Обзор операционных систем Microsoft Windows

Обзор операционных систем Microsoft Windows.

Краткая история эволюции Краткая история эволюции вычислительных систем вычислительных систем

Первый период (1945–1955 гг.). Ламповые машины. Операционных Первый период (1945–1955 гг.). Ламповые машины. Операционных систем нет систем нет – В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные

устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти машины (John Von Neumann, июнь 1945 г.). Программирование машины (John Von Neumann, июнь 1945 г.). Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. Программа загружалась в программистом с пульта управления. Программа загружалась в память машины в лучшем случае с колоды перфокарт, а обычно с память машины в лучшем случае с колоды перфокарт, а обычно с помощью панели переключателей. помощью панели переключателей.


Первый период (1945–1955 гг.). Ламповые машины. Операционных Первый период (1945–1955 гг.). Ламповые машины. Операционных систем нет систем нет – Вычислительная система выполняла одновременно только одну Вычислительная система выполняла одновременно только одну

операцию (ввод-вывод или собственно вычисления). Отладка операцию (ввод-вывод или собственно вычисления). Отладка программ велась с пульта управления с помощью изучения программ велась с пульта управления с помощью изучения состояния памяти и регистров машины. В конце этого периода состояния памяти и регистров машины. В конце этого периода появляется первое системное программное обеспечение: в 1951–появляется первое системное программное обеспечение: в 1951–1952 гг. возникают прообразы первых компиляторов с 1952 гг. возникают прообразы первых компиляторов с символических языков (Fortran и др.), а в 1954 г. Nat Rochester символических языков (Fortran и др.), а в 1954 г. Nat Rochester разрабатывает Ассемблер для IBM-701. разрабатывает Ассемблер для IBM-701.

– Существенная часть времени уходила на подготовку запуска Существенная часть времени уходила на подготовку запуска программы, а сами программы выполнялись строго программы, а сами программы выполнялись строго последовательно. Такой режим работы называется последовательно. Такой режим работы называется последовательной обработкой данных. В целом первый период последовательной обработкой данных. В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования. использования.


Второй период (1955 г.–начало 60-х). Компьютеры на основе Второй период (1955 г.–начало 60-х). Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы транзисторов. Пакетные операционные системы – С середины 50-х годов начался следующий период в эволюции С середины 50-х годов начался следующий период в эволюции

вычислительной техники, связанный с появлением новой вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы – полупроводниковых элементов. Применение технической базы – полупроводниковых элементов. Применение транзисторов вместо часто перегоравших электронных ламп транзисторов вместо часто перегоравших электронных ламп привело к повышению надежности компьютеров. Одновременно привело к повышению надежности компьютеров. Одновременно наблюдается бурное развитие алгоритмических языков (LISP, наблюдается бурное развитие алгоритмических языков (LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.). Появляются первые настоящие COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.). Появляются первые настоящие компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм. Упрощается процесс программирования. служебных подпрограмм. Упрощается процесс программирования.

– Изменяется сам процесс прогона программ. Теперь пользователь Изменяется сам процесс прогона программ. Теперь пользователь приносит программу с входными данными в виде колоды приносит программу с входными данными в виде колоды перфокарт и указывает необходимые ресурсы. Такая колода перфокарт и указывает необходимые ресурсы. Такая колода получает название задания. Оператор загружает задание в память получает название задания. Оператор загружает задание в память машины и запускает его на исполнение. Полученные выходные машины и запускает его на исполнение. Полученные выходные данные печатаются на принтере, и пользователь получает их данные печатаются на принтере, и пользователь получает их обратно через некоторое (довольно продолжительное) время. обратно через некоторое (довольно продолжительное) время.


Второй период (1955 г.–начало 60-х). Компьютеры на основе Второй период (1955 г.–начало 60-х). Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные операционные системы транзисторов. Пакетные операционные системы – Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения

программ, в результате процессор часто простаивает. Для программ, в результате процессор часто простаивает. Для повышения эффективности использования компьютера задания с повышения эффективности использования компьютера задания с похожими ресурсами начинают собирать вместе, создавая пакет похожими ресурсами начинают собирать вместе, создавая пакет заданий.заданий.

