Перспективи за развитие на операционни системи за персонални компютри

Системна интеграция и перспективи за развитие операционна система

След като сте изучили успешно материала, ще знаете:

дефиниции на понятията “системна интеграция”, “икономическа информационна система”, “информационни технологии”;

принципи на класификация и основни функционални, класификационни характеристики на информационните технологии;

функционални характеристики на XML;

фактори, които имат фундаментално влияние върху развитието на операционните системи;

перспективи за развитие на операционни системи от семейството Windows.

След като изучите тази тема, ще можете да:

извършва сравнителен анализ на дефинициите на понятието „системна интеграция“;

класифицират информационните технологии според функционалните характеристики;

навигирайте в изискванията за обещаващи операционни системи.

След изучаване на материала вие ще имате уменията:

идентифициране на основните характеристики на корпоративните операционни системи;

избор на компютърно оборудване въз основа на изискванията на обещаващи операционни системи.

Основни понятия към тема 13

Системна интеграция

Приложен софтуерен продукт

Икономическа информационна система

Информационни технологии

Основни информационни технологии

Предмет информационни технологии

Функционални информационни технологии

Активиране на информационните технологии

Хардуерна и софтуерна система

Концепция за системна интеграция

Днес на преден план излизат проблемите на системната интеграция на технологиите, разработването и използването на общи софтуерни стандарти. Това е особено вярно за софтуерни продукти, предназначени за автоматизиране на корпоративни бизнес процеси. Най-важното условие за ефективното управление на всеки бизнес е постоянната и контролирана наличност на пълна, достоверна и представена в удобна форма информация, въз основа на която се вземат оперативни и стратегически управленски решения, както и комуникацията с инвеститори, партньори и клиенти се извършва.

За предоставяне на информация системи за управлениепредприятието съществува икономическа информационна система(EIS) - набор от организационни, технически, софтуерни и информационни средства (информационни технологии), обединени в единна система за събиране, обработка и издаване на необходимата информация.

Под информационни технологиитрябва да разбирате системата от методи и методи за събиране, натрупване, съхраняване, търсене, обработка, анализиране, издаване на данни, информация и знания, базирани на използването на хардуер и софтуер в съответствие с изискванията на потребителите.

Хардуерът, предназначен да организира процеса на обработка на данни (информация, знания), както и хардуерът, предназначен да организира комуникация и пренос на данни (информация, знания), се наричат основни информационни технологии.

Под предмет информационни технологиисе разбира като последователност от технологични етапи за преобразуване на първичната информация в резултатна информация, независимо от използването на компютърни технологии и информационни технологии.

Поддържащи информационни технологии- Това са технологии за обработка на информация, които могат да се използват като инструменти в различни предметни области за решаване на различни проблеми.

Модифициране на поддържащи информационни технологии, в които е внедрена някоя от разглежданите технологии, е функционални информационни технологии.

Както вече отбелязахме, важността на процесите на системна интеграция на информационните технологии и стандарти в рамките на IS не може да бъде надценена. Например, когато избира компютър, купувачът често вече не мисли за съвместимостта на компонентите и въз основа на неговите възможности и нужди може свободно да избере монитор от един производител, дънна платкадруг, трети видеокарта и т.н. Функционалността на компонентите се осигурява от факта, че повечето производители на компютърни компоненти са се договорили за единни стандарти за тяхното взаимодействие. Важно е да се разбере, че такъв значителен напредък в развитието на компютърните технологии се дължи на тази стандартизация.

Сега нека си представим подобна ситуация, но свързана не с компютърни компоненти, а с използването на софтуер от различни производители. Да приемем, че задачата е да се автоматизират процесите на управление в предприятието и е необходимо да се избере подходящото приложни софтуерни продукти. След като разгледаха различни варианти за софтуерни решения за автоматизирана система (продукти от няколко разработчици), купувачите (представители на предприятието) решиха, че модулът, предложен от първия разработчик, е най-подходящ за автоматизиране на работата на отдела за човешки ресурси, а модулът за управление на производството от вторият разработчик беше по-добър и т.н. Въпреки това, в момента, в по-голямата част от случаите, закупуване на предприятия информационни системиса принудени изцяло да закупят и внедрят интегриран софтуер от един от производителите, тъй като производителите не са се споразумели за универсални стандарти за обмен на данни между приложенията.

Системна интеграцияе разработването на цялостни решения за автоматизиране на корпоративните бизнес процеси. Нейната крайна цел е максимално ефективното управление на организацията.

Трябва да се отбележи, че понятието „системна интеграция“ се използва широко в Русия и е претърпяло известна еволюция. Първоначално това беше името на интеграцията на хардуер и софтуер, след това комбинацията от няколко системи, получени по време на автоматизация в различни области („моделирана автоматизация“) на една интеграционна платформа и накрая се формира модерно разбиране на този термин . Днес системната интеграция е:

Един от възможните начини за интегриране на софтуер в EIS е въвеждането на единни стандарти за пренос на данни, например XML.

Последен път XML концепциямного често се обсъжда сред разработчиците на софтуер в съвременната компютърна литература и в пресата. С помощта на XML е много удобно да се описват сложни структури от данни под формата на XML обекти; в случая на EIS ролята на такива обекти се играе от универсални бизнес обекти. Бизнес обектите, описани в XML, също са удобно средство за обмен на информация между различни приложения.

Езикът XML (Extensible Markup Language) е предназначен да опише други езици, т.е. това е метаезик. XML ви позволява да представяте данни под формата на структуриран текстов документ. Маркирането на структурата е посочено под формата на така наречените тагове (езикови тагове на XML), имащи формат<имя>.. . Етикетите съдържат данни. Най-лесният начин да добиете представа за този подход е да погледнете всеки HTML документ (вътрешното представяне на уеб страница), тъй като HTML е реализация на базиран на XML език и описва набор от тагове за визуализиране на данни в уеб браузър.

XML документите са текстови файлове, съдържащ данни и тагове, които идентифицират структури в текста.

