Вопросы к экзамену по дисциплине
«Операционные системы»
Определение ОС
Это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны – предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надежных вычислений.
Итак, основными функция ОС является:
1) Интерфейс;
2) Управление ресурсами;
Классификация компьютеров
1) персональные компьютеры – мил. – Windows, Linux, Mac;
2) сервера начального уровня, рабочие станции – сотни тысяч - Windows, Linux, Mac;
3) mini – сотни тысяч – Unix, Linux;
4) mainframe - сотни тысяч – Unix, Linux;
5) super - сотни тысяч – Unix, Linux, специальные OS;
Настольные и встраиваемые системы
Desktop – настольная система;
OS = Microsoft;
HW= Intel;
Apps – много;
Embedded – встраиваемая система;
OS – несколько;
HW – несколько;
Apps – несколько;
Критерии построения и сравнения ОС
Критерии построения:
1) внутренняя логичность;
2) комфорт в употреблении;
3) расширяемость для новых задач;
4) эффективность использования ресурсов;
Подробное описание сравнений ОС:
Mac OS
Плюсы системы Mac OS: Сильной стороной Мас OS является практическое отсутствие вирусов для Мacintosh. И дело не только в не очень большой распространенности Mac OS X по сравнению с Windows, но и в том, что традиционные вирусы просто не работают в UNIX среде. Теоретически, конечно, существуют образцы вирусов, которые могут работать с некоторыми приложениями к Mac OS, но их количество по сравнению с вредоносным ПО, написанным для Windows, просто ничтожно. Даже удаленный взлом компьютера, работающего под управлением Mac OS, значительно сложнее, чем взлом машины, работающей под управлением Windows, а антивирусные программы могут понадобиться только для того, чтобы не переслать зараженный файл на машину под управлением Windows, вам же он никакого вреда не принесёт.
Минусы системы Mac OS: Первое – это то, что Mac OS устанавливается только на компьютеры Мacintosh производства фирмы Apple. Эти компьютеры имеют в отличие от привычных нам ПК закрытую архитектуру, то есть сами компьютеры собирает только Apple. С одной стороны, это хорошо, так как обеспечена 100-процентная интеграция компьютерного железа и софта плюс хорошее качество комплектующих и сборки. Но есть и оборотная сторона медали. Так как производитель «Маков» только один, то и конкуренция здесь отсутствует в принципе. Что с точки зрения потребителя не очень хорошо. Помимо этого, существует некоторая проблема с установкой драйверов. Не под все устройства выпускаются драйвера под MacOs или Linux, да и сами системы распознают далеко не все даже часто используемое оборудование.
Linux
Плюсы: Большинство дистрибутивов Linux являются бесплатными, их можно свободно и бесплатно использовать. На основе программного кода как самой Linux, так и входящих в неё программ и на их основе создавать свои продукты. Поставляется со стандартным набором прикладного ПО. В Linux пользователь может выбрать тот дистрибутив, который больше подходит для решения его задач, а затем ещё и оптимизировать систему «под себя». Существование графического интерфейса освобождает от необходимости править конфигурационные файлы в неудобном виде. Положение дел с безопасностью в Linux в общем очень похоже на Mac OS X. Она находятся на очень высоком уровне в обеих системах и значительно опережают Windows.
Минусы: Результатом политики GPL явилось то, что сейчас имеется более тысячи разных дистрибутивов Linux. Не все из них достойны внимания, пользователю трудно разобраться в таком множестве версий и выбрать то, что нужно. Кроме того, бесплатность подразумевает практически полное отсутствие технической поддержки пользователей. Другой минус – не такая уж и бесплатная получается система, ведь нужно либо купить с ней диск, что тоже деньги, либо скачивать. И если выбирать между пиратским Windows и бесплатным Linux, выбор не в пользу последнего Несмотря на очень большой объём ПО, написанного для Linux, пользователи, мигрировавшие с Windows, столкнутся с тем что, часть ПО будет для них незнакомым. Далеко не все программы кроссплатформенны и имеют версии как для Windows, так и для UNIX-систем. Наибольшие проблемы возникают со специализированным профессиональным софтом, значительная часть которого написана только для Windows-систем. Равноценной замены некоторым приложениям в Linux нет. Это, к примеру, всем известный Photoshop, AutoCAD, программы для видеомонтажа, а также локально ориентированный софт, созданный с учетом законодательства России (бухгалтерское ПО, справочно-правовые базы). Для молодежной аудитории серьёзным недостатком является невозможность запустить часть современных игр в Linux-среде, и здесь у Windows огромное преимущество как перед Linux, так и перед Mac OS X, так как индустрия игр для ПК ориентированна в первую очередь на Windows.
