logo
Конспект лекцій з дисципліни

3.5. Короткий огляд сучасних операційних систем

В даний час існує велика кількість операційних систем і постійно з’являються нові, такі, що враховують недоліки і розширюють можливості попередніх. Багато які з ОС не просто є такими, що конкурують одна з одною чи вдосконаленням одна одної, а призначені для конкретної мети. Існують ОС для персональних комп’ютерів, для робочих станцій, для серверів тощо.

Основними характеристиками ОС є:

Зараз вся більша кількість ОС підтримує роботу з мережею і забезпечує вихід як в локальну мережу, до загальних ресурсів робочої групи, так і в усесвітню глобальну мережу Інтернет. Ці мережеві з’єднання можуть бути реалізовані як за допомогою мережевої карти, так і через модем.

Кожна з ОС вимагає для своєї роботи певних ресурсів, таких як обсяг оперативної пам’яті, обсяг вінчестера, тип процесора і його продуктивність. Тому важливо знати, для якої платформи призначена та або інша ОС. Можливість установки на різних платформах є важливим критерієм при виборі ОС.

Організація файлової системи ОС впливає на швидкість доступу до даних і на обсяг доступних даних.

Крім цього, не кожна операційна система підходить для виконання конкретного завдання, наприклад, для реалізації різних наукових експериментів, як правило, необхідна ОС реального часу (що забезпечує миттєвий відгук на подію) класу UNIX або Linux.

Розглянемо найбільш поширені ОС. Виділимо дві групи систем: операційні системи для персональних комп’ютерів і операційні системи для робочих станцій, серверів і мейнфреймів.

Операційні системи для персональних комп’ютерів. Сімейство ОС Windows. Фірма Microsoft розробила ціле сімейство операційних систем для IBM-сумісних комп’ютерів, і сьогодні вони використовуються на більшості персональних комп’ютерів.

В 1985 році була створена MS Windows 1.0, в 1992 Windows 3.1, трохи пізніше Windows 3.11, Windows 3.5, потім Windows 95, Windows NT 4.0, Windows 98, Windows 2000, Windows ME.

Windows 95-98 призначені в основному для вирішення офісних завдань: для ведення бухгалтерії, написання документів, подання графічних результатів діяльності фірм тощо. ОС Windows 95-98 підтримують файлову систему FAT32.

Такі системи, як Windows 95-98 можуть використовуватися як ОС для домашніх комп’ютерів, учбового процесу або для недосвідченого користувача, для початкового знайомства з комп’ютером, оскільки інтерфейс цих систем дуже зручний і інтуїтивно зрозумілий кожному. Базовими поняттями в них є вікно, піктограма і пускове меню. Багато користувачів настільки звикли до інтерфейсу цих систем, що вже не мислять собі роботу в системах з іншим призначеним для користувача інтерфейсом.

Windows 2000 Professional. Windows 2000 Professionalопераційна система для настільних комп’ютерів в організації будь-якого масштабу, що замінила Windows 95, як стандартну платформу для ділових застосувань. У процесі проектування Windows 2000 Professional переслідувалися наступні цілі: спростити роботу з системою; зберегти традиційні достоїнства систем Windows NT; перенести в систему кращі якості Windows 98; створити настільну систему, що легко конфігурується, дозволяє понизити загальну вартість володіння (Total Cost of Ownership, TCO).

У Windows 2000 використовується звичний інтерфейс Windows, але більш простий і "інтелектуальний". Забезпечується підтримка безлічі національних мов Спрощена настройка системи завдяки використанню нових програм-майстрів (для підключення нових пристроїв, створення мережевих з’єднань тощо).

Система орієнтована на роботу з мобільними комп’ютерами. Спрощено підключення і відключення пристроїв і роботу з dock-станцією, забезпечується економічніший режим використання батарей, є режим автономної роботи з документами, підвищена захищеність інформації (завдяки використанню шифруючої файлової системи)

Є ефективні інструменти для роботи з Інтернет, які вбудовані в систему, прискорюють роботу і пошук інформації в мережі Web.

Windows 2000 Professional успадковує традиційно сильні риси систем Windows NT: захищеність інформації, високу надійність, продуктивність.

Захищеність інформації забезпечується завдяки використанню модифікованої файлової системи NTFS 5.0, шифруючої файлової системи, комунікаційних протоколів, що дозволяють створювати закриті віртуальні приватні мережі (VPN), протоколу аутентифікації Kerberos і технологій управління доступом, таких як смарт - карти.

