Perspectivas para el desarrollo de sistemas operativos para PC.

Integración del sistema y perspectivas de desarrollo. sistemas operativos

Habiendo estudiado con éxito el material, sabrá:

definiciones de los conceptos “integración de sistemas”, “sistema de información económica”, “tecnología de la información”;

principios de clasificación y características funcionales básicas de clasificación de las tecnologías de la información;

características funcionales de XML;

factores que tienen un impacto fundamental en el desarrollo de los sistemas operativos;

Perspectivas para el desarrollo de los sistemas operativos de la familia Windows.

Después de estudiar este tema podrás:

realizar un análisis comparativo de las definiciones del concepto "integración de sistemas";

clasificar las tecnologías de la información según características funcionales;

navegar por los requisitos de los sistemas operativos prometedores.

Después de estudiar el material tendrás las habilidades:

identificar las principales características de los sistemas operativos corporativos;

selección de equipos informáticos en función de los requisitos de los sistemas operativos prometedores.

Conceptos básicos para el tema 13.

Integración de sistema

Producto de software de aplicación

Sistema de información económica

Tecnologías de la información

tecnología de la información básica

Tema tecnología de la información

Tecnología de la información funcional.

Habilitación de la tecnología de la información

Sistema de hardware y software

Concepto de integración de sistemas.

Hoy en día, están pasando a primer plano las cuestiones de la integración de tecnologías en sistemas, el desarrollo y el uso de estándares de software comunes. Esto es especialmente cierto para los productos de software diseñados para automatizar los procesos empresariales. La condición más importante para la gestión eficaz de cualquier negocio es la disponibilidad constante y controlada de información completa, confiable y presentada en una forma conveniente, sobre la base de la cual se toman las decisiones de gestión operativa y estratégica, y la comunicación con inversores, socios y clientes se lleva a cabo.

Para proporcionar informacion sistemas de control la empresa existe sistema de información económica(EIS): un conjunto de herramientas organizativas, técnicas, de software y de información (tecnologías de la información), combinadas en un sistema unificado para recopilar, procesar y emitir la información necesaria.

Bajo tecnologías de la información debe comprender el sistema de métodos y métodos para recopilar, acumular, almacenar, buscar, procesar, analizar, emitir datos, información y conocimientos basados ​​​​en el uso de hardware y software de acuerdo con los requisitos de los usuarios.

El hardware diseñado para organizar el proceso de procesamiento de datos (información, conocimiento), así como el hardware diseñado para organizar la comunicación y la transferencia de datos (información, conocimiento), se denominan tecnologías básicas de la información.

Bajo tema tecnología de la información Se entiende como una secuencia de etapas tecnológicas para convertir la información primaria en información resultante, independientemente del uso de tecnologías informáticas y de la información.

Apoyo a las tecnologías de la información.- Son tecnologías de procesamiento de información que pueden utilizarse como herramientas en diversas áreas temáticas para resolver diversos problemas.

La modificación de las tecnologías de la información de soporte, en las que se implementa cualquiera de las tecnologías en cuestión, es tecnología de la información funcional.

Como ya hemos señalado, no se puede subestimar la importancia de los procesos de integración de sistemas de tecnologías y estándares de la información en el marco de SI. Por ejemplo, al elegir una computadora, el comprador a menudo ya no piensa en la compatibilidad de los componentes y, según sus capacidades y necesidades, puede elegir libremente un monitor de un fabricante. tarjeta madre otro, la tarjeta de video de un tercero, etc. La funcionalidad de los componentes está garantizada por el hecho de que la mayoría de los fabricantes de componentes informáticos han acordado estándares uniformes para su interacción. Es importante comprender que un avance tan significativo en el desarrollo de la tecnología informática se debe a esta estandarización.