XML позволява на разработчиците да добавят сложност към данните, като ги трансформират във формат, който може да се използва от уеб приложения, сървъри, междинен софтуер и крайни потребители.

Използването на XML дава възможност за решаване на редица принципно нови проблеми в областта на изграждането на интегрирани системи.

Внедряването на XML сървъри и интерфейсни сървъри може да се направи за различни софтуерни платформи. Използването на XML като отворен стандарт за обмен на данни между приложения ви позволява ефективно да използвате отделни модули от различни производители в рамките на една информационна система, като по този начин постигате тяхната комбинация, която е най-оптималната както по отношение на функционалността, така и по отношение на финансовите инвестиции.

Перспективи за развитие на операционни системи

Наред с базите данни, операционните системи са най-важният компонент на информационните системи. Напоследък много внимание се обръща на мрежовите операционни системи, които могат да се използват в информационните системи на различни предприятия (корпоративни операционни системи). По-нататъшното им развитие представлява една от най-важните задачи в обозримо бъдеще. За корпоративна операционна система е много важно да имате централизирани инструменти за администриране и управление, които ви позволяват да съхранявате Сметкиоколо десетки хиляди потребители, компютри, комуникационни устройства и софтуерни модули, налични в корпоративната мрежа. Корпоративната операционна система се отличава със способността си да работи добре и стабилно в големи мрежи, които са характерни за големи предприятия с клонове в различни региони. Такива мрежи са присъщи на висока степен на хетерогенност в софтуера и хардуера, така че корпоративната ОС трябва да взаимодейства с различни видове софтуер и да работи на различни хардуерни платформи.

Към днешна дата Microsoft може да се счита за един от лидерите в класа на корпоративните ОС. Един от най-новите версииОперационната система на тази корпорация е Windows 7. Windows 7 беше пусната на 22 октомври 2009 г. смени Windows Vista. Windows 7 има следните нови функции:

Освен това Microsoft пуска нова сървърна операционна система, Windows MultiPoint Server 2010, за създаване на няколко независими работни станции на един персонален компютър. HP предлага хардуер за Windows MultiPoint Server.

Новото решение включва използването на конвенционален компютър със средна мощност за пълно потребителско изживяване с пълната гама съвременен софтуер. Индивидуалните акаунти позволяват на всеки потребител да има свой собствен списък с любими Internet Explorer, персонализирайте външния вид на работния плот по свое усмотрение, поставете свои собствени икони върху него, персонализирайте менюто "Старт" и т.н. Тези настройки могат да бъдат запазени, така че да можете да продължите да работите с тях следващия път, когато седнете на друга работна станция, която има достъп до хост компютъра.

HP MultiSeat Computing Solution със софтуер Windows MultiPoint Server 2010 намалява разходите за работа с информация с 50% в сравнение с използването на отделни компютри. Следователно това решение може да бъде особено търсено в образователни институции, библиотеки, музеи и малки предприятия.

Интерфейсът на MultiPoint Manager е показан на фиг. 13.3
.

Нови версии се появяват и в семейството на операционната система Linux. Например, компанията Mandriva пусна финална версияоперационна система Mandriva Linux 2010 Spring (фиг. 13.4
).

Новата софтуерна платформа е базирана на ядрото на Linux 2.6.33.4 и съдържа десктоп среди GNOME 2.30.1 и KDE 4.4.3. ОС включва пакет от офис приложения OpenOffice.org 3.2, XBMC медиен център, BitTorrent клиенти Deluge, Transmission и qBittorrent, видео редактори Lives, Kdenlive, OpenShot, Firefox, Chromium, браузъри Opera и редица други приложения. Дистрибуцията съдържа много различни образователни и научни софтуерни продукти.

Тази версия на операционната система актуализира инсталатора, разшири базата на драйверите и подобри хардуерната поддръжка. Има нов инструментариум за конфигуриране на мрежови услуги и значително подобрен механизъм за организиране на работата на гост акаунти в системата.

Предлага се пролетна дистрибуция на Mandriva Linux 2010 в четири версии.

Mandriva One е най-простата потребителска версия на Mandriva, която може да се използва в режим LiveCD (директно от оптичен носител) или като се инсталира на HDD. Налична е и опцията за инсталиране на Mandriva One на компютър, който няма DVD устройство от USB устройство.

Mandriva Free е версия за разпространение както за работни станции, така и за сървъри, включваща само безплатни приложения.

Mandriva Powerpack е версия за работни станции и малки сървъри, използвана най-често в организации. Руската версия на дистрибуцията допълнително включва редица приложения, важни за руските потребители: wine@etersoft софтуер за стартиране на руски бизнес приложения под Microsoft Windowsв режим на емулация (като 1C:Enterprise, Garant, Consultant Plus, FineReader и др.) в среда GNU/Linux, безплатна медицинска информационна система, програма за отчитане на бизнес транзакции на индивидуален предприемач, софтуер за отчитане на интернет трафика Traffpro и т.н. d.

Edumandriva е решение за образователни институции, базирано на Mandriva, създадено от учители за учители, включено в официалния комплект безплатен софтуер за училища на Министерството на образованието и науката на Руската федерация.

От 2009 г. насам на пазара на мобилни операционни системи се случват събития, които засягат състоянието на индустрията през 2010 г. и вероятно ще засегнат и 2011 г. Така през 2009 г. се появи 5-то издание на Symbian OS, което поддържа сензорно управление. За прогнози за продажбите на мобилни операционни системи за крайни потребители вижте таблица 13.1.

Google и неговите партньори започнаха активно да популяризират Android OS. Представители на индустрията като ASUS, HTC, Acer и Motorola, Sony Ericsson обявиха поддръжка за тази версия на мобилния Linux.

Системната интеграция е разработването на цялостни решения за автоматизиране на корпоративните бизнес процеси. Нейната крайна цел е максимално ефективното управление на организацията.

За осигуряване на информационна система за управление на предприятието съществува икономическа информационна система (EIS) - набор от организационни, технически, софтуерни и информационни средства (информационни технологии), обединени в единна система за събиране, обработка и издаване на необходимата информация.