У системі покращено багатозадачне виконання застосувань, забезпечується підтримка пам’яті і процесорів, що масштабується, прискорюється доступ до інформації на локальних дисках і в мережі (завдяки індексуванню вмісту файлів).

У системі Windows 2000 Professional реалізовані багато вдалих рішень, що з’явилися після виходу системи Windows 98.

В порівнянні з Windows NT 4.0 система Windows 2000 Professional забезпечує кращу підтримку існуючих застосувань і драйверів. Нова система підтримує безліч наявних 32-розрядних застосувань, а також 16-розрядні Win- і DOS-застосування. Проте застосування, не відповідні моделі безпеки Windows NT, не працюватимуть в Windows 2000 Professional. Нова система має значно розширений список сумісних апаратних пристроїв.

Підтримуються пристрої нового покоління: комп’ютери з можливостями управління живленням, шини AGP, LJSB і JEEE 1394, DVD-диски, адаптери АТМ, кабельні модеми тощо.

Є вбудована мережева підтримка для підключення до систем Windows NT Server, Novell NetWare або UNIX.

Windows Me. Windows Millennium Edition (Windows Me) — нова операційна система для персональних комп’ютерів, що дозволяє прямо з будинку дістати доступ до всіх багатообразних можливостей електронного миру. У даній ОС покращені можливості роботи із засобами мультимедіа, що забезпечують зручну обробку зображень, загальний доступ до файлів цифрових фотографій, цифрового і аналогового відео і цифрової музики; використання якісної графіки і звуку в комп’ютерних іграх.

Високий ступінь доступності, простота і наявність розвинених довідкових засобів роблять Windows Me зручною операційною системою для домашнього комп’ютера.

Операційна система Windows Me спрощує створення домашньої мережі і забезпечує загальний доступ до підключення Інтернету, принтерів і інших пристроїв, що зберігає час, гроші і інші ресурси користувачів.

Операційна система Windows Me надає ефективні і багатообразні засоби доступу до Інтернету, завдяки яким користувач може брати участь в аудіоконференціях і мережевих іграх, обмінюватися повідомленнями електронної пошти — словом, підтримувати зв’язок з навколишнім світом.

Windows CE. Цю ОС не слід плутати з Windows 98 SE, Windows CEопераційна система для портативних комп’ютерів. Для неї є програми Word і Excel, які сумісні з їх настільними аналогами.

MACOS. Операційна система для комп’ютерів iMAC (Macintosh Apple), її не можна встановити на комп’ютер з процесором Pentium і навпаки Windows не можна поставити на iMAC. Для Mac існує багато можливостей емуляції MS Windows і DOS. MACOSце багатозадачне операційна система

PALMOS. Операційна система для кишенькових комп’ютерів Palm, є суперником Windows CE 3.0. У Palm як правило немає клавіатури, і використовується світлове перо. У PALMOS є свій текстовий редактор, WEB-браузер і інші програми.

BEOS. Це нова операційна система, її перша версія з’явилася в 1996 році. BEOS підтримує дві апаратні платформи: POWERPC і Intel x86. Вона легко уживається з іншими операційними системами, тому її можна встановити на один комп’ютер разом з Windows 95/98 і Windows NT. Ця система особливо хороша для тих, чия робота пов’язана із створенням мультимедіа. Головним достоїнством даної ОС служить файлова система Bfs, яка базується на 64-бітовій структурі і дозволяє звернутися до 18 більйонів Гігабайт. Інтерфейс програмування застосувань (application programming interface  API) в BEOS об’єктно-орієнтований більшою мірою, чим в інших поширених операційних системах. Це значно полегшує створення нових застосувань і поліпшення тих, що існують.

Традиційні операційні системи здатні обробляти графічну інформацію, але це не є їх основним завданням. Проте сьогодні цей напрям стає пріоритетним незалежно від галузі застосування, будь то економіка або фізика, творчість або розваги. Архітектура BEOS спеціально оптимізована для обробки відео - і аудіоінформації і виконання широкого круга завдань, пов’язаних з комунікаційними можливостями.