Ahora imaginemos una situación similar, pero no relacionada con los componentes de la computadora, sino con el uso de software de diferentes fabricantes. Supongamos que la tarea es automatizar los procesos de gestión en una empresa y es necesario seleccionar el adecuado. productos de software de aplicación. Después de considerar varias opciones de soluciones de software para un sistema automatizado (productos de varios desarrolladores), los compradores (representantes de la empresa) decidieron que el módulo propuesto por el primer desarrollador era el más adecuado para automatizar el trabajo del departamento de recursos humanos y el módulo de gestión de producción de el segundo desarrollador fue mejor, etc. Sin embargo, en la actualidad, en la gran mayoría de los casos, las empresas compradoras sistemas de información se ven obligados a comprar e implementar completamente software integrado de uno de los fabricantes, ya que los fabricantes no han acordado estándares universales para el intercambio de datos entre aplicaciones.

Integración de sistema es el desarrollo de soluciones integrales para la automatización de procesos comerciales empresariales. Su objetivo final es la gestión más eficaz de la organización.

Cabe señalar que el concepto de "integración de sistemas" se utiliza ampliamente en Rusia y ha experimentado cierta evolución. Al principio, este era el nombre de la integración de hardware y software, luego la combinación de varios sistemas obtenidos durante la automatización en diferentes áreas (“automatización patchwork”) en una única plataforma de integración y, finalmente, se formó una comprensión moderna de este término. . Hoy la integración del sistema es:

Una de las posibles formas de integrar el software en el EIS es la introducción de estándares uniformes de transferencia de datos, por ejemplo XML.

Ultima vez concepto XML se discute muy a menudo entre los desarrolladores de software en la literatura informática moderna y en la prensa. Con XML es muy conveniente describir estructuras de datos complejas en forma de objetos XML; en el caso de EIS, el papel de dichos objetos lo desempeñan los objetos comerciales universales. Los objetos comerciales descritos en XML también son un medio conveniente para intercambiar información entre diferentes aplicaciones.

El lenguaje XML (Extensible Markup Language) está destinado a describir otros lenguajes, es decir. Este es un metalenguaje. XML le permite presentar datos en forma de documento de texto estructurado. El marcado de estructura se especifica en forma de las llamadas etiquetas (etiquetas de lenguaje XML), que tienen el formato<имя>.. . Las etiquetas contienen datos. La forma más sencilla de hacerse una idea de este enfoque es mirar cualquier documento HTML (la representación interna de una página web), ya que HTML es una implementación de un lenguaje basado en XML y describe un conjunto de etiquetas para visualizar datos en un navegador web.

Los documentos XML son archivos de texto, que contiene datos y etiquetas que identifican estructuras dentro del texto.

XML permite a los desarrolladores agregar complejidad a los datos transformándolos en un formato que puedan utilizar aplicaciones web, servidores, middleware y usuarios finales.

El uso de XML permite resolver una serie de problemas fundamentalmente nuevos en el campo de la construcción de sistemas integrados.

La implementación de servidores XML y servidores de interfaz se puede realizar para varias plataformas de software. El uso de XML como estándar abierto para el intercambio de datos entre aplicaciones le permite utilizar de manera efectiva módulos individuales de diferentes fabricantes dentro de un sistema de información, logrando así su combinación más óptima tanto en términos de funcionalidad como en términos de inversión financiera.

Perspectivas para el desarrollo de sistemas operativos.

Junto con las bases de datos, los sistemas operativos son el componente más importante de los sistemas de información. Recientemente, se ha prestado mucha atención a los sistemas operativos de red que se pueden utilizar en los sistemas de información de varias empresas (sistemas operativos corporativos). Su desarrollo ulterior representa una de las tareas más importantes en el futuro previsible. Para un SO corporativo, es muy importante contar con herramientas de administración y gestión centralizadas que permitan almacenar Cuentas alrededor de decenas de miles de usuarios, computadoras, dispositivos de comunicación y módulos de software disponibles en la red corporativa. Un sistema operativo corporativo se distingue por su capacidad para funcionar bien y de manera estable en grandes redes, que son típicos de grandes empresas con sucursales en diferentes regiones. Estas redes se caracterizan por un alto grado de heterogeneidad en software y hardware, por lo que el sistema operativo corporativo debe interactuar con diferentes tipos de software y ejecutarse en diferentes plataformas de hardware.