Информационните технологии трябва да се разбират като система от методи и методи за събиране, натрупване, съхраняване, търсене, обработка, анализиране, издаване на данни, информация и знания, базирани на използването на хардуер и софтуер, в съответствие с изискванията на потребителите.

Информационните технологии (ИТ) се делят на основни, предметни, позволяващи и функционални.

Един от възможните начини за интегриране на софтуер в ИС е въвеждането на единни стандарти за пренос на данни, например XML (Extensible Markup Language). Използването на XML дава възможност за решаване на редица принципно нови проблеми в областта на изграждането на интегрирани системи.

Използването на XML като отворен стандарт за обмен на данни между приложения ви позволява ефективно да използвате отделни модули от различни производители в рамките на една информационна система, като по този начин постигате тяхната комбинация, която е най-оптималната както по отношение на функционалността, така и по отношение на финансовите инвестиции.

Операционните системи са важен компонент на информационните системи; разработването на корпоративни операционни системи е една от най-важните задачи. За една корпоративна ОС е много важно да има централизирани инструменти за администриране и управление, както и инструменти за защита на данните. Поради високата хетерогенност на софтуера и хардуера в корпоративните компютърни мрежи, една корпоративна ОС трябва да взаимодейства с различни видове софтуер и да работи на различни хардуерни платформи.

Бъдещата операционна система от семейството Windows (Windows 7) трябва да осигури по-висока степен на интеграция (XML Paper Specification) и надеждност. Новият графичен интерфейс (Aero) прави операционната система обещаваща за изграждане на интегрирани системи за различни цели.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Подобни документи

История на създаването и обща характеристика на операционните системи Windows сървър 2003 и Red Hat Linux Enterprise 4. Характеристики на инсталацията, файловите системи и мрежовите инфраструктури на тези операционни системи. Използване на протокола Kerberos в Windows и Linux.

дисертация, добавена на 23.06.2012 г


Основни понятия за операционните системи. Видове съвременни операционни системи. История на развитието на операционните системи от семейството Windows. Характеристики на операционните системи от семейството Windows. Нова функционалност на операционната система Windows 7.

курсова работа, добавена на 18.02.2012 г


Предназначение, класификация, състав и предназначение на компонентите на операционната система. Разработване на комплексни информационни системи, софтуерни пакети и индивидуални приложения. Характеристики на операционните зали Windows системи, Linux, Android, Solaris, Symbian OS и Mac OS.

курсова работа, добавена на 19.11.2014 г


Предназначение на сървърните операционни системи. Сравнителен анализсървърни операционни системи Windows и Linux и съпоставянето им по важни показатели като: потребителски графичен интерфейс, сигурност, стабилност, функционалност и цена.

курсова работа, добавена на 03.07.2012 г


Основни понятия на операционните системи. Модерна компютърна техника. Предимства и недостатъци на операционната зала Linux системи. Функционалност на операционната система Knoppix. Сравнителна характеристика на операционните системи Linux и Knoppix.

резюме, добавено на 17.12.2014 г


Акценти от историята на операционните системи, които свързват хардуер и приложни програми. Характеристики на операционната система Microsoft Windows Seven, анализ на операционната система Linux. Предимства и недостатъци на всяка операционна система.

курсова работа, добавена на 07.05.2011 г


Проучване на еволюцията на операционните системи за персоналния компютър на Microsoft. Характеристики на основните функционални характеристики на Windows XP, Windows Vista и Linux. Предимства и недостатъци на операционните системи, произведени от Apple.

Тенденции в развитието на персоналните компютри

На настоящия етап от развитието на операционните системи инструментите за сигурност излязоха на преден план. Това се дължи на повишената стойност на информацията, обработвана от компютрите, както и на повишеното ниво на заплахи, които съществуват при предаване на данни през мрежи, особено публични като Интернет. Много операционни системи днес са разработили инструменти за информационна сигурност, базирани на криптиране на данни, удостоверяване и оторизация.

Съвременните операционни системи са мултиплатформени, тоест способността да работят на напълно различни типове компютри. Много операционни системи имат специални версии за поддръжка на клъстерни архитектури, които осигуряват висока производителност и толерантност към грешки. Изключение засега е операционната система NetWare, чиито версии са разработени за платформата Intel, а внедряването на функциите на NetWare под формата на обвивка за други операционни системи, например NetWare за AIX, не е успешно.

През последните години дългосрочната тенденция за увеличаване на удобството на взаимодействието на човека с компютъра се доразви. Човешката производителност става основният фактор, определящ ефективността на изчислителната система като цяло. Човешките усилия не трябва да се губят за настройка на параметрите на изчислителния процес, както се случи в ОС от предишни поколения. Например, в мейнфрейм системите за пакетна обработка, всеки потребител трябваше да използва език за контрол на работата, за да дефинира голям брой параметри, свързани с организацията на изчислителните процеси в компютъра. По този начин, за системата OS/360, езикът за контрол на заданието JCL предоставя възможност на потребителя да дефинира повече от 40 параметъра, включително приоритет на заданието, изисквания към основната памет, максимално време за изпълнение на заданието, списък на използваните входно/изходни устройства и техните режими на работа.

Съвременната операционна система поема задачата да избира параметрите на работната среда, като използва различни адаптивни алгоритми за тази цел. Например изчакванията в комуникационните протоколи често се определят въз основа на мрежовите условия. Разпределението на RAM между процесите се извършва автоматично с помощта на механизми за виртуална памет, в зависимост от активността на тези процеси и информацията за честотата на тяхното използване на определена страница. Приоритетите на незабавния процес се определят динамично в зависимост от хронологията, включително, например, времето, прекарано на процеса в опашката, процента на разпределения отрязък от време, интензивността на I/O и т.н. Дори по време на инсталационния процес повечето операционни системи предлагат режим на избор на параметри по подразбиране, който гарантира макар и не оптимално, но винаги приемливо качество на работа на системата.





