Список операционных систем: особенности, характеристики и отзывы. Сравнительная характеристика операционных систем - документ

Организация таблицы страниц – один из ключевых элементов отображения адресов в страничной и сегментно-страничной схемах. Рассмотрим структуру таблицы страниц для случая страничной организации более подробно.

Итак, виртуальный адрес состоит из виртуального номера страницы и смещения. Номер записи в таблице страниц соответствует номеру виртуальной страницы. Размер записи колеблется от системы к системе, но чаще всего он составляет 32 бит. Из этой записи в таблице страниц находится номер кадра для данной виртуальной страницы, затем прибавляется смещение и формируется физический адрес. Помимо этого запись в таблице страниц содержит информацию об атрибутах страницы. Это биты присутствия и защиты (например, 0 – read/write, 1 – read only...). Также могут быть указаны: бит модификации, который устанавливается, если содержимое страницы модифицировано, и позволяет контролировать необходимость перезаписи страницы на диск; бит ссылки, который помогает выделить малоиспользуемые страницы; бит, разрешающий кэширование, и другие управляющие биты. Заметим, что адреса страниц на диске не являются частью таблицы страниц.

Основную проблему для эффективной реализации таблицы страниц создают большие размеры виртуальных адресных пространств современных компьютеров, которые обычно определяются разрядностью архитектуры процессора. Самыми распространенными на сегодня являются 32-разрядные процессоры, позволяющие создавать виртуальные адресные пространства размером 4 Гбайт (для 64-разрядных компьютеров эта величина равна 264 байт). Кроме того, существует проблема скорости отображения, которая решается за счет использования так называемой ассоциативной памяти.

Подсчитаем примерный размер таблицы страниц. В 32-битном адресном пространстве при размере страницы 4 Кбайт (Intel) получаем 232/212=220, то есть приблизительно миллион страниц, а в 64-битном и того более. Таким образом, таблица должна иметь примерно миллион строк (entry), причем запись в строке состоит из нескольких байтов. Заметим, что каждый процесс нуждается в своей таблице страниц (а в случае сегментно-страничной схемы желательно иметь по одной таблице страниц на каждый сегмент).

Понятно, что количество памяти, отводимое таблицам страниц, не может быть так велико. Для того чтобы избежать размещения в памяти огромной таблицы, ее разбивают на ряд фрагментов. В оперативной памяти хранят лишь некоторые, необходимые для конкретного момента исполнения фрагменты таблицы страниц. В силу свойства локальности число таких фрагментов относительно невелико. Выполнить разбиение таблицы страниц на части можно по-разному. Наиболее распространенный способ разбиения – организация так называемой многоуровневой таблицы страниц. Для примера рассмотрим двухуровневую таблицу с размером страниц 4 Кбайт, реализованную в 32-разрядной архитектуре Intel.

Таблица, состоящая из 220 строк, разбивается на 210 таблиц второго уровня по 210 строк. Эти таблицы второго уровня объединены в общую структуру при помощи одной таблицы первого уровня, состоящей из 210 строк. 32-разрядный адрес делится на 10-разрядное поле p1, 10-разрядное поле p2 и 12-разрядное смещение d. Поле p1 указывает на нужную строку в таблице первого уровня, поле p2 – второго, а поле d локализует нужный байт внутри указанного страничного кадра (рис. 8).

Рисунок 8 – Пример двухуровневой таблицы страниц

При помощи всего лишь одной таблицы второго уровня можно охватить 4 Мбайт (4 Кбайт x 1024) оперативной памяти. Таким образом, для размещения процесса с большим объемом занимаемой памяти достаточно иметь в оперативной памяти одну таблицу первого уровня и несколько таблиц второго уровня. Очевидно, что суммарное количество строк в этих таблицах много меньше 220. Такой подход естественным образом обобщается на три и более уровней таблицы.

Наличие нескольких уровней, естественно, снижает производительность менеджера памяти. Несмотря на то, что размеры таблиц на каждом уровне подобраны так, чтобы таблица помещалась целиком внутри одной страницы, обращение к каждому уровню – это отдельное обращение к памяти. Таким образом, трансляция адреса может потребовать нескольких обращений к памяти.