Hoy en día, Microsoft puede considerarse uno de los líderes en la clase de sistemas operativos corporativos. Uno de Últimas Versiones El sistema operativo de esta corporación es Windows 7. Windows 7 fue lanzado el 22 de octubre de 2009 el cambiar ventanas Vista. Windows 7 tiene las siguientes características nuevas:

Además, Microsoft está lanzando un nuevo sistema operativo de servidor, Windows MultiPoint Server 2010, para crear varias estaciones de trabajo independientes en una computadora personal. HP ofrece hardware para Windows MultiPoint Server.

La nueva solución implica el uso de una computadora convencional de potencia media para una experiencia de usuario completa con toda la gama de software moderno. Las cuentas individuales permiten a cada usuario tener su propia lista de favoritos en explorador de Internet, personalice la apariencia del escritorio a su discreción, coloque sus propios iconos en él, personalice el menú Inicio, etc. Estas configuraciones se pueden guardar para que pueda continuar trabajando con ellas la próxima vez que se siente en cualquier otra estación de trabajo que tenga acceso a la computadora host.

La solución informática HP MultiSeat con el software Windows MultiPoint Server 2010 reduce el costo de trabajar con información en un 50 % en comparación con el uso de PC individuales. Por tanto, esta solución puede tener una demanda especial en instituciones educativas, bibliotecas, museos y pequeñas empresas.

La interfaz de MultiPoint Manager se muestra en la Fig. 13.3
.

También están apareciendo nuevas versiones en la familia de sistemas operativos Linux. Por ejemplo, la empresa Mandriva lanzó versión definitiva sistema operativo Mandriva Linux 2010 Spring (Fig. 13.4
).

La nueva plataforma de software se basa en el kernel Linux 2.6.33.4 y contiene los entornos de escritorio GNOME 2.30.1 y KDE 4.4.3. El sistema operativo incluye un conjunto de aplicaciones de oficina OpenOffice.org 3.2, un centro multimedia XBMC, clientes BitTorrent Deluge, Transmission y qBittorrent, editores de vídeo Lives, Kdenlive, OpenShot, Firefox, Chromium, navegadores Opera y varias otras aplicaciones. La distribución contiene una gran variedad de productos de software educativos y científicos.

Esta versión del sistema operativo actualizó el instalador, amplió la base de controladores y mejoró el soporte de hardware. Hay un nuevo conjunto de herramientas para configurar servicios de red y un mecanismo significativamente mejorado para organizar el trabajo de las cuentas de invitados en el sistema.

La distribución Mandriva Linux 2010 Spring está disponible en cuatro versiones.

Mandriva One es la versión de usuario más sencilla de Mandriva, que se puede utilizar en modo LiveCD (directamente desde un medio óptico) o instalándolo en disco duro. También está disponible la opción de instalar Mandriva One en una computadora que no tenga una unidad de DVD desde una unidad USB.

Mandriva Free es una versión de distribución tanto para estaciones de trabajo como para servidores, que incluye únicamente aplicaciones gratuitas.

Mandriva Powerpack es una versión para estaciones de trabajo y servidores pequeños, utilizada con mayor frecuencia en organizaciones. La versión rusa de la distribución incluye además una serie de aplicaciones importantes para los usuarios rusos: el software wine@etersoft para ejecutar aplicaciones comerciales rusas en Microsoft Windows en modo de emulación (como 1C:Enterprise, Garant, Consultant Plus, FineReader, etc.) en el entorno GNU/Linux, un sistema de información médica gratuito, un programa para contabilizar las transacciones comerciales de un empresario individual, el software de contabilidad del tráfico de Internet Traffpro , etc.