Удобството на интерактивната работа с компютър непрекъснато се подобрява чрез включването на модерни технологии в операционната система. графични интерфейси, използвайки звук и видео заедно с графики. Това е особено важно за превръщането на компютъра в терминал за нова публична мрежа, тъй като за масовия потребител терминалът трябва да бъде почти толкова разбираем и удобен, колкото телефонен апарат. Потребителският интерфейс на операционната система става все по-интелигентен, ръководейки човешките действия в типични ситуации и вземайки рутинни решения вместо него.

Нивото на лекота на използване на ресурсите, което изолираните компютърни операционни системи предоставят днес за потребители, администратори и разработчици на приложения, е само примамлива перспектива за мрежовите операционни системи. Докато мрежовите потребители и администратори прекарват значително време, опитвайки се да разберат къде се намира даден ресурс, разработчиците на мрежови приложения изразходват много усилия, опитвайки се да определят местоположението на данните и софтуерните модули в мрежата. Операционните системи на бъдещето трябва да осигурят високо ниво на прозрачност на мрежовите ресурси, като поемат задачата да организират разпределени изчисления, превръщайки мрежата във виртуален компютър. Точно това е значението, което специалистите на Sun влагат в лаконичния лозунг „Мрежата е компютър“, но за да превърнат лозунга в реалност, разработчиците на операционни системи все още трябва да извървят дълъг път.

Като се имат предвид горните съображения, следният сценарий изглежда най-вероятен:

Китай ще бъде първият, който ще се опита да се отърве от господството на Windows ™ на държавно ниво - той ще получи най-много ползи от това и има най-много възможности за това. Китай ще се опита да приложи или локализира Linux дистрибуция, или ще се опита да разработи собствена ОС, базирана на FreeBSD (или друга безплатна ОС с BSD-подобен лиценз) - по-вероятно е Linux, тъй като напоследък се развива по-активно.

Това ще стане постепенно в продължение на 3-5 години. Всички държавни органи и фирми, тясно свързани с държавата, ще бъдат прехвърлени на национален компютър (национален процесор + национална Linux дистрибуция) безотказно. Успоредно с това ще бъдат създадени голям брой локализирани версии на приложни програми и ще се използва национален Linux за обучение в образователни институции.

Въз основа на опита от използването на много съвременни операционни системи могат да се идентифицират следните основни тенденции в тяхното развитие.

Графични черупки. Всяка съвременна ОС има графичен потребителски интерфейс и (поради очевидни причини за интензивна конкуренция между компаниите за разработка) графичните обвивки за всички ОС са приблизително еднакви по възможности. Понякога за потребителя е трудно да разбере в коя операционна система работи, въпреки че за крайните потребители (непрограмисти) очевидно подобна унификация е удобна.

Поддръжка на нови мрежови технологии и уеб технологии. Мрежите и интернет се развиват активно. Появяват се нови стандарти и протоколи – IPv6, HTML 5 (за облачни изчисления) и др. Съвременните операционни системи се развиват към поддръжка на всички нови мрежови технологии.

Повишено внимание към механизмите за безопасност и сигурност. До голяма степен благодарение на инициативата Trustworthy Computing, стартирана от Microsoft през 2002 г., както и с оглед на непрекъснато нарастващата киберпрестъпност, всички съвременни операционни системи обръщат повишено внимание на сигурността: когато преглеждат уеб страници, браузърите ги проверяват за липса на фишинг (a тип интернет измама); изтеглянето и инсталирането на програми от мрежата се извършва само с изричното съгласие на потребителя и др.

Поддържа многонишкови и многоядрени процесори. Поради широкото използване на многоядрени процесори, всички съвременни операционни системи имат софтуерни библиотеки, които поддържат тази хардуерна възможност. Благодарение на многоядрената архитектура паралелното изпълнение на нишки става наистина възможно.

Поддръжка за разпределени и паралелни изчисления. Съвременните операционни системи включват библиотеки от високо ниво, които позволяват разработването на паралелни алгоритми за решаване на проблеми - например такива, които поддържат стандартите за паралелизъм OpenMP и MPI.

Виртуализация на ресурси и оборудване. Съвременните операционни системи включват инструменти за виртуализация, които ви позволяват да изпълнявате изолирани приложения за други платформи виртуални машини, в който могат да се инсталират други операционни системи.

Разработване на файлови системи за защита на информацията и значително увеличаване на размера на файловете (за мултимедия). Съвременните изисквания за обработка на мултимедийна информация водят до факта, че старите файлови системи (например FAT) са недостатъчни за съхранение на мултимедийни файлове. Например, максималният размер на файла в системата FAT - 4 гигабайта - може лесно да бъде надвишен при прехвърляне на 10-15 минути цифрова видеокасета на компютър. Поради това се разработват нови файлови системи, които могат да съхраняват много големи файлове, например системата ZFS в OS Solaris. Друго изискване е да се гарантира поверителността на информацията, което води до необходимостта от внедряване на възможности за криптиране във файловите системи (което е реализирано напр. файлова система ZFS).

Поддръжката на облачни изчисления е напълно нова тенденция в разработката на ОС.

По този начин можем да заключим, че в момента се наблюдават следните перспективи за развитие на ОС:

Тенденцията към интегриране на ОС (не само на нивото на графичните обвивки, но и на нивото на общото ядро); разработване на семейства ОС, базирани на общи кодови модули;

Значително повишена надеждност, сигурност и отказоустойчивост на ОС; Разработка на ОС с помощта на управляван код или негови аналози.

Допълнителна тенденция към проекти за ОС с отворен код; Това е съвсем разбираемо, тъй като развойните компании имат нужда от нови идеи, което е отлична възможност за младите програмисти да се докажат.

Развитие на виртуализацията: Необходимо е да се осигури възможност за стартиране или емулиране на всяко приложение в средата на всяка съвременна ОС.

По-нататъшно сближаване на възможностите на ОС за настолни компютри и ОС за мобилни устройства.

Допълнителна интеграция на ОС и мрежи.

Миграция на ОС към облачни изчислителни среди.