Количество уровней в таблице страниц зависит от конкретных особенностей архитектуры. Можно привести примеры реализации одноуровневого (DEC PDP-11), двухуровневого (Intel, DEC VAX), трехуровневого (Sun SPARC, DEC Alpha) пейджинга, а также пейджинга с заданным количеством уровней (Motorola). Функционирование RISC-процессора MIPS R2000 осуществляется вообще без таблицы страниц. Здесь поиск нужной страницы, если эта страница отсутствует в ассоциативной памяти, должна взять на себя ОС (так называемый zero level paging).

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Гимназия г. Надыма»

Сравнение распространенных операционных систем

Выполнил: Вавилин Михаил,

Руководитель: ,

учитель информатики и ИКТ

1. Введение………………………………………………………………………………………….2

2. Обзор литературы………………………………………………………………………………..3

3. Практические данные……………………………………………………………………………6

4. Выводы…...……………………………………………………………………………………….9

5.Список литературы………………………………………………………………………………10

Введение.

Среди всех компьютерных программ, с которыми работают пользователи ПК, особое место занимают операционные системы. От выбора ОС зависит производительность Вашей работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т. д. Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем более современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

ОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

Таким образом, выбор операционной системы очень важен, так как от этого выбора будет зависеть вся дальнейшая работа ПК: производительность, степень защищенности данных и т. д.

Но вы не можете просто прийти в магазин и купить то, что вам понравилось. Для того, чтобы сделать этот выбор вам, для начала, нужно ознакомиться с системными требованиями данного продукта, а затем подобрать тот, который вам больше подходит.

Поэтому целью нашей работы стало представление и сравнение с разных сторон наиболее распространенных операционных систем.

1. Рассмотреть системные требования распространенных операционных систем.

2. Ознакомиться с выбором большинства пользователей.

3. Проанализировать современные ОС и выявить их недостатки и достоинства.

Объект работы: операционные системы.

Предмет исследования: сравнительный анализ некоторых современных операционных систем.

Обзор литературы.

Операционная система, ОС (англ. operating system) - базовый комплекс компьютерных программ своего рода, передатчик между компьютерным железом и остальными программами. ОС принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и «переводит» их на понятный машине язык. ОС управляет всеми подключенными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам.

ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обывателей, обычных пользователей компьютерной техники , ОС включает в себя и программы пользовательского интерфейса. Основные функции (простейшие ОС):

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);

Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как Жёсткий диск, Компакт-диск и т. д.), как правило, с помощью файловой системы;

Пользовательский интерфейс;

Сетевые операции, поддержка стека протоколов

Каждая ОС состоит как минимум из 3-х обязательных частей.

Первая – ядро, командный интерпретатор, «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая – специализированные программы для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Такие программы называются драйверами. Сюда же относятся так называемые «системные библиотеки», используемые как самой операционной системой, так и входящими в ее состав программами.

Третья часть – удобная оболочка, с которой общается пользователь – интерфейс. Это своего рода красивая обертка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро. Сравнение с упаковкой удачно еще и потому, что именно на нее обращают внимание при выборе ОС, - о ядре же, главной части ОС, вспоминают уже потом.

Самые распространенные на сегодняшний день операционные системы – это все операционные системы компании Microsoft , Linux и Mac OS.

Особое внимание на ОС Windows я заострять не буду, так как практически любой, кто пользуется компьютером, наверняка использует в качестве своей настольной операционной системы Windows. Поэтому сразу перейдем к системным требованиям данного продукта.

1. Microsoft Windows XP

Для быстрой и стабильной работы ваш компьютер должен обладать процессором Pentium-II, частота процессора от 500 МГц, свободным дисковым пространством не менее 2 Гбайт и, соответственно, устройством для чтения дисков.

2. Microsoft Windows Vista

Если вы остановили свой выбор на Vista, то система вашего компьютера должна быть не слабее данных системных требований: процессор с тактовой частотой не менее 800 МГц, 512 Мб оперативной памяти, 32 Мб видео памяти, графическая плата с поддержкой DirectX 9, устройство для чтения DVD и не менее 15 Гб свободного места на жестком диске.

3. Microsoft Windows Seven

Для работы этой системы вам необходим процессор с частотой не менее 1 ГГц, 1 Гб оперативной памяти или выше, более 16 Гб свободного места на жестком диске, устройство для чтения DVD и графическая карта совместимая с DirectX 9.

система для доступа в интернет.

Самая лакомая цель для

вредоносных программ в

последние несколько и в

ближайшие пару лет.