Edumandriva es una solución para instituciones educativas basada en Mandriva, creada por profesores para profesores, incluida en el conjunto oficial de software gratuito para escuelas del Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia.

Desde 2009 se están produciendo acontecimientos en el mercado de sistemas operativos móviles que afectan al estado de la industria en 2010 y, posiblemente, también afectarán a 2011. Entonces, en 2009, apareció la quinta edición de Symbian OS, que admite controles táctiles. Para conocer las previsiones de ventas de sistemas operativos móviles a usuarios finales, consulte la Tabla 13.1.

Google y sus socios comenzaron a promover activamente el sistema operativo Android. Representantes de la industria como ASUS, HTC, Acer y Motorola, Sony Ericsson han anunciado soporte para esta versión de Linux móvil.

La integración de sistemas es el desarrollo de soluciones integrales para la automatización de procesos comerciales empresariales. Su objetivo final es la gestión más eficaz de la organización.

Para proporcionar un sistema de información de gestión empresarial, existe un sistema de información económica (EIS): un conjunto de herramientas organizativas, técnicas, de software y de información (tecnologías de la información) combinadas en un solo sistema para recopilar, procesar y emitir la información necesaria.

La tecnología de la información debe entenderse como un sistema de métodos y métodos para recopilar, acumular, almacenar, buscar, procesar, analizar, emitir datos, información y conocimientos basados ​​​​en el uso de hardware y software, de acuerdo con los requisitos de los usuarios.

Las tecnologías de la información (TI) se dividen en básicas, temáticas, habilitantes y funcionales.

Una de las posibles formas de integrar el software dentro del SI es la introducción de estándares uniformes de transferencia de datos, por ejemplo XML (Extensible Markup Language). El uso de XML permite resolver una serie de problemas fundamentalmente nuevos en el campo de la construcción de sistemas integrados.

El uso de XML como estándar abierto para el intercambio de datos entre aplicaciones le permite utilizar de manera efectiva módulos individuales de diferentes fabricantes dentro de un sistema de información, logrando así su combinación más óptima tanto en términos de funcionalidad como en términos de inversión financiera.

Los sistemas operativos son un componente importante de los sistemas de información, el desarrollo de sistemas operativos corporativos es una de las tareas más importantes. Para un sistema operativo corporativo, es muy importante contar con herramientas de administración y gestión centralizadas, así como herramientas de seguridad de datos. Debido a la gran heterogeneidad de software y hardware en las redes informáticas empresariales, un sistema operativo corporativo debe interactuar con diferentes tipos de software y ejecutarse en diferentes plataformas de hardware.

El futuro sistema operativo de la familia Windows (Windows 7) debería proporcionar un mayor grado de integración (especificación de papel XML) y confiabilidad. La nueva interfaz gráfica (Aero) hace que el sistema operativo sea prometedor para crear sistemas integrados para diversos fines.

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Tendencias en el desarrollo de computadoras personales.

En la etapa actual de desarrollo de los sistemas operativos, las herramientas de seguridad han pasado a primer plano. Esto se debe al mayor valor de la información procesada por las computadoras, así como al mayor nivel de amenazas que existen al transmitir datos a través de redes, especialmente las públicas como Internet. Muchos sistemas operativos hoy en día han desarrollado herramientas de seguridad de la información basadas en el cifrado, autenticación y autorización de datos.

Los sistemas operativos modernos son multiplataforma, es decir, tienen la capacidad de funcionar en tipos de computadoras completamente diferentes. Muchos sistemas operativos tienen versiones especiales para admitir arquitecturas de clúster que brindan alto rendimiento y tolerancia a fallas. La excepción hasta ahora es el sistema operativo NetWare, cuyas versiones están desarrolladas para la plataforma Intel, y la implementación de funciones de NetWare en forma de shell para otros sistemas operativos, por ejemplo NetWare para AIX, no ha tenido éxito.