Миниатюри Прикачени контури на документа

Предишен Следващ

Режим на презентация Отворен печат Изтегляне Отиди на първа страница Отиди на последна страница Завъртане по посока на часовниковата стрелка Завъртане обратно на часовниковата стрелка Активиране на ръчен инструмент Повече информация По-малко информация

Въведете паролата, за да отворите този PDF файл:

Отказ OK

Име на файл:

Размер на файла:

Заглавие:

Предмет:

Ключови думи:

Дата на създаване:

Дата на промяна:

Създател:

PDF продуцент:

PDF версия:

Брой страници:

Близо

Документът се подготвя за печат...

Федерална държавна автономна образователна институция за висше професионално образование "СИБИРСКИ ФЕДЕРАЛЕН УНИВЕРСИТЕТ" Институт по нефт и газ Департамент по геофизика РЕЗЮМЕ Съвременни операционни системи. Предназначение, състав и функции. Перспективи за развитие. Учителят Е.Д. Агафонов подпис, дата Студент NG15-04 081509919 I.O. Старостин подпис, дата Красноярск 2016 г

СЪДЪРЖАНИЕ Въведение 1 Предназначение на операционните системи 1.1 Концепция на операционна система 1.2 Взаимодействие на потребителя с компютър 1.3 Използване на ресурси 1.4 Улесняване на процесите на изчислителната система 1.5 Възможност за развитие 2 Функции на операционната система 2.1 Управление на процесите 2.2 Управление на паметта 2.3 Защита на паметта 2.4 Файл управление 2.5 Управление на външни устройства 2.6 Защита на данните и администриране 2.7 Интерфейс за програмиране на приложения 2.8 Потребителски интерфейс 3 Състав на операционната система 3.1 Ядро 3.2 Команден процесор 3.3 Драйвери на устройства 3.4 Помощни програми 3.5 Помощна система 4 Перспективи за развитие Заключение Списък на съкращенията Списък на използваните източници 2 3 4 4 4 5 6 6 6 7 7 8 8 8 9 9 9 9 9 10 10 10 11 12 13 14

ВЪВЕДЕНИЕ В ерата на бързо развитие на компютърните технологии, невероятни открития, незабавно предаване на информация навсякъде по планетата, ние изобщо не изпитваме дискомфорт, когато „комуникираме“ с технологиите. Какво ни прави толкова лесни да боравим с технологии, които са мистерия за повечето хора? Има ли ограничения или, напротив, големи перспективи? Целта на работата е да се запознаят с основните понятия, които описват принципа на работа на съвременните изчислителни устройства, използващи операционни системи. Цели на работата: - запознаване с предназначението на операционните системи; - изучаване на възможностите и функционалността на съвременните операционни системи; - изучават подробно структурата на операционните системи; - дайте груба оценка на перспективите за развитие на индустрията. 3

1 Предназначение на операционните системи В днешно време има огромен брой видове операционни системи с различни области на приложение. В такива условия могат да бъдат идентифицирани четири основни критерия, които описват предназначението на ОС. 1.1 Концепция за операционна система Операционната система (ОС) е набор от взаимосвързани програми, предназначени да управляват ресурсите на компютърно устройство. Благодарение на тези програми се организира взаимодействието с потребителите. Управлението на паметта, процесите и целия софтуер и хардуер елиминира необходимостта от директна работа с дискове и осигурява прост, файлово-ориентиран интерфейс, скриващ голяма част от досадната работа с прекъсвания, броячи на време, организация на паметта и други компоненти. 1.2 Взаимодействие на потребителя с компютър Организация на удобен интерфейс, който позволява на потребителя да взаимодейства с компютърния хардуер чрез някаква разширена виртуална машина, която е по-удобна за работа и по-лесна за програмиране. Ето списък на основните услуги, предоставяни от типичните операционни системи. Разработване на програми, при които ОС предоставя на програмиста различни инструменти за разработка на приложения: редактори, дебъгери и др. Той не трябва да знае как функционират различни електронни и електромеханични компоненти и устройства на компютъра. Често потребителят може да мине само с мощните функции на високо ниво, които операционната система предоставя. Освен това, за да стартирате програмата, трябва да извършите редица действия: да заредите програмата и данните в основната памет, да инициализирате входно-изходни устройства и файлове и да подготвите други ресурси. Операционната система върши цялата тази работа вместо потребителя. ОС дава достъп до I/O устройства. Всяко устройство изисква собствен набор от команди за стартиране. ОС предоставя на потребителя единен интерфейс, който пропуска всички подробности и дава на програмиста достъп до I/O устройства чрез прости команди за четене и запис. Когато работите с файлове, управлението от ОС изисква не само задълбочено разглеждане на естеството на I/O устройството, но и познаване на структурите от данни, записани във файловете. Многопотребителските операционни системи също предоставят защитен механизъм при достъп до файлове. ОС контролира достъпа до споделената или публична изчислителна система като цяло, както и до отделни системни ресурси. Той защитава ресурсите и данните от неразрешено използване и разрешава конфликтни ситуации. 4