Требуется установка Service Pack

2 и сторонних антивирусов и

фаэрволлов, а также множества

обновлений и патчей для

безопасного использования в

Linux более безопасная

система, чем Windows.

Например, Ubuntu, по -

умолчанию, даже не создает

администраторский аккаунт, который

является непременной целью

для вредоносных программ.

В сердце Unix - более

строгая система, что ведет к меньшему количеству дыр в

безопасности по сравнению с

архитектурой Windows.

Маленькая

распространенность Linux

приводит к тому, что хакеры

меньше обращают на нее

внимание, чем на Windows.

Интерфейс четкий, неперегруженный и

логичный. Настолько хорош, что его

пытаются воссоздать на других

операционных системах с помощью тем

оформления и специальных программ.

Полупрозрачность и эффекты анимации

очень органичны и помогают

ориентироваться в системе.

Наличие виртуальных рабочих столов

с возможностью перетаскивания

окон между столами.

Возможность использования виджетов.

Мгновенный поиск уже при

наборе ищет файлы и их содержимое по

всей системе и в локальной сети,

поддерживает логические операции и

арифметические вычисления.

Выводы

1. Microsoft Windows XP

Скорее всего, вы хорошо знакомы с этой системой. Если вас все устраивает, то нет необходимости менять свои привычки. Пять лет обновлений сделали Windows XP настолько безопасной, насколько она вообще может быть, но все же уступающей по этому параметру и Vista, и Seven и Linux, и Mac OS X. Небольшие требования к ресурсам делают эту систему самой подходящей для компьютерных игр, пока DirectX 10 не захватит мир. Она не требовательна и удовлетворяет всем основным потребностям пользователя, но Microsoft постепенно вытесняет ее с рынка, освобождая место для более поздних своих продуктов..

2. Microsoft Windows Vista

Вам придется получить Windows Vista, если вы покупаете новый компьютер. Интерфейс Windows Vista более живой по сравнению с таковым у XP, что позволит вам более удобно общаться системой в течение ежедневных рутин. В Windows Vista присутствуют некоторые новые полезные инструменты и она безопаснее для работы в сети. Однако это не стоит цены обновления ПО и потери в производительности.

Windows Vista скажу откровенно - не удалась, сейчас она считается даже «неполноценной» операционной системой, а своеобразным побочным продуктом, переходом от XP к Seven.

3. Windows Seven

На момент выхода Windows 7 самой популярной операционной системой являлась Windows ХР. Однако со времени ее выпуска прошло более восьми лет, и за это время появилось множество новых устройств и технологий, для работы которых необходима поддержка операционной системы. После появления Windows Seven и обновления у пользователей оборудования, данная система стала неплохой заменой Windows XP, перепрыгнув Windows Vista. Windows Seven очень успешный продукт, который понравится многим пользователям, но она требовательна к системным ресурсам вашего компьютера.

4. Linux

Если вам надоело беспокоиться о сохранности своих данных на компьютере и бороться с бесчисленным множеством вредоносных программ, вы можете легко попробовать Linux. Вдруг он удовлетворит ваши запросы. Просто найдите загрузочный диск. Богатейшие возможности настройки делают Linux дистрибутивы идеальным вариантом для пользователей… со знанием Linux (программистов). Для обычных же пользователей, кто хочет просто работать за компьютером - система все еще остается недостаточно дружелюбной.

5. Apple Mac OS X

Mac OS можно назвать лучшей операционной системой, но у нее есть один огромный минус – чтобы стать счастливым ее обладателем, вам придется купить ноутбук фирмы Apple, а это не дешевое удовольствие. Если компьютеры Apple укладываются в ваш бюджет, то Macintosh - замечательный выбор. Вы получите мощный инструмент с самой функциональной и дружелюбной ОС на сегодняшний день

Таким образом, на сегодняшний день, самым оптимальным вариантом остается операционная система Windows XP.

Список литературы.

1. Информатика. Базовый курс/ и др. – Спб.: издательство «Питер», 2000.

2. Борисов информатики и вычислительной техники./ – Ростов н/Д: Феникс, 2006

3. Информатика: «Энциклопедический словарь для начинающих» / Сост. . – М.: Педагогика-Пресс, 1994

4. http://aleksandrservis. *****/

Информатика - Операционная система (ОС ) - Основные задачи ОС - Интерфейс пользователя - Характеристики, оболочки

Операционная система (ОС) - это совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратными ресурсами компьютера, поддержка выполнения программ, взаимодействие программ с аппаратной частью, другими программами и пользователем.

ОС является базовым ПО, без которого ЭВМ не может работать. Поэтому любой тип ЭВМ комплектуется ОС. Обычно имеется несколько разновидностей ОС, ориентированных на один и тот же тип ЭВМ. Основная часть ОС ядро загружается в оперативную память при включении компьютера и находится там постоянно в течение всего периода работы ЭВМ (т. е. резидентно).

Прикладные программы могут работать только в среде какой-либо операционной системы. Для каждой разновидности ОС разрабатывается свой набор прикладных программ (приложений).

Ситуация, когда программа, разработанная для одной операционной системы может выполняться в среде другой ОС непосредственно, встречается нечасто. Чаще программные продукты, ориентированные на какую-то конкретную ОС не могут функционировать в среде другой ОС (программная несовместимость).

Основное назначение операционной системы - это связь между программными продуктами и непосредственно "железом" компьютера. Операционная система делает программы в определенной степени независимыми от конкретной модификации машины и установленного на ней оборудования. Она также позволяет "сказать" пользователю, что он хочет от компьютера.

В операционной системе приняты некоторые соглашения и ограничения, действующие для того, чтобы она смогла "понять" желания пользователя. Диалог с операционной системой чем-то похож на разговор с глупым, непонятливым, но исполнительным слугой. Она понимает тебя только тогда, когда ты ей скажешь, где что лежит и что с этим надо делать, причем, если сказать это неточно, то она может сделать совсем другое или отказаться делать что-либо вообще.

Основные задачи ОС

1. поддержка работы программ; обеспечение их взаимодействия с аппаратной частью и друг с другом;

2. распределение ресурсов (процессорного времени, оперативной памяти, дискового пространства и т.п.); организация файловой системы (системы хранения данных на внешних носителях информации); учет использования ресурсов, управление видеосистемой;

3. обработка ошибочных ситуаций; защита информации;

4. поддержка возможности для пользователя управлять машиной с помощью специальных команд (обработка командного языка в процедурной среде) или воздействием на определённые объекты (кнопки и др. в объектно-ориентированной среде);

5. поддержка сети.

Интерфейс пользователя

Кроме управления ресурсами и поддержки работы программ ОС представляет пользователю возможность управлять компьютером в режиме диалога. Это происходит при помощи интерфейса пользователя.
Интерфейс пользователя - составляющая программного продукта, обеспечивающая диалоговое взаимодействие между программой и пользователем.

Простейшая разновидность ИП - интерфейс командной строки. Он предполагает управление компьютером посредством ввода команд с клавиатуры.

Ярким примером служит коммандная строка в MS-DOS:

C:\USERS\DIPLOM\> copy head.htm C:\USERS\BAKALAVR

1 файл скопирован

Более удобный вид ИП - текстовый оконный интерфейс. Он не требует набора команд на клавиатуре, а сводит управление к нажатию отдельных клавиш или кнопок мыши при выборе управляющих действий в меню и диалоговых окнах.

Примером может служить инструментальная оболочка Borland Pascal:

Наиболее современным является графический оконный интерфейс, соединяющий в себе развитые диалоговые средства оконного интерфейса (системы меню, диалоговые окна, панели инструментов, пиктограммы и др.) с большими изобразительными возможностями графического режима.

Примером может служить окно папки "Мой компьютер":

----

Характеристики ОС

1. разрядность (для ПЭВМ 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные ОС);

2. число программ, одновременно выполняемых под управлением ОС (одно - и многозадачные ОС).
Многозадачные ОС поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, работающих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Многозадачность бывает корпоративная и вытесняющая.
При наличии корпоративной многозадачности приложения совместно используют процессор, периодически передавая его друг другу. Если какое-то приложение откажется освободить процессор, система ничего не сможет с этим поделать.
Если используется вытесняющая многозадачность, то операционная система полностью контролирует все приложения и распределяет между ними процессорное время, тем самым сильно понижая вероятность "зависания" системы при ошибках в работе программ.
Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени;

3. многопоточность - это технология, позволяющая приложением должным образом осуществлять многозадачное выполнение своих процессов. Процесс - любая задача или деятельность, инициируемая программой. Одна программа может выполнять несколько процессов одновременно;

4. тип пользовательского интерфейса: интерфейс командной строки, текстовый оконный интерфейс, графический оконный интерфейс пользователя (ИКС, ТИП, ГИП);

5. требование к аппаратным ресурсам;

6. производительность;

7. надежность (устойчивость в работе, защищенность данных от несанкционированного доступа);

8. обеспеченность прикладными программами;

9. наличие сетевых возможностей (сетевые, локальные ОС);
Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным при обеспечении их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов;

10. количество поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные;
Многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают использование нескольких процессоров для решения одной задачи;

11. открытость операционной системы, заключается в том, что компоненты ОС доступны в исходных кодах для любого пользователя.

12. способ использования оперативной памяти;
Различают два способа работы с памятью: линейный адресный - ОС работает со всей системной памятью, как с единым непрерывным пространством; сегментарный - ОС работает с небольшим объёмом доступной без специальных средств оперативной памяти.

Наиболее распространенные ОС для ЭВМ

Основными характеристиками операционных систем являются:

Первый представитель этого семейства - система MS- DOS (Microsoft Disk Operating System-дисковая операционная система фирмы Microsoft)была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM PC.
Операционные системы семейства DOS являются однозадачными 16 разрядными и обладают следующими особенностями:

Интерфейс командной строки
Модульность структуры, упрощающая перенос системы на другие типы ЭВМ
Небольшой объём доступной без специальных средств оперативной памяти(640 Кбайт)
Низкие аппаратные требования, большой объём прикладных программ.

Существенным недостатком операционных систем семейства DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС, а также низкая надёжность, отсутствие сетевых возможностей. В настоящее время MS DOS входит в состав OC Windows 95.

НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ MS-DOS

Сама операционная система MS-DOS (да и любая другая операционная систем тоже) состоит из нескольких частей:

Загрузчик операционной системы - это небольшая программа, хранящаяся в первом секторе любой системной дискеты (дискеты с записанной на ней операционной системой) или винчестера, которая загружает в память два системных файла io.sys и msdos.sys. Именно загрузчику операционной системы передает управление BIOS при начальном старте машины.

Файлы io.sys и msdos.sys при работе постоянно находятся в памяти компьютера: io.sys осуществляет дополнение базовой системы ввода-вывода в зависимости от потребностей данной версии операционной системы, a msdos.sys реализует все стандартные функции данной версии. Помимо этого, msdos.sys загружает в память командный процессор.

Командный процессор (файл command.com) обслуживает работу системы с пользователем. Он сам выполняет часть команд операционной системы (эти команды называются внутренними), а при вызове внешних команд или выполнении других программ передает им управление, по окончанию их работы снова берет управление на себя и выгружает отработавшую программу из памяти.
Внешние команды операционной системы представляют из себя отдельные программы, выполняющие какие-либо сервисные функции.

Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, их основное назначение - расширение возможностей отдельных устройств компьютера (например, памяти), подключение дополнительного оборудования (скажем, мыши) и обеспечение нормальной работы нестандартных устройств.

Рассмотрим теперь принципы организации хранения информации в компьютере.

Оболочки операционных систем

Оболочкой ОС называют надстройку над операционной системой, существенно облегчающую работу пользователя и предоставляющую ему ряд дополнительных сервисных услуг.

Оболочки операционных систем обеспечивают:

* создание, переименование, копирование, пересылку, удаление и быстрый поиск файла в текущем каталоге диска или на всех дисках компьютера;
* просмотр, создание и сравнение каталогов;
* просмотр, создание и редактирование текстовых файлов;
* архивацию, обновление и разархивацию архивных файлов и просмотр архивов;
* синхронизацию каталогов, расщепление и слияние файлов;
* поддержку связи двух компьютеров через последовательный или параллельный порты;
* форматирование и копирование дискет, смену метки дискеты и метки тома для жестких дисков, а также чистку дисков от ненужных файлов;
* запуск программ.

Наибольшую популярность среди пользователей получила оболочка Norton Commander (NC). Этот программный продукт позволяет видеть файлы и каталоги на двух постоянно отображаемых панелях нескольких типов и удобно манипулировать файлами с помощью функциональных клавиш и мыши.

Оболочка DOS Navigator полностью копирует исходную идею NC, но имеет дополнительные функции. Она поддерживает работу с большим количеством архиваторов, позволяет выделять файлы различных типов цветом, имеет более удобные средства для межкомпьютерной связи через модем.

Графические оболочки для Windows - Dash Board for Windows, Dash Board for Windows 95, DeskBar 95 for Windows 95 - позволяют пользователю быстро создавать меню запуска программ и вызова документов, а также контролировать использование системных ресурсов.

Оболочки Shez и RAR предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в среде MS-DOS. Оболочки WinRAR и WinZiр предназначены для управления сжатием (архивированием) и распаковкой файлов в графической среде. Оболочки NDOS, Norton Desktop for Windows предназначены для управления файлами.

Дата публикации: 01.10.2010 10:34 UTC

Теги: :: :: :: :: :: :.

Понятие о функции и операционной системы

Современная компьютерная система состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, клавиатуры, монитора, принтеров, сетевого интерфейса и других устройств, то есть является сложной комплексной системой. Написание программ, которые следят за всеми компонентами, корректно используют их и при этом работают оптимально, представляет собой крайне трудную задачу. По этой причине компьютеры оснащаются специальным уровнем программного обеспечения, называемого операционной системой.

Операционная система -- комплекс программ, который управляет ресурсами компьютерной системы, осуществляет организацию вычислительных процессов в широком смысле и обеспечивает взаимодействие между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.

Операционная среда -- это программная среда, образуемая операционной системой, определяющая интерфейс прикладного программирования (API) как множество системных функций и сервисов (системных вызовов), предоставляемых прикладным программам. Операционная среда может включать несколько интерфейсов прикладного программирования

Оболочка операционной системы -- в общем случае, это часть операционной системы, определяющая интерфейс пользователя, его реализацию, командные и сервисные возможности по управлению прикладными программами и компьютером.

Развитие операционных систем непосредственно связано с развитием вычислительной техники. С увеличением производительности компьютерных систем постепенно менялся, расширялся и качественно усложнялся, круг задач, решаемых компьютерными системами. Соответственно изменились и требования, предъявляемые к операционным системам. В настоящий момент можно сформулировать ряд задач, для решения которых должна быть предназначена ОС. Эти задачи можно разделить на четыре основных составляющих:

• 1. Организация удобного интерфейса между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера, с другой стороны. Сюда можно отнести:
  • · Разработка программ. ОС предоставляет различные инструменты разработки (от библиотек API до редактора)
  • · Исполнение программ. ОС берёт на себя все задачи по загрузке программы в память, предоставлению для программ единообразного интерфейса ввода-вывода различных устройств, подготовке ресурсов и т.п.
  • · Доступ к устройствам ввода-вывода. Для управления любым устройством необходимо знать технические параметры и специфический для данного устройства набор команд. Операционная система скрывает сложность взаимодействия с устройствами и предоставляет пользователю удобный универсальный пользовательский интерфейс всех устройств, а программисту -- удобный программный интерфейс использующий простые команды чтения и записи.
  • · Контролируемый доступ к файлам. Доступ к файлам контролируется ОС в зависимости от типа и структуры файла и описанных прав субъекта, желающего получить доступ к файлу. Кроме того контролируют и урегулируются конфликтные ситуации, возникающие в случае одновременного доступа.
  • · Системный доступ. ОС управляет доступом к совместно используемой и общедоступной вычислительной системе в целом, а также к отдельным системным ресурсам, защищает от несанкционированного использования и разрешает конфликтные ситуации.
  • · Обнаружение ошибок и их обработку. ОС имеет собственные средства контроля возникающих ошибок исполняемых программ и аппаратуры, а также имеет возможность самостоятельно обрабатывать эти ошибки, в случае если конкретная обработка возникшей ошибки не предусмотрена программистами в соответствующей программе или драйвере аппаратуры.
  • · Учёт использования ресурсов. ОС, зачастую, имеет встроенные средства учёта потребления и доступа к ресурсам, примером могут служить счётчики (counters) потребления сетевого трафика в ОС Linux и система аудита действий с файлами в ОС Windows версии 2000 и старше.
• 2. Организация эффективного использования ресурсов компьютера в зависимости от некоторого выбранного разработчиками ОС критерия эффективности. Критерии выбираются разработчиками в зависимости от назначения ОС. К примеру, для системы, контролирующей некий технический процесс (конвейерная сборка, полёт вертолёта), критерием эффективности будет служить минимальное время реакции на возникающие внешние события, а для настольного компьютера -- обязательная корректная обработка всех действия пользователя (реакции на нажатия клавиш, возможность снять задачу, сохранность данных), даже если какие-то программы работают нестабильно. Управление ресурсами включает решение ряда общих задач, не зависимо от типа ресурса:
  • · Планирование (распределение) -- определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить этот ресурс.
  • · Отслеживание состояния ресурса
  • · Учёт использования ресурса
  • · Урегулирование конфликтов, возникающих при запросе ресурсов процессами
• 3. Облегчение процессов эксплуатации аппаратных и программных средств вычислительной системы. Сюда можно отнести служебные программы, обеспечивающие резервное копирование, архивацию данных, проверку, очистку, дефрагментацию дисковых устройств, программы диагностики, средства восстановления данных и прочее.
• 4. Возможность развития. Многие современные ОС устроены так, что допускают эффективную разработку, тестирование и внедрение новых системных функций, не прерывая процесса функционирования системы.