En los últimos años, se ha desarrollado aún más la tendencia a largo plazo de aumentar la comodidad de la interacción humana con una computadora. El desempeño humano se convierte en el principal factor que determina la eficiencia del sistema informático en su conjunto. No se deben desperdiciar esfuerzos humanos ajustando los parámetros del proceso informático, como sucedió en los sistemas operativos de generaciones anteriores. Por ejemplo, en los sistemas de procesamiento por lotes mainframe, cada usuario tenía que utilizar un lenguaje de control de trabajo para definir una gran cantidad de parámetros relacionados con la organización de los procesos informáticos en la computadora. Por lo tanto, para el sistema OS/360, el lenguaje de control de trabajos JCL proporcionó al usuario la capacidad de definir más de 40 parámetros, incluida la prioridad del trabajo, los requisitos de memoria principal, el tiempo máximo de ejecución del trabajo, una lista de dispositivos de entrada/salida utilizados y sus modos de funcionamiento.

Un sistema operativo moderno asume la tarea de seleccionar los parámetros del entorno operativo, utilizando para ello diversos algoritmos adaptativos. Por ejemplo, los tiempos de espera en los protocolos de comunicación suelen determinarse en función de las condiciones de la red. La distribución de RAM entre procesos se realiza de forma automática mediante mecanismos de memoria virtual, dependiendo de la actividad de estos procesos y de la información sobre la frecuencia de uso de una página en particular. Las prioridades de los procesos instantáneos se determinan dinámicamente dependiendo del historial, incluido, por ejemplo, el tiempo que el proceso pasó en la cola, el porcentaje del intervalo de tiempo asignado, la intensidad de las E/S, etc. Incluso durante el proceso de instalación, la mayoría de los sistemas operativos ofrecen un modo de selección de parámetros predeterminado que garantiza, aunque no sea óptima, pero siempre una calidad aceptable de funcionamiento del sistema.





La conveniencia del trabajo interactivo con una computadora mejora constantemente gracias a la inclusión de tecnologías avanzadas en el sistema operativo. interfaces gráficas, utilizando sonido y vídeo junto con gráficos. Esto es especialmente importante para convertir una computadora en un terminal para una nueva red pública, ya que para el usuario masivo el terminal debería ser casi tan comprensible y conveniente como teléfono. La interfaz de usuario del sistema operativo es cada vez más inteligente, guiando las acciones humanas en situaciones típicas y tomando decisiones rutinarias por él.

El nivel de facilidad de uso de los recursos que los sistemas operativos aislados ofrecen hoy a los usuarios, administradores y desarrolladores de aplicaciones es sólo una perspectiva tentadora para los sistemas operativos de red. Mientras que los usuarios y administradores de la red dedican un tiempo considerable a intentar descubrir dónde se encuentra un recurso, los desarrolladores de aplicaciones de red dedican mucho esfuerzo a intentar determinar la ubicación de los módulos de software y datos en la red. Los sistemas operativos del futuro deben proporcionar un alto nivel de transparencia de los recursos de la red, asumiendo la tarea de organizar la computación distribuida, convirtiendo la red en una computadora virtual. Este es precisamente el significado que los especialistas de Sun le dan al lacónico eslogan "La red es una computadora", pero para convertir el eslogan en realidad, los desarrolladores de sistemas operativos aún tienen un largo camino por recorrer.

Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, el siguiente escenario parece más probable:

China será el primero en intentar deshacerse del dominio de Windows ™ a nivel estatal; recibirá los mayores beneficios de esto y tendrá la mayor cantidad de oportunidades para ello. China intentará implementar o localizar distribución de linux, o intentará desarrollar un sistema operativo propietario basado en FreeBSD (u otro sistema operativo gratuito con una licencia similar a BSD); es más probable que sea Linux, ya que últimamente se ha estado desarrollando más activamente.

