Вопрос 1. Поколения операционных систем

Вопрос 1. Поколения операционных систем.

Первое поколение (1945 - 1955): Первые ЭВМ были построены на основе электронных ламп. Они не были предназначены для практических целей. Одни и те же люди проектировали эти машины, писали для них программы и их эксплуатировали. Первые электронные ЭВМ не имели ОС. Функции ОС включались в состав прикладных программ.

Авторами первой вычислительной машины стали:

>Говард Айкен (Howard Aiken), Гарвард;

> Джон фон Нейман (John von Neumann), Принстон;

> Конрад Цузе (Konrad Zuse), Германия.

Использовались механические реле, позже они были заменены на электронные лампы.

>Не были известны языки программирования.

>Никто не слышал об операционных системах.

>Носителями исходной информации стали перфокарты.

Второе поколение (1955 - 1965): второе поколение ОС было создано для ЭВМ, построенных на полупроводниковых транзисторах. Такие ЭВМ могли работать более длительное время без ошибок и сбоев. Машинное время их стоило очень дорого, поэтому одной из основных функций первых ОС была организация пакетного режима работы. Этот режим позволял сокращать время простоя при переходе от решения одной задачи к другой.

>Транзисторы заменили электронные лампы.

>Появились языки программирования Ассемблер и Фортран.

>Общепринятым решением стала система пакетной обработки.

Первые промышленные операционные системы:

- FMS (Fortran Monitor System);

- IBSYS (операционная система корпорации IBM для компьютеров IBM 7094).

Третье поколение (1965 - 1980): Это поколение ОС было связано с ЭВМ, построенными на основе модулей и первых интегральных схем. Стали появляться ЭВМ с несколькими CPU. ОС для таких машин должны были обладать способностями управлять работой нескольких процессоров, иметь многозадачный режим работы, а так же, обладать возможностью работы с несколькими пользователями. Это были системы коллективного пользования.

На многопроцессорной ЭВМ задача разбивалась на несколько частей, и эти часть параллельно выполнялись на отдельных процессорах, что позволяло резко увеличить вычислительную мощность. Мультипрограммный режим работы заключался в том, что в память ЭВМ загружалось одновременно несколько задач, ОС при этом выделяла процессор каждой задаче на определенное время, автоматически переключая его между всеми задачами.

Режим коллективного пользования заключался в том, что к вычислит.машине подключалось несколько терминалов (монитор и клавиатура), за которыми работали отдельные пользователи. ОС с большей скоростью переключала терминалы, и у каждого пользователя создавалось впечатление, что он один работает с ВМ..

К началу 60-х годов выпускались две совершенно несовместимые линии компьютеров:

- IBM 7094 - научные крупномасштабные компьютеры с пословной обработкой текста;

- IBM 1401 - коммерческие компьютеры с посимвольной обработкой, широко используемые банками и страховыми компаниями для сортировки и печатания данных.

Гениальное решение фирмы IBM: серия машин IBM/360. Позже выпускались IBM 370, 4300, 3080 и 3090.

Создана операционная система OS/360. Автор Фред Брукс (Fred Brooks).

Позже появились:

MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service - мультиплексная информационная и вычислительная служба);

UNIX (для PDP-7), ставшая популярная в академическом мире, в пправительственных управлениях и во многих компаниях. Система имела две версии: System V (разработчик корпорация AT&T) и BSD (Калифорнийский университет). Существует стандарт системы UNIX, называемый POSIX. Стандарт определяет минимальный интерфейс системного вызова, который должен поддерживать совместимые системы UNIX.

MINIX (1987 год) - маленький клон системы UNIX для образовательных целей (www.cs.vu.nl/ast/minix.html)

Четвертое поколение (с 1980 года по наши дни): Это поколение связано в первую очередь с ЭВМ на основе больших и сверхбольших интегральных микросхем. Основными классами ЭВМ этого поколения являются ЭВМ общего пользования, мини и микро ЭВМ, персональные ЭВМ и суперЭВМ (многопроцессорные).

Это поколение включает в себя все основные черты ОС предыдущих поколений, а так же имеют следующие особенности:

Управление работой сетей ЭВМ.

Управление работой сложных многопроцессорных вычислительных комплексов.

Появление ОС ПК.

ОС начали использовать «дружественный» интерфейс, т.е. ОС строятся в расчете на не подготовленных или малоподготовленных пользователей.

Начало 80-х годов. IBM , Digital Research и Билл Гейтс (Bill Gates) создают MS-DOS. 1985 год. Операционная система Windows 3.1 (играла роль графической среды и… 1995 год. Windows 95.

Вопрос 2. История развития ОС Windows

В период, предшествующий появлению Windows 2000 (середина-конец 90-х г.г.), ОС Windows фактически имела две различных ветви: Windows 9х как… Каждая из ветвей обладала своими преимуществами согласно назначению, но… В итоге возможности первой ветви были добавлены к возможностям Windows NT 4.0 (последней из NT), результатом чего…

Вопрос 3. История развития ОС UNIX.