Откриването и обработката на грешки е друг много важен момент в предназначението на ОС. По време на работа на компютърна система могат да възникнат различни повреди поради вътрешни и външни грешки в хардуера, различни видове софтуерни грешки (препълване, опит за достъп до клетка от паметта, до която достъпът е забранен и др.). Във всеки случай ОС предприема действия, които минимизират въздействието на грешката върху работата на приложението (от обикновено съобщение за грешка до срив на програмата). И накрая, отчитане на използването на ресурси. ОС разполага с инструменти за отчитане на използването на различни ресурси и показване на параметрите на производителността на компютърната система. Тази информация е важна за настройка (оптимизиране) на изчислителната система за подобряване на нейната производителност. 1.3 Използване на ресурсите Организация на ефективното използване на компютърните ресурси. Операционната система също е вид мениджър на компютърни ресурси. Основните ресурси на съвременните изчислителни системи включват основна памет, процесори, таймери, набори от данни, дискове, ML устройства, принтери, мрежови устройства и т.н. Изброените ресурси се определят от операционната система между изпълняващите се програми. За разлика от програмата, която е статичен обект, изпълняващата се програма е динамичен обект, наречен процес, което е основна концепция в съвременните операционни системи. Управлението на ресурсите на компютърната система, за да се използват най-ефективно, е втората цел на операционната система. Критериите за ефективност, според които ОС организира управлението на компютърните ресурси, могат да бъдат различни. Например, в един случай най-важна е пропускателната способност на изчислителната система, в друг - нейното време за реакция. Често операционните системи трябва да отговарят на няколко противоречиви критерия, което създава сериозни трудности за разработчиците. Управлението на ресурсите включва решаването на редица общи задачи, които не зависят от вида на ресурса. Графикът на ресурсите е дефиницията на процеса, за който трябва да бъде разпределен ресурс. Тук е предварително определено кога и в какво качество да бъде разпределен този ресурс. Удовлетворяване на заявки за ресурси – разпределяне на ресурси към процеси; наблюдение на състоянието и отчитане на използването на ресурса – поддържане на оперативна информация за използването на ресурса и използването на неговия дял. Разрешаване на конфликти между процеси, претендиращи за един и същи ресурс. За да решат тези общи проблеми с управлението на ресурсите, различните операционни системи използват различни алгоритми, което в крайна сметка определя външния вид на операционната система като цяло, включително характеристиките на производителността, обхвата и дори потребителския интерфейс. 1.4 Улесняване на процесите на компютърната система 5

Улесняване на процесите на работа с хардуер и софтуер на компютърна система. Редица операционни системи включват набори от помощни програми, които осигуряват архивиране, архивиране на данни, сканиране, почистване и дефрагментиране на дискови устройства и др. В допълнение, съвременните операционни системи имат доста голям набор от инструменти и методи за диагностика и възстановяване на функционалността на системата. Те включват: - диагностични програми за идентифициране на грешки в конфигурацията на операционната система; - средства за възстановяване на последната работеща конфигурация; - средства за възстановяване на повредени и липсващи системни файлове и др. 1.5 Възможност за развитие Съвременните операционни системи са организирани по такъв начин, че да позволяват ефективно разработване, тестване и внедряване на нови системни функции, без да се прекъсва нормалното функциониране на компютърната система. Повечето операционни системи непрекъснато се развиват (Windows е добър пример). Това се случва поради следните причини. За да задоволи потребителите или нуждите на системните администратори, операционната система трябва постоянно да предоставя нови функции. Например, може да се наложи да добавите нови инструменти за наблюдение или оценка на ефективността, нови инструменти за въвеждане/извеждане на данни (въвеждане на реч). Друг пример е поддръжката на нови приложения, които използват прозорци на екрана на дисплея. Всяка ОС има бъгове. От време на време те се откриват и коригират. Оттук и постоянната поява на нови версии и издания на ОС. Необходимостта от редовни промени налага определени изисквания към организацията на операционните системи. Очевидно е, че тези системи трябва да имат модулна структурас ясно дефинирани междумодулни връзки. Добрата и пълна документация на системата играе важна роля. 2 Функции на операционната система Функциите на ОС обикновено се групират или според типовете локални ресурси, които ОС управлява, или според специфични задачи, които се прилагат за всички ресурси. Набори от модули, които изпълняват такива групи от функции, образуват подсистеми на операционната система. Най-важните подсистеми за управление на ресурсите са подсистемите за управление на процеси, памет, файлове и външни устройства, а подсистемите, общи за всички ресурси, са подсистемите за потребителски интерфейс, защита на данните и административни подсистеми. 6

2.1 Управление на процеси Подсистемата за управление на процеси влияе пряко върху функционирането на компютърната система. За всяка изпълнявана програма ОС организира един или повече процеси. Всеки такъв процес е представен в ОС чрез информационна структура (таблица, дескриптор, контекст на процесора), съдържаща данни за нуждите от ресурси на процеса, както и ресурсите, които действително са му разпределени (RAM област, количество процесорно време, файлове, I/ O устройства и др. ). В съвременните многопрограмни ОС могат да съществуват едновременно няколко процеса, генерирани по инициатива на потребителите и техните приложения, както и инициирани от ОС за изпълнение на техните функции (системни процеси). Тъй като процесите могат едновременно да изискват едни и същи ресурси, подсистемата за управление на процеси планира реда на изпълнение на процесите, осигурява им необходимите ресурси и осигурява взаимодействие и синхронизация на процесите. 2.2 Управление на паметта Подсистемата за управление на паметта разпределя физическата памет между всички процеси, съществуващи в системата, зарежда и изтрива програмни кодове и данни за процеси в областите на паметта, разпределени за тях, и също така защитава областите на паметта на всеки процес. Стратегията за управление на паметта се състои от стратегии за извличане, поставяне и замяна на програмен блок или данни в основната памет. Съответно се използват различни алгоритми, за да се определи кога да се зареди следващият блок в паметта, в коя памет да се постави и коя програма или блок от данни да се премахне от основната памет, за да се направи място за нови блокове. Един от най-популярните методи за управление на паметта в съвременните операционни системи е виртуалната памет. Внедряването на механизма на виртуалната памет позволява на програмиста да смята, че има хомогенна RAM, чийто обхват е ограничен само от възможностите за адресиране, предоставени от системата за програмиране. 2.3 Защита на паметта Нарушенията на защитата на паметта са свързани с процеси, които имат достъп до области на паметта, разпределени за други процеси на приложни програми или програми на самата операционна система. Мерките за защита на паметта трябва да спрат такива опити за достъп чрез срив на програмата, която нарушава системата. 2.4 Управление на файлове Функциите за управление на файлове са концентрирани във файловата система на OS. Операционната система виртуализира отделен набор от данни, съхранени на външно устройство под формата на файл - прост неструктуриран 7