Esto sucederá gradualmente durante 3 a 5 años. Todos los organismos gubernamentales y empresas estrechamente relacionadas con el Estado serán transferidos a una computadora nacional (procesador nacional + distribución nacional de Linux) sin falta. Paralelamente, se crearán un gran número de versiones localizadas de programas de aplicación y se utilizará Linux nacional para la enseñanza en instituciones educativas.

Según la experiencia de utilizar muchos sistemas operativos modernos, se pueden identificar las siguientes tendencias principales en su desarrollo.

Conchas gráficas. Cualquier sistema operativo moderno tiene una interfaz gráfica de usuario y (por razones obvias de intensa competencia entre empresas de desarrollo) los shells gráficos para todos los sistemas operativos tienen aproximadamente las mismas capacidades. A veces al usuario le resulta difícil saber en qué sistema operativo está trabajando, aunque para los usuarios finales (no programadores), aparentemente, dicha unificación es conveniente.

Soporte para nuevas tecnologías de red y tecnologías Web. Las redes e Internet se están desarrollando activamente. Están surgiendo nuevos estándares y protocolos: IPv6, HTML 5 (para computación en la nube), etc. Los sistemas operativos modernos se están desarrollando para soportar todas las nuevas tecnologías de red.

Mayor atención a los mecanismos de seguridad y protección. En gran parte gracias a la iniciativa Trustworthy Computing lanzada por Microsoft en 2002, así como en vista del creciente cibercrimen, todos los sistemas operativos modernos prestan mayor atención a la seguridad: al visualizar páginas web, los navegadores comprueban en ellas la ausencia de phishing (un tipo de fraude en Internet); las descargas e instalaciones de programas de la red se realizan únicamente con el consentimiento explícito del usuario, etc.

Admite procesadores multihilo y multinúcleo. Debido al uso generalizado de procesadores multinúcleo, todos los sistemas operativos modernos tienen bibliotecas de software que admiten esta capacidad de hardware. Es gracias a la arquitectura multinúcleo que la ejecución paralela de subprocesos se vuelve realmente posible.

Soporte para computación distribuida y paralela. Los sistemas operativos modernos incluyen bibliotecas de alto nivel que permiten el desarrollo de algoritmos paralelos para resolver problemas, por ejemplo, aquellos que admiten los estándares de paralelismo OpenMP y MPI.

Virtualización de recursos y equipos. Los sistemas operativos modernos incluyen herramientas de virtualización que le permiten ejecutar aplicaciones para otras plataformas de forma aislada. maquinas virtuales, en el que se pueden instalar otros sistemas operativos.

Desarrollo de sistemas de archivos para proteger la información y aumentar significativamente el tamaño de los archivos (para multimedia). Los requisitos modernos para procesar información multimedia llevan al hecho de que los sistemas de archivos antiguos (por ejemplo, FAT) son insuficientes para almacenar archivos multimedia. Por ejemplo, el tamaño máximo de archivo en el sistema FAT (4 gigabytes) se puede exceder fácilmente al transferir de 10 a 15 minutos de cinta de video digital a una computadora. Por lo tanto, se están desarrollando nuevos sistemas de archivos que pueden almacenar archivos muy grandes, por ejemplo, el sistema ZFS en el sistema operativo Solaris. Otro requisito es garantizar la confidencialidad de la información, lo que lleva a la necesidad de implementar capacidades de cifrado en los sistemas de archivos (que se implementa, por ejemplo, en sistema de archivos ZFS).

El soporte de la computación en la nube es una tendencia completamente nueva en el desarrollo de sistemas operativos.

Por lo tanto, podemos concluir que actualmente se observan las siguientes perspectivas de desarrollo del sistema operativo:

La tendencia hacia la integración de los sistemas operativos (no sólo a nivel de shells gráficos, sino también a nivel del kernel común); desarrollo de familias de sistemas operativos basadas en módulos de código comunes;

Confiabilidad, seguridad y tolerancia a fallas significativamente mayores del sistema operativo; Desarrollo de SO utilizando código administrado o sus análogos.

Una nueva tendencia hacia proyectos de sistemas operativos de código abierto; Esto es bastante comprensible, ya que las empresas de desarrollo necesitan nuevas ideas, lo que es una excelente oportunidad para que los jóvenes programadores se demuestren su valía.

Desarrollo de la virtualización: Es necesario asegurar la capacidad de ejecutar o emular cualquier aplicación en el entorno de cualquier SO moderno.

Mayor convergencia en las capacidades de los sistemas operativos para computadoras de escritorio y los sistemas operativos para dispositivos móviles.

Mayor integración del sistema operativo y las redes.

Migración de SO a entornos de computación en la nube.

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Institución Educativa Autónoma del Estado Federal de Educación Profesional Superior "UNIVERSIDAD FEDERAL DE SIBERIA" Instituto de Petróleo y Gas Departamento de Geofísica RESUMEN Sistemas operativos modernos. Objeto, composición y funciones. Perspectivas de desarrollo. Profesor E.D. Firma Agafonov, fecha Estudiante NG15-04 081509919 I.O. Firma de Starostin, fecha Krasnoyarsk 2016

CONTENIDOS Introducción 1 Propósito de los sistemas operativos 1.1 Concepto de sistema operativo 1.2 Interacción del usuario con una computadora 1.3 Uso de recursos 1.4 Facilitación de los procesos del sistema informático 1.5 Posibilidad de desarrollo 2 Funciones del sistema operativo 2.1 Gestión de procesos 2.2 Gestión de la memoria 2.3 Protección de la memoria 2.4 Archivo gestión 2.5 Gestión de dispositivos externos 2.6 Protección y administración de datos 2.7 Interfaz de programación de aplicaciones 2.8 Interfaz de usuario 3 Composición del sistema operativo 3.1 Kernel 3.2 Procesador de comandos 3.3 Controladores de dispositivos 3.4 Utilidades 3.5 Sistema de ayuda 4 Perspectivas de desarrollo Conclusión Lista de abreviaturas Lista de fuentes utilizadas 2 3 4 4 4 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 9 10 10 10 11 12 13 14

INTRODUCCIÓN En la era del rápido desarrollo de la tecnología informática, descubrimientos sorprendentes, transmisión instantánea de información a cualquier parte del planeta, no experimentamos ninguna molestia al “comunicarnos” con la tecnología. ¿Qué nos hace tan fácil manejar tecnologías que son un misterio para la mayoría de la gente? ¿Existen limitaciones o, por el contrario, grandes perspectivas? El objetivo del trabajo es familiarizarse con los conceptos básicos que describen el principio de funcionamiento de los dispositivos informáticos modernos que utilizan sistemas operativos. Objetivos del trabajo: - familiarizarse con la finalidad de los sistemas operativos; - estudiar las capacidades y funcionalidades de los sistemas operativos modernos; - estudiar en detalle la estructura de los sistemas operativos; - dar una evaluación aproximada de las perspectivas de desarrollo de la industria. 3