Операційні системи для робочих станцій, серверів і мейнфреймів. UNIX. Серед вживаних в даний час ОС практично на всіх класах комп’ютеріввід робочих станцій до суперкомп’ютерівлідирують різні версії і реалізації розраховані на багато користувачів, багатозадачної, платформо незалежної ОС UNIX. Операційна система UNIX  одна з найпопулярніших у світі операційних систем  була розроблена Кеном Томпсономспівробітником фірми Bell Laboratories концерну AT&T в 1969 році як багатозадачна система для міні-комп’ютерів і мейнфреймів.

ОС UNIX32 розрядна система, мережева, з високим ступенем захисту (американський стандарт безпеки С2), може підтримувати одночасну роботу декількох процесорів.

Для проведення складних експериментальних досліджень, пов’язаних з великою кількістю обчислень над великим обсягом даних, потрібні значні системні ресурси. В цьому випадку багато UNIX системи дозволяють організувати кластер, тобто багатомашинний обчислювальний комплекс, де всі ресурси комп’ютерів (дисковий простір, пам’ять, ресурси процесора) є такими, що розділяються і доступними для будь-якого користувача відповідно до його прав. У такій системі існує можливість постійного нарощування потужності кластера, шляхом під’єднування додаткових комп’ютерів, а робота в ній, при цьому, залишається для користувача абсолютно "прозорою", неначебто він працював на одному комп’ютері з величезними ресурсами.

Linux. На початку 90-х років Лінус Торвальдс за участю ряду програмістів з низки країн світу розробив операційну систему Linux. ОС Linux виконує багато з функцій, характерні для DOS і Windows. Проте вона відрізняється особливою потужністю і гнучкістю. Linux є PC-версією ОС UNIX, яка десятиліттями використовується на мейнфреймах і МІНІ-ЕОМ і є основній ОС робочих станцій. Linux надає в розпорядження персонального комп’ютера швидкість, ефективність і гнучкість UNIX, використовуючи при цьому всі переваги сучасних персональних машин. З фінансової точки зору Linux володіє вельми істотною гідністюсама система і багато застосувань для неї є безкоштовними. І, у відмінності від ОС UNIX, Linux розповсюджується безкоштовно за генеральною відкритою ліцензією GNU в рамках Фонду безкоштовного Програмного Забезпечення (Free Software Foundation), що робить цю ОС доступною для всіх охочих. Іншими її достоїнствами є: відвертість початкових текстів, наявність інструментарію розробки, численні добре написані книги.

Це повна багатозадачна розрахована на багато користувачів операційна система (точно також як і інші версії UNIX),с файловою системою JFS здатна працювати з X Windows, TCP/IP, Emacs, UUCP, mail і USENET. Linux використовується на Web-серверах частіше, ніж будь-яка інша ОС. Практично всі найважливіші програмні пакети були поставлені і на Linux, тепер для нього доступні і комерційні пакети. Інтегрований пакет Star Office по своїх функціональних можливостях аналогічний пакету MS Office. Зараз вся більша різноманітність устаткування підтримується в порівнянні з первинним ядром.

У Linux застосовується графічний призначений для користувача інтерфейс (GUIGraphics User Interface) X Window. Для цього інтерфейсу розроблено багато програм управління вікнами  менеджерів вікон, такі як: AfterStep, Wfwm, KDE, GNOME. Два останні менеджери дозволяють, при бажанні, зробити Desktop ("робочий стіл") Linux схожим на Desktop Windows 95.

OS/2. Операційна система OS/2 стоїть осібно: будучи повноправною багатозадачною операційною системою з своїм оригінальним графічним призначеним для користувача і програмним інтерфейсами, вона зберігає сумісність із MS-DOS, PC-DOS і Microsoft Windows (починаючи з версії WARP 3.0).

Фірма IBM разом з операційною системою OS/2 випустила свій варіант графічного інтерфейсу користувача (GUIGraphics User Interface)  Presentation Manager.

Система OS/2 має розвинений об’єктно-орієнтований програмний інтерфейс. Операційна система OS/2, крім того, підтримує свою файлову системуHPFS (High Performance File Systemвисокопродуктивна файлова система), що характеризується зберіганням імен файлів і каталогів у вигляді B-дерева. Ця файлова система оптимізована для мультизадачного середовища і прискорює одночасну роботу програм з файлами, розташованими на дисках більшого обсягу. Використовуючи віртуальну пам’ять на диску, програма може адресувати до 1Гб пам’яті.