– Появляются первые системы пакетной обработки, которые просто Появляются первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизируют запуск одной программы из пакета за другой и тем автоматизируют запуск одной программы из пакета за другой и тем самым увеличивают коэффициент загрузки процессора. При самым увеличивают коэффициент загрузки процессора. При реализации систем пакетной обработки был разработан реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. он хочет выполнить на вычислительной машине.


Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС – Следующий важный период развития вычислительных машин Следующий важный период развития вычислительных машин

относится к началу 60-х – 1980 г. В это время в технической базе относится к началу 60-х – 1980 г. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам. Растет сложность типа транзисторов к интегральным микросхемам. Растет сложность и количество задач, решаемых компьютерами. Повышается и количество задач, решаемых компьютерами. Повышается производительность процессоров. производительность процессоров.

– Повышению эффективности использования процессорного Повышению эффективности использования процессорного времени мешает низкая скорость работы механических устройств времени мешает низкая скорость работы механических устройств ввода-вывода (быстрый считыватель перфокарт мог обработать ввода-вывода (быстрый считыватель перфокарт мог обработать 1200 перфокарт в минуту, принтеры печатали до 600 строк в 1200 перфокарт в минуту, принтеры печатали до 600 строк в минуту). Вместо непосредственного чтения пакета заданий с минуту). Вместо непосредственного чтения пакета заданий с перфокарт в память начинают использовать его предварительную перфокарт в память начинают использовать его предварительную запись, сначала на магнитную ленту, а затем и на диск. запись, сначала на магнитную ленту, а затем и на диск.


Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС – Когда в процессе выполнения задания требуется ввод данных, они Когда в процессе выполнения задания требуется ввод данных, они

читаются с диска. Точно так же выходная информация сначала читаются с диска. Точно так же выходная информация сначала копируется в системный буфер и записывается на ленту или диск, а копируется в системный буфер и записывается на ленту или диск, а печатается только после завершения задания. Вначале действительные печатается только после завершения задания. Вначале действительные операции ввода-вывода осуществлялись в режиме off-line, то есть с операции ввода-вывода осуществлялись в режиме off-line, то есть с использованием других, более простых, отдельно стоящих использованием других, более простых, отдельно стоящих компьютеров. компьютеров.

– Магнитные ленты были устройствами последовательного доступа, то Магнитные ленты были устройствами последовательного доступа, то есть информация считывалась с них в том порядке, в каком была есть информация считывалась с них в том порядке, в каком была записана. Появление магнитного диска, для которого не важен порядок записана. Появление магнитного диска, для которого не важен порядок чтения информации, то есть устройства прямого доступа, привело к чтения информации, то есть устройства прямого доступа, привело к дальнейшему развитию вычислительных систем. При обработке пакета дальнейшему развитию вычислительных систем. При обработке пакета заданий на магнитной ленте очередность запуска заданий заданий на магнитной ленте очередность запуска заданий определялась порядком их ввода. При обработке пакета заданий на определялась порядком их ввода. При обработке пакета заданий на магнитном диске появилась возможность выбора очередного магнитном диске появилась возможность выбора очередного выполняемого задания. Пакетные системы начинают заниматься выполняемого задания. Пакетные системы начинают заниматься планированием заданий: в зависимости от наличия запрошенных планированием заданий: в зависимости от наличия запрошенных ресурсов, срочности вычислений и т.д. на счет выбирается то или иное ресурсов, срочности вычислений и т.д. на счет выбирается то или иное задание.задание.


Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС – Идея Идея мультипрограммирования мультипрограммирования заключается в следующем: пока заключается в следующем: пока

одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при однопрограммном режиме, а простаивает, как это происходило при однопрограммном режиме, а выполняет другую программу. Когда операция ввода-вывода выполняет другую программу. Когда операция ввода-вывода заканчивается, процессор возвращается к выполнению первой заканчивается, процессор возвращается к выполнению первой программы. программы.

– Мультипрограммирование при реализации ОС позволяет решить Мультипрограммирование при реализации ОС позволяет решить следующие задачи:следующие задачи:

Организация интерфейса между прикладной программой и ОС Организация интерфейса между прикладной программой и ОС при помощи системных вызовов. при помощи системных вызовов. Организация очереди из заданий в памяти и выделение Организация очереди из заданий в памяти и выделение процессора одному из заданий потребовало планирования процессора одному из заданий потребовало планирования использования процессора. использования процессора. Переключение с одного задания на другое требует сохранения Переключение с одного задания на другое требует сохранения содержимого регистров и структур данных, необходимых для содержимого регистров и структур данных, необходимых для выполнения задания, иначе говоря, контекста для обеспечения выполнения задания, иначе говоря, контекста для обеспечения правильного продолжения вычислений. правильного продолжения вычислений.


Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС – Мультипрограммирование при реализации ОС позволяет решить Мультипрограммирование при реализации ОС позволяет решить

следующие задачи:следующие задачи:Поскольку память является ограниченным ресурсом, нужны Поскольку память является ограниченным ресурсом, нужны стратегии управления памятью, то есть требуется упорядочить стратегии управления памятью, то есть требуется упорядочить процессы размещения, замещения и выборки информации из процессы размещения, замещения и выборки информации из памяти. памяти. Организация хранения информации на внешних носителях в Организация хранения информации на внешних носителях в виде файлов и обеспечение доступа к конкретному файлу виде файлов и обеспечение доступа к конкретному файлу только определенным категориям пользователей. только определенным категориям пользователей. Поскольку программам может потребоваться произвести Поскольку программам может потребоваться произвести санкционированный обмен данными, необходимо их санкционированный обмен данными, необходимо их обеспечить средствами коммуникации. обеспечить средствами коммуникации. Для корректного обмена данными необходимо разрешать Для корректного обмена данными необходимо разрешать конфликтные ситуации, возникающие при работе с различными конфликтные ситуации, возникающие при работе с различными ресурсами и предусмотреть координацию программами своих ресурсами и предусмотреть координацию программами своих действий, т.е. снабдить систему средствами синхронизации.действий, т.е. снабдить систему средствами синхронизации.

Краткая эволюция Краткая эволюция вычислительных системвычислительных систем

Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время). Персональные Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время). Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы – Следующий период в эволюции вычислительных систем связан с Следующий период в эволюции вычислительных систем связан с

появлением больших интегральных схем (БИС). Компьютер, не появлением больших интегральных схем (БИС). Компьютер, не отличающийся по архитектуре от PDP-11, по цене и простоте отличающийся по архитектуре от PDP-11, по цене и простоте эксплуатации стал доступен отдельному человеку, а не отделу эксплуатации стал доступен отдельному человеку, а не отделу предприятия или университета. Наступила эра персональных предприятия или университета. Наступила эра персональных компьютеров. Первоначально персональные компьютеры компьютеров. Первоначально персональные компьютеры предназначались для использования одним пользователем в предназначались для использования одним пользователем в однопрограммном режиме, что повлекло за собой деградацию однопрограммном режиме, что повлекло за собой деградацию архитектуры этих ЭВМ и их операционных систем (в частности, архитектуры этих ЭВМ и их операционных систем (в частности, пропала необходимость защиты файлов и памяти, планирования пропала необходимость защиты файлов и памяти, планирования заданий и т. п.).заданий и т. п.).

Краткая эволюция Краткая эволюция вычислительных системвычислительных систем

Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время). Персональные Четвертый период (с 1980 г. по настоящее время). Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы – В В сетевых операционных системахсетевых операционных системах пользователи могут получить пользователи могут получить

доступ к ресурсам другого сетевого компьютера, только они доступ к ресурсам другого сетевого компьютера, только они должны знать об их наличии и уметь это сделать. Каждая машина в должны знать об их наличии и уметь это сделать. Каждая машина в сети работает под управлением своей локальной операционной сети работает под управлением своей локальной операционной системы, отличающейся от операционной системы автономного системы, отличающейся от операционной системы автономного компьютера наличием дополнительных средств (программной компьютера наличием дополнительных средств (программной поддержкой для сетевых интерфейсных устройств и доступа к поддержкой для сетевых интерфейсных устройств и доступа к удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру операционной системы. операционной системы.

– Распределенная системаРаспределенная система, напротив, внешне выглядит как обычная , напротив, внешне выглядит как обычная автономная система. Пользователь не знает и не должен знать, где автономная система. Пользователь не знает и не должен знать, где его файлы хранятся – на локальной или удаленной машине – и где его файлы хранятся – на локальной или удаленной машине – и где его программы выполняются. Он может вообще не знать, его программы выполняются. Он может вообще не знать, подключен ли его компьютер к сети. Внутреннее строение подключен ли его компьютер к сети. Внутреннее строение распределенной операционной системы имеет существенные распределенной операционной системы имеет существенные отличия от автономных систем.отличия от автономных систем.