Середина 1960-х - начало 1970-х Bell Telephone Laboratories, подразделение американского гиганта AT&T,… Затраты на разработку ОС себя не оправдали, система получилась ненадежной и громоздкой. Были допущены некоторые…

Вопрос 4. Операционная система Linux, версии и производители.

  Примечание: при создании статьи использовались материалы книг… • Версии и производители (перечень, не претендующий на полноту)

Вопрос 5. Характеристики и классы операционных систем.

Приводится ряд оснований классификации и соответствующее разделение ОС на классы. Классификация иллюстрируется в основном на доминирующих сейчас ОС Windows и Unix.

Построение единого дерева классификации нереально из-за того, что классификационные признаки в большинстве своем независимы, и ОС, относящиеся по одному признаку к разным классам, могут по другому признаку входить в один класс.

Область применения:

• Аппаратная платформа (список платформ далеко не полон)

• Число пользователей ОС

●Многопользовательские ОС по числу одновременно работающих пользователей

Число задач

 

• Интерфейс взаимодействия пользователя и ОС

• Встроенная поддержка сетевых возможностей

• Число процессоров

• Архитектура

• Поддержка многопоточности (многонитевости) в рамках одного процесса

• Организация многозадачности

А) Невытесняющая многозадачность (Windows 3.x)

Б)Вытесняющая многозадачность (Windows, Unix)

• Дисциплина планирования процессов в зависимости от критерия эффективности

• Механизм управления памятью

Вопрос 6. Иерархическая структура памяти компьютера.

В идеале память должна быть максимально быстрой (быстрее, чем обработка одной инструкции, чтобы работа ЦП не замедлялась обращениями к памяти),… Рассмотрим вначале понятие «объем памяти» Пусть нам надо запомнить в памяти цветную картинку на весь экран монитора.

Вопрос 7. Способы реализации процесса ввода-вывода (алгоритмы ввода вывода).

1. Пользовательская программа выдает системный запрос, который ядро ОС транслирует в вызов соответствующего драйвера. Этот драйвер начинает процесс… 2. Драйвер запускает устройство и просит его выдать прерывание по окончании…  

Вопрос 8. Структура компьютера Pentium. Шины компьютера.

Компьютер использует 8 шин (шина кэша, локальная шина, шина памяти, а также… В ОС для управления компьютером и его конфигурацией должны находиться сведения обо всех шинах.

Вопрос 9. Система “Plug and Play” (“Включи и работай”). Актуальность создания и принцип работы.

Все в это схеме было хорошо, пока хватало векторов прерываний. Но стали выпускать, например звуковую плату и модем, имеющих один и тот же вектор… Стандарт Plug and Play позволяет системе автоматически собирать информацию об…

Вопрос 10. Алгоритм начальной загрузки операционной системы

Затем BIOS определяет устройства, с которого будет происходить загрузка ОС, по очереди пробуя каждое из списка, хранящегося в CMOS-памяти.… После этого ОС опрашивает BIOS, чтобы получить информацию о конфигурации… По крайней мере, предполагается, что ОС должна работать таким образом.

Вопрос 11. Процессы. Общие понятия. Классификация процессов.

 

Вопрос 18. Реализация процессов в ОС Windows.

В 32-разрядной версии системы у каждого процесса сеть 4-гигабаит-ное адресное пространство, в котором пользовательский код занимает нижние 2… Блок управления процессом (РСВ) реализован в виде набора связан¬ных структур,… Содержимое блока EPROCESS подробно описано в [Руссинович]. Блок PROCESS (на рис. справа), блок переменных окружения…

Вопрос 19. Реализация потоков в ОС Windows.

Вопрос 20. Планирование потоков в ОС Windows.

В ОС Windows реализовано вытесняющее приоритетное планирование, когда каждому потоку присваивается определенное числовое значение – приоритет, в… В системе предусмотрено 32 уровня приоритетов. Шестнадцать значений…  

Вопрос 21. Планирование в условиях многопроцессорности.

Ведение отдельных очередей готовых к выполнению потоков для каждого из процессоров может иметь следствием неравномерную загрузку процессоров,… Привязка к процессорам У каждого потока имеется маска привязки к процессорам (affinity mask), указывающая, на каких процессорах можно…

Вопрос 22. ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ FAT И FAT32

  Файловые системы прошли долгий путь, усложняясь параллельно с развитием… Чуть позже с добавлением 16-битной адресации и максимального размера кластера в 32 Кбайта появилась FAT16,…

Вопрос 23. Файловая система HPFS.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА HPFS

Эта система была разработана, чтобы преодолеть некоторые недостатки FAT Проблема непроизводительных потерь дискового пространства связана с тем, что… Эти потери можно существенно сократить внедрением более эффективных файловых систем. Простой переход на HPFS,…

Вопрос 24. Файловая система NTFS.

Проблема недостатка вычислительной мощности процессора и объема оперативной памяти решалась «сам собой», и c Windows NT 4.0 начался поход NTFS на… Файловая система Windows NT (NTFS) обеспечивает такое сочетание… NTFS обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие…

Вопрос 25. Файловая система ОС UNIX

  Kорневой каталог имеет имя "/". Он обычно содержит каталоги: