Л 01 ОС

лекция

Лекция №1

Тема: «Роль и задачи операционных систем»

Цель: выяснить назначение и функции современных ОС, изучить этапы развития ОС от простейших систем пакетной обработки в современных ОС.

план

  1. Операционная система. Определение и назначение.
  2. Функции операционных систем.
  3. Основные качества ОС.
  4. Поколение операционных систем.
    1. Нулевое поколение (сороковые годы)
    1. Первое поколение (пятидесятые годы)
    1. Второе поколение (шестидесятый года)
    1. Третье поколение (семидесятые годы)
    1. Четвертое поколение (восьмидесятые годы)
  1. Операционная система. Определение и назначение.

Операционная система(ОС) — это набор программ, обеспечивающих возможность использования аппаратуры компьютера. При этом аппаратура компьютера предоставляет только вычислительные мощности, задача же ОС заключается в том, чтобы сделать аппаратуру доступной и по возможности удобной для пользователя. ОС обеспечивают также рациональное и координированное управление аппаратурой для достижения высокой производительности. ОС — это преимущественно администратор ресурсов, управляет процессорами, памятью, устройствами ввода-вывода и данными.

Главное назначение ОС — это управление ресурсами, а главные ресурсы, которыми она управляет, — это аппаратура компьютера:

• процессор;

• память;

• устройства ввода-вывода.

  • Функции операционных систем.

 ОС реализует множество различных функций, в том числе:

• определяет так называемый интерфейс,

• обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между пользователями,

• дает возможность работать с общими данными в режиме коллективного пользования,

• планирует доступ пользователей к общим ресурсам,

• обеспечивает эффективное выполнение операций ввода-вывода,

• осуществляет восстановление информации и вычислительного процесса в случае ошибок.

  • Основные качества ОС.

Независимо от того, какие функции выполняет ОС, она должна соответствовать определенным эксплуатационным требованиям, в частности система должна обладать следующими качествами.

• надежностью. Система должна быть. по меньшей мере. так же надежна, как и аппаратура на которой она работает. В случае ошибки в программном или аппаратном оборудовании система должна обнаружить ошибку и либо попытаться исправить положение, или постараться свести ущерб к минимуму.

• защитой. Система должна быть защищена от несанкционированного доступа.

• эффективностью. ОС представляет собой сложный комплекс программных средств, который использует значительную часть аппаратных ресурсов для собственных нужд. Итак, сама система должна быть как можно более экономичной, чтобы большая часть ресурсов оставалась в распоряжении пользователей. Кроме того, система должна управлять ресурсами пользователей так, чтобы свести к минимуму время простоя, или, что, то же самое, добиться максимальной загруженности ресурса.

• предсказуемостью. Пользователь хочет, чтобы обслуживание не очень сильно менялась в течение длительного времени. В частности, запуская программу, пользователь должен иметь представление, основанное на предыдущем опыте, о том, когда ему будет выдачи результатов. • удобством. ОС должна быть достаточно гибкой и удобной для пользователя.

  • Поколение операционных систем.

ОС, аналогично аппаратуре компьютера, на пути своего развития прошли через ряд радикальных изменений, так называемых поколений. Напомним, что для аппаратных средств понятие поколений связано с усовершенствованиями в элементной базе компьютеров от реле, электронных ламп, транзисторов — до интегральных большим и очень большим микросхем. Для ОС же понятие поколений связано с расширением функциональных возможностей и повышением эффективности их работы.

  • Нулевое поколение (сороковые годы)

Для первых вычислительных машин характерно отсутствие ОС, так как пользовательские программы реализовались непосредственно в машинных кодах.

  • Первое поколение (50-е годы)

Основными отличиями ОС 50-х годов является разработка средств для ускорения и упрощения перехода с задачи на задачу, то есть это было начало систем пакетной обработки, которые предусматривали объединение отдельных задач в группы, когда запущенная на решение задачи получала в свое полное распоряжение все ресурсы машины, а после завершения, управление возвращалось ОС, «расчищали» машину и обеспечивала ввод и запуск решения следующей задачи.

Считается, что первую ОС создала в начале 50-х годов для своих компьютеров IBM-701 исследовательская лаборатория фирмы GeneralMotors. А создание ассоциации пользователей SHERE, работающих на машинах фирмы IBM привело к возникновению до 1957 года множества ОС, разработанных самими пользователями и удовлетворяют вышеперечисленным характеристикам

  • Второе поколение (60-е года)

ОС создавались как системы коллективного пользования с мультипрограммным режимом работы, когда несколько пользовательских программ одновременно находятся в основной памяти компьютера, а центральный процессор быстро переключается с задачи на задачу. Главный фактор, способствующий успешному внедрению концепции мультипрограммирования в качестве средства повышения пропускной способности машины, был связан с существенным различием в скоростных характеристиках устройств ввода-вывода и центрального процессора.

  • Третье поколение (семидесятые годы)

Появление третьего поколения ОС фактически совпало с представлением фирмой IBM в 1964 году компьютеров семейства System / 360, эти компьютеры третьего поколения были разработаны как машины общего назначения. Особенностью ОС этого поколения является многорежимный системы, то есть возможность предоставления работы во всех известных режимах: пакетной обработки, разделения времени, режиме реального времени и мультипроцессорной режиме. Такие ОС оказались довольно громоздкими и дорогими (исключением является удачная разработка фирмы BellLaboratories — ОС UNIX). ОС третьего поколения представляли собой значительный шаг вперед в развитии средств программного обеспечения, но этот шаг оказался достаточно болезненным для пользователей, так как для того, чтобы заставить один из подобных систем выполнить простейшую задачу,

  • Четвертое поколение (восьмидесятые годы)

Благодаря широкому распространению вычислительных сетей и средств оперативной обработки данных в режиме on-line ОС четвертого поколения должны были обеспечивать возможность доступа к территориально распределенным компьютеров. С широким распространением персональных компьютеров появился термин дружеская, удобная для пользователя, ориентирована на неподготовленного пользователя ОС — что в итоге означает возможность предоставления достаточно простого доступа к вычислительным ресурсам.

Контрольные вопросы:

  1. Дайте определение операционной системы.
  2. Перечислите функции операционной системы.
  3. Что такое независимость программ от внешних устройств? Почему это так важно для пользователей?
  4. Опишите основные качества ОС.
  5. В чем заключались главные цели разработчиков первых ОС?
  6. Какова основная причина возникновения мультипрограммирования?
  7. Перечислите основные качества, которыми должен обладать ОС.
  8. Охарактеризуйте первое поколение операционных систем.
  9. Охарактеризуйте второе поколение операционных систем.
  10. Охарактеризуйте третье поколение операционных систем.
  11. Охарактеризуйте четвертое поколение операционных систем.