Особенности современного этапа развития ОС
В 90-е годы практическивсе ОС, занимающие заметное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро ОС, являясь ее неотъемлемой частью. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) и глобальных (Х.25, frame relay, ISDN, ATM) сетей, а также средства для созданиясоставных сетей (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP).
В ОС используются средства мультиплексирования нескольких стеков протоколов, за счет которого компьютеры могут поддерживать одновременную сетевую работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные ОС, которые предназначены исключительно для выполнения коммуникационных задач.
Например, сетевая ОС IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах, организует в мультипрограммном режиме выполнение набора программ, каждая из которых реализует один из коммуникационных протоколов.
Во второй половине 90-х годоввсе производители ОС резко усилили поддержку средств работы с Internet (кроме производителей Unix-систем, в которых эта поддержка всегда была существенной). Кроме самого стека TCP/IP в комплект поставки начали включать утилиты, реализующие такие популярные сервисы Internet как telnet, ftp, DNS и Web.
Влияние Internet проявилось и в том, что компьютер превратился из чисто вычислительного устройства в средство коммуникаций с развитыми вычислительными возможностями.
Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС. Очевидно, что и в обозримом будущем они продолжат свое развитие.
Корпоративная ОС характеризуется единой информационной структурой, включающей пользователей системы с указанием всех доступных им ресурсов, предоставляемых, в частности, другими серверами корпоративной сети. Такие ОС способны устойчиво работать в крупных сетях, характерных для больших предприятий, имеющих отделения в десятках городов и, возможно, в разных странах. Таким сетям органически присуща высокая степень гетерогенности программных и аппаратных средств, поэтому корпоративная ОС должна успешно взаимодействовать с ОС разных типов и работать на различных аппаратных платформах.
На современном этапе развития операционных систем на передний план вышли средства обеспечения безопасности. Это связано с возросшей ценностью информации, обрабатываемой компьютерами, а также с повышенным уровнем угроз, существующих при передаче данных по сетям, особенно по публичным, таким как Интернет.
Многие операционные системы обладают сегодня развитыми средствами защиты информации, основанными на шифрации данных, аутентификации и авторизации.
Современным операционным системам присуща многоплатформенностъ, то есть способность работать на совершенно различных типах компьютеров.
Многие операционные системы имеют специальные версии для поддержки кластерных архитектур, обеспечивающих высокую производительность и отказоустойчивость. Исключением пока является ОС NetWare, все версии которой разработаны для платформы Intel, а реализации функций NetWare в виде оболочки для других ОС, например NetWare for AIX, успеха на имели.
Разновидности операционных систем:
На сегодняшний день существует множество различных ОС, построенных на закрытой (OC семейства Windows) и открытой архитектурах (ОС семейства Unix). При этом, благодаря своему «открытому» характеру, именно последние более подходят для изучения базовых аспектов функционирования ОС.
Unix-подобные ОС являются достаточно популярными уже более трех десятилетий, что для ОС – очень серьезный срок. Несмотря на большое число разновидностей систем Unix, все их объединяет ряд основных черт, таких как язык высокого уровня С, положенный в основу кода всей системы, наличие стандартов в архитектуре и интерфейсных решений (POSIX, System V), использование единой, легко обслуживаемой иерархической файловой системы, различных дополнительных средств, включая средства, предназначенные для упрощения сборки программных проектов.
Для ОС уже давно сформировалось относительно небольшое количество классификаций:
Ø по назначению,
Ø по режиму обработки задач,
Ø по способу взаимодействия с системой,
Ø по способам построения (архитектурным особенностям системы).
Прежде всего, традиционно различают ОС общего и специального назначения. Системы специального назначения, в свою очередь, подразделяются на ОС для носимых микрокомпьютеров и различных встроенных систем, организации и ведения баз данных, решения задач реального времени и т.п.
Еще недавно ОС для персональных компьютеров относили к ОС специального назначения. Сегодня современные мультизадачные ОС для персональных компьютеров уже многими относятся к ОС общего назначения, поскольку их можно использовать для самых разнообразных целей.
По режиму обработки задач различают ОС, обеспечивающие однопрограммный и мультипрограммный (мультизадачный, многозадачный) режимы. Любая задержка в решении программы (например, для осуществления операций ввода-вывода данных) используется для выполнения других программ. Однозадачные ОС (например, MS-DOS, MSX) выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером, а также включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.
Следует различать понятия «мультипрограммный режим» и «мультизадачный режим».
Принципиальное отличие этих понятий заключается в том, что мультипрограммный режим обеспечивает параллельное выполнение нескольких приложений, и при этом программисты, создающие эти программы, не должны заботиться о механизмах организации их параллельной работы (эти функции берет на себя сама ОС).
Мультизадачный режим, наоборот, предполагает, что забота о параллельном выполнении и взаимодействии приложений ложится как раз на прикладных программистов.
Современные ОС для персональных компьютеров реализуют мультипрограммный и мультизадачный режимы работы.
Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы:
Ø Невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x). В этом случае активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление ОС для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.
Ø Вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, Unix). При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается ОС, а не самим активным процессом.
Также многозадачные ОС подразделяют на различные типы в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:
Ø системы пакетной обработки (например, EC, критерий – коэффициент загрузки процессора);
Ø системы разделения времени (Unix, VMS, критерий – удобство и эффективность работы пользователей при одновременном выполнении нескольких пользовательских приложений);
Ø системы реального времени (QNX, RT/11, критерий – реактивность).