Современные операционные системы включают в себя сотни и даже тысячи модулей, ориентированных на решения различных задач. Часто эти модули группируются по назначению в подсистемы. Каждая из таких подсистем включает в себя набор модулей и функций для решения некоторого класса задача. Эти задачи можно разделить на семь крупных классов. операционная система таблица

• 1. Управление процессами. Подсистема управления процессами распределяет между исполняемыми процессами главный ресурс вычислительной системы - процессорное время. Параллельно решается ряд общих задач по распределению других ресурсов и управлению межпроцессорными взаимодействиями, например: синхронизация процессов и предотвращение эффекта гонок.
• 2. Управление памятью. Подсистема управления памятью распределяет имеющийся объём физической памяти между всеми существующими в данный момент времени процессами, производит загрузку программ в память, настройку адресно-зависимых частей кода процесса на физические адреса выделенной области, а также защищает области памяти каждого процесса от влияния других процессов. Одним наиболее удобных способов управления памятью, используемых в настоящее время, является механизм виртуальной памяти. Этот механизм позволяет программисту работать с памятью как с потенциально бесконечным ресурсом (ограниченным лишь возможностями адресации конкретной архитектуры процессора). Более того, вне зависимости от реального (возможно, весьма сложного) распределения памяти, этот механизм предоставляет программе и программисту память как однородную последовательность ячеек, занумерованную, начиная нуля.
• 3. Управление файлами. Файловая подсистема ОС виртуализирует в виде файлов набор данных, хранящихся на внешнем накопителе. Для удобство пользователя файлы могут объединяться в группы -- каталоги, в свою очередь, каталоги и файлы также могут группировать в каталоги, образуя древовидную структуру. Многие реализации файловых систем позволяют реализовать не только древовидную структуру организации информации, но более сложные структуры, когда один и тот же файл или каталог отображается одновременно в различных частях структуры (например, в разных каталогах). Такая организация файлов называется сетевой, а соответствующая математическая структура носит название -- сеть и является частным случаем более сложного математического объекта -- графа. Виртуализация информации в виде файлов оказалась настолько удобной, что некоторые операционные системы обобщили этот подход на прочие задачи представления ресурсов компьютерной системы. Так например файловые системы семейства *nix (Linux, Unix, Free BSD и прочие) отображают в файловой системе специальный каталог /dev/ каждый файл которого на самом деле является интерфейсом какого-либо устройства, и для каждого подключенного в систему устройства в этом каталоге создаётся специальный файл. Таким образом, взаимодействия с устройствами сводятся к операциям записи и чтения, производимым с такими специальными файлами.
• 4. Управление внешними устройствами. Функции управления внешними устройствами образуют подсистему ввода-вывода. Основная сложность построения этой подсистемы заключается в том, что она должна обеспечивать работу с любым подключенным устройством. Изначально ОС не может «знать» как управлять всеми возможными устройствами. Для каждого конкретного устройства производитель пишет специальную программу, встраиваемую в подсистему ввода-вывода ОС и обеспечивающую управление данным устройством. Такая программа называется драйвером. Т.е. подсистема ввода-вывода должна быть устроена так, чтобы допускать встраивание модулей (драйверов), написанных сторонними программистами (например, производителями оборудования), при этом взаимодействия между подсистемой ввода-вывода и прочими частями ОС должны оставаться корректными.
• 5. Защита и администрирование. Соответствующая подсистема обеспечивает сохранность данных, контроль доступа, отказоустойчивость, контроль и отработку ошибок исполнения процессов и аппаратуры. Эта подсистема влияет на работу прочих подсистем. Одна из важнейших её задач -- определение прав субъекта, получающего доступ к компьютерной системе. С этой целью используется процедура логического входа в систему, в процессе которого «устанавливается личность пользователя» (введённые имя и пароль проверяются на соответствие хранимым). Такая процедура называется аутентификацией.