У ОС OS/2 реалізована можливість запуску два або більш за програми одночасно, а планувальник завдань визначає, якому з цих завдань надати час процесора.

Багатозадачна і багатопотокова архітектура ОС OS/2 забезпечує міцну платформу мережевим клієнтам. OS/2 підтримує прикладні програми окремо від функцій мережі, таким чином, виникнення проблеми з програмним забезпеченням в одній області пам’яті не веде до зависання всієї операційної системи і переривання роботи. Операційна система OS/2 підтримує повний набір протоколів для роботи як в локальній мережі, так і в глобальній мережі Інтернет. Це такі протоколи як: NETBIOS, IPX/SPX, TCP/IP і ін.

ОС OS/2 дозволяє запускати MS-DOS і Windows програми, за допомогою "блоку сумісності" або "блоку реального режиму". В основному всі застосування Windows під OS/2 працюють добре.

Windows NT. Windows NT самостійна операційна система фірми Microsoft, вона призначена для використання в локальних обчислювальних мережах і на потужних настільних комп’ютерах, зокрема на серверах і робочих станціях з архітектурою RISC (не сумісних з IBM). Windows NT успадкувала зовнішність Windows.

Файлова система Windows NT дозволяє в рамках однієї ОС підтримувати різні способи організації файлів на зовнішніх пристроях DOS-сумісну FAT, сумісну з OS/2 високошвидкісну HPFS і власною файловою системою NTFS.

Windows NT є 32-розрядною, багатозадачною ОС, крім того, забезпечує високий рівень захисту призначеної для користувача інформації, система задовольняє вимогам американського стандарту безпеки С2, рекомендованого для банківських і фінансових застосувань. ОС може працювати як WEB- або FTP-сервера.

Windows NT може працювати не тільки на платформі Intel x86, але і на інших. ОС може забезпечити одночасну роботу до 16 процесорів.

Windows 2000 Server. Це базова серверна ОС для бізнес застосувань, що має універсальні засоби, необхідні для робочих груп і розміщення файлових служб, серверів друку і застосувань, комунікаційних і Web-серверів в масштабах підрозділу.

В порівнянні з попередньою версією, забезпечує велику надійність, швидкодію і легкість управління. Що ще важливіше  в Windows 2000 Server є великий набір розподілених служб, побудованих на базі Active Directory  багатоцільового, такого, що масштабується каталога, створеного з використанням Інтернет-технологій і повністю інтегрованого з системою. Active Directory значно спрощує адміністрування систем і пошук ресурсів в корпоративній мережі.

Численні Web- і Інтернет-служби, що входять до складу Windows 2000 Server, дозволяють організаціям широко використовувати Інтернет-технології, створюючи складні Web-застосування і служби розповсюдження потокової інформації (аудіо, відео тощо) і використовуючи Windows 2000 Server як платформа для побудови мереж Intranet.

Windows 2000 Server є перспективною цільовою і інструментальною платформою для незалежних постачальників програмного забезпечення (Independent Software Vendor, ISV) і розробників замовлених бізнес-додатків, оскільки в цьому продукті підтримуються і розвиваються найпередовіші служби розподілених застосувань, такі як DCOM, сервери трансакцій і черг повідомлень. Крім того, для підвищення продуктивності Windows 2000 Server базовий продукт в сімействі серверів Microsoft підтримує багатопроцесорну симетричну обробку (SMP) на двох процесорах і пам’ять обсягом до 4 Гб.

Windows 2000 Advanced Server. Windows 2000 Advanced Server  могутніша серверна ОС середнього рівня, що має всі можливості Windows 2000 Server і додаткові засоби для підтримки високої надійності і масштабуємості, необхідних для підприємства або крупного підрозділу, забезпечує можливість створення високонадійних кластерних систем, що масштабуються, і дозволяє використовувати фізичну пам’ять 64 Гб. Ця система підтримує роботу (SMP) до 4 процесорів і є ефективним рішенням для побудови інтенсивно використовуваних баз даних, забезпечуючи високу продуктивність, надійність і можливість розподілу мережевого навантаження і завантаження компонентів системи.

Служба кластеризації в Windows 2000 Advanced Server дозволяє об’єднувати в кластер два сервери із загальним числом процесорів до 64. Необов’язково, щоб сервери були одній потужності або однаковій конфігурації.