Классификация ОСКлассификация ОСРеализация многозадачностиРеализация многозадачностиПо числу одновременно выполняемых задач операционные системы По числу одновременно выполняемых задач операционные системы можно разделить на два класса: можно разделить на два класса: – многозадачные (Unix, OS/2, Windows); многозадачные (Unix, OS/2, Windows); – однозадачные (например, MS-DOS).однозадачные (например, MS-DOS).

Классификация ОСКлассификация ОСМногозадачная ОСМногозадачная ОС, решая проблемы распределения ресурсов и , решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный режим. конкуренции, полностью реализует мультипрограммный режим. – Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения

времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе выделяется квант процессорного времени, по истечении которого выделяется квант процессорного времени, по истечении которого управление передается другой программе. Говорят, что первая управление передается другой программе. Говорят, что первая программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают пользовательские программы большинства коммерческих ОС. пользовательские программы большинства коммерческих ОС.

– В некоторых ОС (Windows 3.11, например) пользовательская программа В некоторых ОС (Windows 3.11, например) пользовательская программа может монополизировать процессор, то есть работает в невытесняющем может монополизировать процессор, то есть работает в невытесняющем режиме. Как правило, в большинстве систем не подлежит вытеснению режиме. Как правило, в большинстве систем не подлежит вытеснению код собственно ОС. Ответственные программы, в частности задачи код собственно ОС. Ответственные программы, в частности задачи реального времени, также не вытесняются. Более подробно об этом реального времени, также не вытесняются. Более подробно об этом рассказано в лекции, посвященной планированию работы процессора. рассказано в лекции, посвященной планированию работы процессора.

– По приведенным примерам можно судить о приблизительности По приведенным примерам можно судить о приблизительности классификации. Так, в ОС MS-DOS можно организовать запуск дочерней классификации. Так, в ОС MS-DOS можно организовать запуск дочерней задачи и наличие в памяти двух и более задач одновременно. Однако задачи и наличие в памяти двух и более задач одновременно. Однако эта ОС традиционно считается однозадачной, главным образом из-за эта ОС традиционно считается однозадачной, главным образом из-за отсутствия защитных механизмов и коммуникационных возможностей. отсутствия защитных механизмов и коммуникационных возможностей.

Классификация ОСКлассификация ОСПоддержка многопользовательского режимаПоддержка многопользовательского режимаПо числу одновременно работающих пользователей ОС можно По числу одновременно работающих пользователей ОС можно разделить на: разделить на: – однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x); однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x); – многопользовательские (Windows 2000многопользовательские (Windows 2000, XP, XP, Unix). , Unix).

Наиболее существенное отличие между этими ОС заключается в Наиболее существенное отличие между этими ОС заключается в наличии у многопользовательских систем механизмов защиты наличии у многопользовательских систем механизмов защиты персональных данных каждого пользователя.персональных данных каждого пользователя.

Классификация ОСКлассификация ОСМногопроцессорная обработкаМногопроцессорная обработкаВплоть до недавнего времени вычислительные системы имели один Вплоть до недавнего времени вычислительные системы имели один центральный процессор. В результате требований к повышению центральный процессор. В результате требований к повышению производительности появились многопроцессорные системы, состоящие производительности появились многопроцессорные системы, состоящие из двух и более процессоров общего назначения, осуществляющих из двух и более процессоров общего назначения, осуществляющих параллельное выполнение команд. параллельное выполнение команд. Поддержка мультипроцессирования является важным свойством ОС и Поддержка мультипроцессирования является важным свойством ОС и приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. Многопроцессорная обработка реализована в таких ОС, как Linux, Solaris, Многопроцессорная обработка реализована в таких ОС, как Linux, Solaris, Windows NT, и ряде других.Windows NT, и ряде других.Многопроцессорные ОС разделяют на симметричные и асимметричные. Многопроцессорные ОС разделяют на симметричные и асимметричные. – В В симметричных ОСсимметричных ОС на каждом процессоре функционирует одно и то на каждом процессоре функционирует одно и то

же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из процессоров доступна вся память.процессоров доступна вся память.

– В В асимметричных ОС асимметричных ОС процессоры неравноправны. Обычно процессоры неравноправны. Обычно существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.

