продукты Microsoft 29
6.4.2. Windows NT 4.0 30
6.4.3. Области использования Windows NT 30
6.4.4. Концепции Windows NT 31
6.4.5. Совместимость Windows NT с NetWare 41
6.5 Операционная система OS/2 42
6.5.1. История развития OS/2 и ее место на рынке 42
6.5.2. Битва Microsoft - IBM на рынке настольных ОС 42
6.5.3. OS/2 - постепенные улучшения 43
7. Заключение 44
Список литературы 46
приложение 47
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи - это, конечно, операционная система. Точно также, как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.
С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или
виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с
аппаратурой, составляющей реальную машину.
1.2 ОС как система управления ресурсами
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.
ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить
максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например,
пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
планирование ресурса - то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве,
необходимо выделить данный ресурс;
отслеживание состояния ресурса - то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не
занят ресурс, а для делимых ресурсов - какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в
конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область
применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в
значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной
обработки или системой реального времени.
Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.
Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.
2.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами
От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.
2.1.1. Поддержка многозадачности.
По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:
Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.
Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.
2.1.2. Поддержка многопользовательского режима.
По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.