Windows
Плюсы: Гарантированная 100 процентная поддержка любого оборудования, для это ОС найдется драйвер любого устройства, да и сама она содержит много предустановленных драйверов для быстрого распознавания оборудования. Существуем масса профессиональных прикладных программ, полнофункциональные аналоги которых отсутствуют в других ОС, например, Promt и Photoshop. Простота и понятность интерфейса, что делает ее доступной для использования любому человеку, даже не имеющему первичных навыков работы с компьютером. А приложения Microsoft Office уже стали стандартами для офисной работы. Пользователь может получить любую поддержку или консультацию по его лицензионной ОС Windows.
Минусы: Данная ОС очень требовательна к аппаратным ресурсам компьютера, особенно к объему оперативной памяти. Ее графический интерфейс, хоть и красив, и удобен, но громоздок и неповоротлив. В результате, многие отключают его многие графические навороты. Данная система считается более уязвимой, чем остальные. Это связано с самой структурой безопасности, например, возможность постоянно работать с правами администратора (что частично решено в последней Vista). В то же время в системе должны работать тысячи старых приложений, которые были написаны под XP и другие версии Windows. На запуск каждой такой "старой" программы пользователь вынужден давать разрешение. Кроме того, само диалоговое окно с вопросом о запуске той или иной программы предоставляет пользователям слишком мало информации для принятия решения. Еще одно неудобство: даже для удаления ярлыка с рабочего стола нужно трижды подтвердить свои намерения. Это раздражает и приводит к тому, что кнопки "Разрешить" и прочие нажимаются просто бездумно – эффективность всего механизма защиты практически сводится на нет. В результате приходится иметь дело с огромным числом вирусов, использующих для проникновения именно уязвимости данной ОС, в том числе и пользовательские ошибки, которые она провоцирует. Система является платной, ее цена превышает затраты на покупку или скачку свободно распространяемой ОС.
История развития ОС
1 этап - 40 гг.
Отсутствие ОС. Программа писалась в машинных кодах, сама обеспечивала доступ памяти;
2 этап - 40 – 50 гг.
Система пакетной обработки;
3 этап - 60 гг.
Мультипроцессорный режим;
4 этап - 60 -70 гг.
Пакетная обработка, разделение времени, режим реального времени, мультипроцессорный режим;
5 этап - с 70 гг.
Современная ОС;
Рисунок 1 - История развития операционных систем
| Операционные системы | Характеристики операционной системы | ||
| Характер взаимодействия пользователя с заданием | Число одновременно обслуживаемых пользователей | Обеспечиваемый режим работы ЭВМ | |
| Пакетной обработки | Взаимодействие невозможно или ограничено | Один или несколько | Однопрограммный или мультипрограммный |
| Разделения времени | Диалоговый | Несколько | Мультипрограммный |
| Реального времени | Оперативный | Многозадачный | |
| Диалоговая | Диалоговый | Один | Однопрограммный |
Операционные системы пакетной обработки.
Операционная система пакетной обработки - это система, которая обрабатывает пакет заданий, т.е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.
Операционные системы разделения времени.
Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.
Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае “пользователями" являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.
Операционные системы реального времени.
Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т.е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой.
Операционные системы реального времени используются в информационно-поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.
Диалоговые операционные системы.
Данные операционные системы получили широкое распространение в персональных ЭВМ. Эти системы обеспечивают удобную форму диалога с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд. Для выполнения часто используемых последовательностей команд, т.е. заданий, диалоговая операционная система предоставляет возможность пакетной обработки. Под управлением диалоговой ОС ЭВМ обычно функционирует в однопрограммном режиме.