Классификация ОСКлассификация ОССистемы реального времениСистемы реального времениВ разряд многозадачных ОС, наряду с пакетными системами и В разряд многозадачных ОС, наряду с пакетными системами и системами разделения времени, включаются также системами разделения времени, включаются также системы системы реального времениреального времени..– Они используются для управления различными техническими Они используются для управления различными техническими

объектами или технологическими процессами. Такие системы объектами или технологическими процессами. Такие системы характеризуются предельно допустимым временем реакции на характеризуются предельно допустимым временем реакции на внешнее событие, в течение которого должна быть выполнена внешнее событие, в течение которого должна быть выполнена программа, управляющая объектом. Система должна программа, управляющая объектом. Система должна обрабатывать поступающие данные быстрее, чем они могут обрабатывать поступающие данные быстрее, чем они могут поступать, причем от нескольких источников одновременно.поступать, причем от нескольких источников одновременно.

– Столь жесткие ограничения сказываются на архитектуре систем Столь жесткие ограничения сказываются на архитектуре систем реального времени, например, в них может отсутствовать реального времени, например, в них может отсутствовать виртуальная память, поддержка которой дает непредсказуемые виртуальная память, поддержка которой дает непредсказуемые задержки в выполнении программ. задержки в выполнении программ.

Классификация ОСКлассификация ОСОт эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом.

многозадачные и однозадачные

многопользовательские иоднопользовательские

многопроцессорные и однопроцессорные

Особенности использованного алгоритма управления процессором

Классификация ОСКлассификация ОС

Поддержка многозадачностиПоддержка многозадачности

однозадачные (MS-DOS, MSX)1. предоставляют пользователю

виртуальную машину, 2. более простой и удобный

процесс взаимодействия пользователя с ПК,

3. включают средства управления периферийными устройствами,

4. средства управления файлами, 5. средства общения с

пользователем.

Число одновременно выполняемых задач

многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95)управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессора, оперативной памяти, файлов и внешних устройств.

Однопользовательские

• MS-DOS• Windows 3.x• ранние версии OS/2

число одновременно работающих пользователей

многопользовательские UNIX, Windows NT

средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Классификация ОСКлассификация ОС

Многозадачная система

Многопользовательская система

НЕ ВСЕГДАНЕ ВСЕГДА

Однозадачная система

Однопользовательская система

Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время.

Способ распределения процессорного времени между несколькими Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. многом определяет специфику ОС.

невытесняющая (NetWare, Windows 3.x)

активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не отдаст управление ОС, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.

Многозадачность

вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX) решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается ОС, а не активным процессом.

Вытесняющая и невытесняющая Вытесняющая и невытесняющая многозадачностьмногозадачность

Примеры подобных ОС:Примеры подобных ОС:Solaris 2.x фирмы SunSolaris 2.x фирмы SunOpen Server 3.x компании Santa Crus OperationsOpen Server 3.x компании Santa Crus OperationsOS/2 фирмы IBMOS/2 фирмы IBMWindows NT фирмы Microsoft Windows NT фирмы Microsoft NetWare 4.1 фирмы Novell NetWare 4.1 фирмы Novell

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных.

Многопроцессорная обработкаМногопроцессорная обработка

Асимметричная ОС

целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.

Способ организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной

архитектурой

Симметричная ОС

полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.

Многопроцессорная обработкаМногопроцессорная обработка

Особенности областей

использованияСистемы разделения времени

Системыреальноговремени

Классификация ОСКлассификация ОССистемыпакетнойобработки

Системы пакетной обработкиСистемы пакетной обработки предназначались для решения предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. В системах пакетной обработки быстрого получения результатов. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач. выполнение интерактивных задач.

Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя. эффективность работы пользователя.

Системы пакетной обработкиСистемы пакетной обработки

Системы разделения времениСистемы разделения времени призваны исправить основной призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. программиста от процесса выполнения его задач.

Каждому пользователю системы разделения времени Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину. использует машину.


Системы реального времениСистемы реального времени применяются для управления применяются для управления техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме. покрытия не будет соответствовать норме.

Критерием эффективности для систем реального времени является их Критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется воздействия). Это время называется временем реакции системывременем реакции системы, а , а соответствующее свойство системы - соответствующее свойство системы - реактивностьюреактивностью. .


Education

Обзор операционных систем Microsoft Windows