последователности от байтове със символно име. За по-лесна работа с данни, файловете са групирани в директории, които от своя страна образуват групи - директории повече високо ниво. Файловата система преобразува символичните имена на файловете, с които работи потребителят или програмистът, във физически адреси на данни на дискове, организира споделен достъп до файловете и ги защитава от неоторизиран достъп. 2.5 Управление на външни устройства Функциите за управление на външни устройства са присвоени на подсистемата за управление на външни устройства, наричана още подсистема за вход/изход. Това е интерфейсът между ядрото на компютъра и всички устройства, свързани към него. Обхватът на тези устройства е много широк (принтери, скенери, монитори, модеми, манипулатори, мрежови адаптери, различни видове ADC и др.), Стотици модели на тези устройства се различават по набора и последователността на командите, използвани за обмен на информация с процесора и други части. Програма, която управлява конкретен модел външно устройство и взема предвид всички негови характеристики, се нарича драйвер. Наличието на голям брой подходящи драйвери до голяма степен определя успеха на ОС на пазара. Драйверите се създават както от разработчици на ОС, така и от компании, които произвеждат външни устройства. Операционната система трябва да поддържа добре дефиниран интерфейс между драйверите и останалата част от операционната система. Тогава разработчиците на компании за производство на I/O устройства могат да доставят драйвери за конкретна операционна система заедно със своите устройства. 2.6 Защита на данните и администриране Сигурността на данните на компютърната система се гарантира от мерки за устойчивост на грешки на операционната система, насочени към защита срещу хардуерни повреди и повреди и софтуерни грешки, както и чрез средства за защита срещу неоторизиран достъп. За всеки потребител на системата е необходима логическа процедура за влизане, при която ОС се уверява, че в системата влиза оторизиран от административната служба потребител. Microsoft, например, в най-новия си продукт Windows 10 предлага на потребителя вход чрез разпознаване на външен вид. Това трябва да подобри сигурността и да направи влизането по-бързо. Но Google ни обещава нова версиянеговата операционна система за смартфон Android 6.0, достъп до устройството и потвърждаване на покупки чрез скенер за пръстови отпечатъци, ако устройството е подходящо за това. Администраторът на компютърната система определя и ограничава способността на потребителите да извършват определени действия, т.е. определя техните права за достъп и използване на системните ресурси. Важно средство за защита е функцията за одит на ОС, която се състои в записване на всички събития, от които зависи сигурността на системата. Поддръжката за устойчивост на грешки на изчислителната система е реализирана на базата на 8

резервиране (дискови RAID масиви, резервни принтери и други устройства, понякога резервиране на централни процесори, в ранните ОС - двойни и дуплексни системи, системи с мажоритарен авторитет и др.). Като цяло, осигуряването на устойчивост на грешки в системата е една от най-важните отговорности на системния администратор, който използва редица специални инструменти и инструменти за това. 2.7 Интерфейс за програмиране на приложения Приложните програмисти използват извиквания към операционната система в своите приложения, когато за извършване на определени действия изискват специален статус, който има само операционната система. Възможностите на операционната система са достъпни за програмиста под формата на набор от функции, наречени интерфейс за програмиране на приложения (API). Приложенията осъществяват достъп до API функции чрез системни извиквания. Начинът, по който едно приложение получава услуги на операционната система, е много подобен на извикването на подпрограми. Методът за реализиране на системни повиквания зависи от структурната организация на ОС, характеристиките на хардуерната платформа и езика за програмиране. В UNIX системните извиквания са почти идентични с библиотечните процедури. 2.8 Потребителски интерфейс ОС предоставя удобен интерфейс не само за приложните програми, но и за потребителя (програмист, администратор, потребител). В момента производителите ни предлагат много функции, предназначени да улеснят работата ни с устройства и да спестят време. Като пример отново искам да цитирам Windows 10. Microsoft помага на потребителя да осигури гладка работа на всичките си устройства (от Microsoft, разбира се) чрез обща операционна система. Има незабавно прехвърляне на данни от едно устройство на друго и общи известия, които няма да пропуснете с тази функция. „Ефективна, организирана работа“ е практически лозунг за всеки производител на ОС. Работа с бележки директно на уеб страници, нови режими с много прозорци, множество десктопи - виждаме всичко това вече няколко години и разработчиците все още имат много идеи. 3 Състав на операционната система Съвременните операционни системи имат сложна структура, състояща се от много елементи, като всеки от тях изпълнява определени функции за управление на процеси и разпределяне на ресурси. 3.1 Ядро 9

Ядрото на ОС е централната част на операционната система, осигуряваща на приложенията координиран достъп до файловата система и обмен на файлове между контролните блокове. 3.2 Команден процесор Софтуерният модул на ОС, отговорен за четенето на отделни команди или поредица от команди от команден файл, понякога се нарича команден интерпретатор. 3.3 Драйвери на устройства Различни устройства (дискови устройства, монитор, клавиатура, мишка, принтер и т.н.) са свързани към гръбнака на компютъра. Всяко устройство изпълнява определена функция, като техническото изпълнение на устройствата варира значително. Операционната система включва драйвери на устройства, специални програми, които контролират работата на устройствата и координират обмена на информация с други устройства, а също така ви позволяват да конфигурирате някои параметри на устройството. Всяко устройство има свой собствен драйвер. 3.4 Помощни програми Допълнителните сервизни програми (помощни програми) са помощни компютърни програми като част от общия софтуер, които правят процеса на комуникация между потребителя и компютъра удобен и многофункционален. 3.5 Помощна система За удобство на потребителя операционната система обикновено включва и помощна система. Помощната система ви позволява бързо да получите необходимата информация както за функционирането на операционната система като цяло, така и за работата на нейните отделни модули. 4 Перспективи за развитие В момента има значително увеличение на надеждността, сигурността и отказоустойчивостта на ОС; конвергенция във възможностите на ОС за настолни компютри и ОС за мобилни устройства. Тенденцията към проекти за ОС с отворен код е много печеливша посока в разработката на ОС, тъй като компаниите за разработка имат нужда от нови идеи, които младите програмисти могат да им предложат. 10