Windows 2000 Datacenter Server. Windows 2000 Datacenter Server  найбільш могутня і функціонально повна серверна операційна система зі всіх, що коли-небудь пропонувалися компанією Microsoft. Вона підтримує роботу до 32 процесорів (SMP) і до 64 Гб фізичної пам’яті. Стандартними можливостями цієї системи, як і Windows 2000 Advanced Server, є служби кластеризації і балансування навантаження. Крім того, система Windows 2000 Daiacenter Server оптимізована для великих сховищ даних (data warehouse), економетричного аналізу, великомасштабного наукового і інженерного моделювання, оперативної обробки трансакцій, багатосерверних і великих Web-проектів.

Windows XP 64-bit Edition. Корпорація Microsoft розробила свою першу 64-розрядну клієнтську операційну систему Windows XP 64-Bit Edition, прагнучи задовольнити професійні потреби користувачів спеціалізованих технічних робочих станцій. Для продуктивної роботи подібних станцій потрібний більший обсяг пам’яті і вища швидкодія, наприклад, при виконанні обчислень, що використовують змінні з плаваючою крапкою, необхідних в таких областях, як створення спецефектів для кінофільмів і тривимірної анімації, а також розробка технічних і наукових застосувань.

Переваги, що забезпечуються 64-розрядною операційною системою, виявляються в таких областях, як автомобіле- і літакобудування, надаючи інженерам необхідну швидкодію для створення складніших моделей. Завдяки таким системам інженери можуть використовувати програмні симулятори для аналізу ефектів повітряних потоків, напруги і нагріву, що впливають на матеріали, з яких виготовляється автомобіль або літак, а потім вивчати отримані результати з метою удосконалення конструкції.

Крім того, характеристики 64-розрядної операційної системи гарантують значну економію часу, необхідного для цифрового подання тривимірних моделей, творцям цифрових мультимедійних матеріалів, включаючи розробників тривимірної анімації і ігор і комп’ютерних художників.

Можливості по обробці інформації, що надаються 64-розрядною операційною системою, забезпечують високу швидкість складних обчислень також у фінансових застосуваннях, необхідних для аналізу тенденцій ринку, динаміки цін і здійснення продажів в режимі реального часу.

Операційна система Windows XP 64-Bit Edition встановлюватиметься на комп’ютери з процесорами Intel ITANIUMTM як платформа для користувачів робочих станцій, що практично вичерпали можливості пам’яті 32-розрядних систем. Основна відмінність між 32-розрядною і 64-розрядною операційними системами полягає в особливостях обробки даних: на комп’ютерах з Windows XP підтримується використання значно більшого обсягу системної пам’яті. У Windows XP 64-Bit Edition забезпечена підтримка до 16 Гігабайт ОЗУ і до 8 Терабайт віртуальної пам’яті. Підтримка фізичної пам’яті буде рости у міру розширення можливостей устаткування. Доступ до даним, що зберігаються в пам’яті, здійснюється в тисячі разів швидше, ніж до інформації, що зберігається на жорсткому диску, що забезпечує величезні переваги по швидкодії для застосувань, розроблених з розрахунком на більший обсяг системної пам’яті. Крім того, однією з цілей розробки операційної системи Windows XP 64-Bit Edition було використання переваг процесора Itanium в галузі обчислень, що містять змінні з плаваючою крапкою.

Завдяки операційній системі Windows XP 64-Bit Edition один і той же комп’ютер може бути використаний для розробки як технічних, так і бізнес-додатків. Таким чином, користувачам технічних робочих станцій не доведеться підтримувати окрему робочу станцію для висококласних бізнес-додатків. Більшість 32-розрядних застосувань, сумісних з Windows, виконуватимуться в підсистемі операційної системи Windows XP 64-Bit Edition без яких-небудь змін. Наприклад, конструктори зможуть створювати моделі і надавати їх в загальний доступ для використання іншими співробітниками компанії, копіюючи їх в документ Word для фінансового відділу або додаючи на слайди PowerPoint для групи маркетингу.

Системи, що працюють під управлінням Windows XP 64-Bit Edition, можна інтегрувати в існуючі мережі Windows і управляти ними паралельно з 32-розрядними системами за допомогою тих же засобів адміністрування. Це спрощує завдання співробітників відділу інформаційних технологій і значно знижує витрати на підтримку і адміністрування систем.