Аутентификация (Authentication) -- подтверждение подлинности -- процедура проверки соответствия субъекта и того, за кого он пытается себя выдать, с помощью некой уникальной информации, в простейшем случае -- с помощью имени и пароля.

При доступе к конкретному ресурсу компьютерной системы подсистемой защиты и администрирования производится другая, не менее важная процедура -- авторизация. Авторизация -- процесс, а также результат процесса проверки необходимых параметров и предоставление определённых полномочий (прав доступа) лицу или группе лиц на выполнение некоторых действий в системах с ограниченным доступом.

Кроме того, во многих современных ОС предусмотрена возможность протоколирования (аудита) пользовательских действий, от которых зависит безопасность системы.

Также подсистема защиты и администрирования обеспечивает отказоустойчивость вычислительной системы с использованием как программных, так и аппаратных средств.

• 6. Интерфейс прикладного программирования. Развитие модулей этой подсистемы происходит особенно бурно в последнее время. Изначально предусматривалось, что подсистема интерфейса прикладного программирования (API, Application Programming Interface) будет предоставлять прикладным программам набор функций, упрощающий написание приложений. Например, функции, отвечающие за графический интерфейс (отрисовка окон приложений, их масштабирование, перенос на экране и т.п.). Приложения выполняют обращения к функциям API с помощью системных вызовов, по логике работы похожих на вызовы подпрограмм. Таким образом, в прикладных программах эти функции не описаны, но успешно используются, что сокращает объём кода и времени написания программ, а также повышает надёжность. В последствие различных библиотек таких «удобных» функций становилось всё больше, сами библиотеки расширялись, покрывая целые предметные области. Со временем концепция интерфейса прикладного программирования эволюционировала в концепцию программных прикладных сред, которая будет рассмотрена позже.
• 7. Пользовательский интерфейс. Подсистема пользовательского интерфейса обеспечивает удобство взаимодействия пользователя (программиста, администратора) с компьютерной системой, предоставляет удобный и интуитивно понятный для человека интерфейс, обеспечивает интерактивность работы за терминалом (алфавитно-цифровым либо графическим). При работе с алфавитно-цифровым терминалом, пользователь взаимодействует с ОС с помощью команд, набираемых в командной строке. Если ОС поддерживает графический интерфейс, то взаимодействие осуществляется через множество. Кроме того, существуют системы с голосовым пользовательским интерфейсом, но они менее распространены из-за сложности задачи распознавания голоса произвольно взятого человека. Такие системы, как правило, либо распознают очень ограниченный набор голосовых команд произвольного человека; либо распознают достаточно большой набор команд, но при этом «натренированы» на голос одного конкретного человека. Во втором случае процесс «тренировки» занимает много времени.

Таблица 1. Данные о движении товаров за месяц по предприятию.

Таблица 1.1 Отсортированные данные о движении товаров за месяц по предприятию.

Таблица 2. Оборотная ведомость движения товаров за месяц.

Таблица 2.1 Наименование товара, который имеет наименьшую цену.

Таблица 2.2 Наименование товаров, которых осталось на конец месяца в количестве от 10 до 20 включительно.

Таблица 2.3 Записи о товарах, которых поступило за месяц более 10.

Таблица 3. Итоговые данные по каждому цеху и общие итоги по предприятию.

Столбиковая диаграмма остатков товаров на начало и конец месяца по одному цеху.

Круговая диаграмма суммарных остатков за месяц по всем цехам предприятия.

Список используемой литературы

• 1. Методические указания по выполнению контрольной работы по информатике для студентов заочного отделения / сост. Н.Д. Белова, Н.И. Щадрина. - Хабаровск, 2010.
• 2. Указания по выбору контрольных работ. Хабаровск, 2011.
• 3. Информатика. Учебник для вузов / Под ред. Н.В. Макаровой. - М., 2001 Степанов А.Н. Информатика. Учебник для вузов. Спб.: Питер,2008.
• 4. Безручко В.Т. Практикум по курсу «Информатика». Работа в Windows, Word, Excel: учеб. Пособие для вузов / В.Т. Безручко. - М. : Финансы и статистика, 2002.