От голямо значение е търсенето на корпоративни операционни системи, които се характеризират с висока степен на мащабируемост, мрежова поддръжка, усъвършенствани инструменти за сигурност, възможност за работа в разнородна среда и наличие на централизирани инструменти за администриране и управление. Това е мястото, където се изисква способността да се обработват огромни количества данни. Някой залага на съхранение в облака, и прогнозира „изчезването“ на ОС като цяло. Въпреки че използваме облаците, тази перспектива не изглежда възможна през следващите години. Виждам желание сред разработчиците да подобрят производителността чрез по-интелигентно използване на ресурсите (Windows 10 стартира 28% по-бързо от Windows 7), надеждност и лекота на използване. Било то гласов контрол или различни уникални иновации в интерфейса за по-приятелско взаимодействие. единадесет

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Както успяхме да разберем, операционните системи играят огромна роля в отношенията между потребителя и хардуера. Най-важното е, че прогресът не стои неподвижен, всеки ден се разработват все по-мощни машини, обемът на обработваните данни расте, заедно с това операционната система също се развива и подобрява, появяват се нови идеи за по-удобно и ефективно използване на натрупаните знания. Функционалността на ОС върви към осигуряване на интуитивно взаимодействие между потребителя и устройството. 12

СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА ADC – аналогово-цифров преобразувател; OS – операционна система; PU – периферно устройство. 13

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ 1 Назаров, С. В. Съвременни операционни системи: учебник / С. В. Назаров, А. И. Широков. - Москва: Национален отворен университет "ИНТУИТ", 2012. - 367 с. 2 Грошев, С. Основни понятия на ОС [Електронен ресурс]: Наука и образование / MSTU im. Н.Е. Бауман - Електрон. списание - Москва: Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "MSTU named of N.E. Bauman" 2015. - Режим на достъп: http://technomag.bmstu.ru/doc/48639.html 3 Перспективи за операционни системи и мрежи [Електронен ресурс ]: национален отворен университет "ИНТУИТ". - Москва: 2015 г. - Режим на достъп: http://www.intuit.ru/studies/courses/641/497/lecture/11328 4 Архитектура, предназначение и функции на операционните системи [Електронен ресурс]: Лекция 1 / Национален отворен университет " INTUIT" " - Москва, 2015 г. - Режим на достъп: http://www.intuit.ru/studies/courses/631/487/lecture/11048 5 Даровски, Н. Н. Перспективи за развитие на операционни системи [Електронен ресурс] / Н. Н. Даровски // Интернет портал Web-3. - 2015. - Режим на достъп: http://system.web-3.ru/windows/?act=full&id_article=12055 6 Компоненти на Windows 10 [Електронен ресурс]: официален уебсайт на разработчика / Microsoft Corporation - 2016. - Достъп режим: https ://www.microsoft.com/ru-ru/windows/features?section=familiar 7 Android 6.0 Marshmallow [Електронен ресурс]: официален уебсайт на разработчика / Google Corp. - 2016. - Режим на достъп: https://www.android.com/intl/ru_ru/versions/marshmallow-6-0/ 14

След катастрофалната Windows Vista в интернет бързо се разпространиха слухове, че операционните системи започват да умират и ще изчезнат напълно в близко бъдеще. Някои пророкуваха, че Vista ще стане последната операционна система, с която бяхме свикнали, други заложиха на Win8, осъзнавайки, че ако се окаже провал, съществуването на класическите „операционни системи“ наистина може да приключи. Имаше и мнение, че съвременните операционни системи са достигнали своя връх на развитие и че след това всичко ще премине към облачни технологии. Тоест вече няма да е необходимо да инсталирате софтуер на вашия компютър, ще имате достъп до интернет и монитор.
Трудно бихме могли да наречем подобни преценки адекватни. Не разбирам какви "експерти" пишат такива статии и още повече не разбирам тези, които им вярват или смятат, че авторите на статиите са истински анализатори. „Облаците“ не могат да станат популярни в обозримо бъдеще по няколко причини. Такива технологии днес са твърде скъпи и няма спешна нужда от тях, поне за огромното мнозинство от потребителите.

Разбира се, мрежата вече се използва широко и нейният дял ще расте, но сега хората са готови само да влязат онлайн прости приложения. Все още не се говори за прехвърляне на програми за масово потребление в облака и едва ли ще се случи след още 3-4 години. Трудно е да се гледа по-нататък, като се има предвид темпото на развитие на технологиите. Но въпреки всичко това операционните системи, с които сме запознати сега, ще продължат да живеят. И то не година или две, а много повече.
Тогава възниква логичен въпрос: в каква посока ще се развиват познатите ни операционни системи? След пускането на Windows 7 мнозина дори не можеха да си представят каква ще бъде следващата стъпка на Microsoft. Но на презентацията на G8 разработчиците показаха, че все още има място за развитие. И според мен това развитие върви в по-добра посока.
Интерфейсът на по-късните версии на Windows ще се промени във векторна посока. Бързо развиващите се 3D технологии ще намерят приложение в настолния интерфейс и извън него. Освен това все повече се набляга на гласовия контрол.



Не можем да пренебрегнем и намаляването на използването на компютри като платформи за игри. В развитите страни почти всяко семейство вече има конзола или дори няколко различни, от които да избирате. В Русия тази тенденция също е налице, но в по-малки количества. Лично аз засега имам само Playstation 3, но много от колегите имат по няколко различни конзоли. Но е твърде рано да се каже, че компютрите скоро ще спрат да се използват за забавление.
Освен игрите, разгледайте софтуера, инсталиран на вашия компютър. Дори и да не сте инсталирали нито една програма сами, вашата операционна система по подразбиране съдържа най-популярните. Например офис приложения, музикални плейъри, прости програмиза преглед и редактиране на снимки. Можете ли да си представите Windows като основа на браузъра и всички горепосочени програми да напуснат мрежата? Аз не. И това въпреки факта, че не се съсредоточих върху мощен специализиран софтуер, например за професионална обработка на HD видео.



Ако говорим за частичен преход към облака, когато някои от програмите, от които се нуждаете, се съхраняват на вашия твърд диск, а някои в мрежата, това е напълно адекватно и освен това вече се случва. Не е нужно да си гений, за да разбереш това. Но частичното напускане на мрежата не прави конвенционалните операционни системи ненужни и със сигурност не ги замества напълно. Така че не трябва да очакваме те да изчезнат като клас през следващите години.