1 Finalidad de los sistemas operativos Hoy en día existe una gran cantidad de tipos de sistemas operativos con diferentes áreas de aplicación. En tales condiciones, se pueden identificar cuatro criterios principales que describen el propósito del sistema operativo. 1.1 Concepto de sistema operativo Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas interconectados diseñados para administrar los recursos de un dispositivo informático. Gracias a estos programas se organiza la interacción del usuario. La gestión de la memoria, los procesos y todo el software y hardware elimina la necesidad de trabajar directamente con discos y proporciona una interfaz sencilla orientada a archivos, ocultando gran parte del molesto trabajo con interrupciones, contadores de tiempo, organización de la memoria y otros componentes. 1.2 Interacción del usuario con una computadora Organización de una interfaz conveniente que permite al usuario interactuar con el hardware de la computadora a través de alguna máquina virtual extendida, con la que es más conveniente trabajar y más fácil de programar. A continuación se muestra una lista de los principales servicios proporcionados por los sistemas operativos típicos. Desarrollo de programas donde el SO proporciona al programador diversas herramientas de desarrollo de aplicaciones: editores, depuradores, etc. No necesita saber cómo funcionan los distintos componentes y dispositivos electrónicos y electromecánicos de una computadora. A menudo, el usuario puede arreglárselas sólo con las potentes funciones de alto nivel que proporciona el sistema operativo. Además, para ejecutar el programa, debe realizar una serie de acciones: cargar el programa y los datos en la memoria principal, inicializar dispositivos y archivos de entrada/salida y preparar otros recursos. El sistema operativo hace todo este trabajo por el usuario. El sistema operativo da acceso a los dispositivos de E/S. Cada dispositivo requiere su propio conjunto de comandos para iniciarse. El sistema operativo proporciona al usuario una interfaz uniforme que omite todos los detalles y le brinda al programador acceso a los dispositivos de E/S mediante comandos simples de lectura y escritura. Cuando se trabaja con archivos, la gestión por parte del sistema operativo requiere no sólo una consideración profunda de la naturaleza del dispositivo de E/S, sino también el conocimiento de las estructuras de datos registradas en los archivos. Los sistemas operativos multiusuario también proporcionan un mecanismo de protección al acceder a archivos. El sistema operativo controla el acceso al sistema informático público o compartido en su conjunto, así como a los recursos individuales del sistema. Protege recursos y datos del uso no autorizado y resuelve situaciones de conflicto. 4

La detección y el manejo de errores es otro punto muy importante en el propósito del sistema operativo. Durante el funcionamiento de un sistema informático pueden ocurrir diversas fallas debido a errores internos y externos en el hardware, diversos tipos de errores de software (desbordamiento, intento de acceder a una celda de memoria cuyo acceso está prohibido, etc.). En cada caso, el sistema operativo toma acciones que minimizan el impacto del error en el funcionamiento de la aplicación (desde un simple mensaje de error hasta un bloqueo del programa). Y finalmente, contabilizar el uso de recursos. El sistema operativo tiene herramientas para contabilizar el uso de diversos recursos y mostrar los parámetros de rendimiento del sistema informático. Esta información es importante para ajustar (optimizar) el sistema informático para mejorar su rendimiento. 1.3 Uso de recursos Organización del uso eficiente de los recursos informáticos. El sistema operativo también es una especie de administrador de recursos informáticos. Los principales recursos de los sistemas informáticos modernos incluyen memoria principal, procesadores, temporizadores, conjuntos de datos, discos, unidades ML, impresoras, dispositivos de red, etc. Los recursos enumerados están determinados por el sistema operativo entre los programas en ejecución. A diferencia de un programa, que es un objeto estático, un programa en ejecución es un objeto dinámico llamado proceso, que es un concepto básico en los sistemas operativos modernos. Administrar los recursos de un sistema informático para utilizarlos de la manera más eficiente es el segundo propósito del sistema operativo. Los criterios de eficiencia según los cuales el sistema operativo organiza la gestión de los recursos informáticos pueden ser diferentes. Por ejemplo, en un caso lo más importante es el rendimiento de un sistema informático, en otro, su tiempo de respuesta. A menudo, los sistemas operativos deben cumplir varios criterios contradictorios, lo que genera serias dificultades a los desarrolladores. La gestión de recursos incluye la resolución de una serie de tareas generales que no dependen del tipo de recurso. La programación de recursos es la definición del proceso para el cual se debe asignar un recurso. Aquí está predeterminado cuándo y en qué capacidad se debe asignar este recurso. Satisfacer las solicitudes de recursos: asignar recursos a los procesos; monitorear el estado y la contabilidad del uso de recursos: mantener información operativa sobre el uso del recurso y el uso de su participación. Resolver conflictos entre procesos que reclaman el mismo recurso. Para resolver estos problemas comunes de gestión de recursos, diferentes sistemas operativos utilizan diferentes algoritmos, que en última instancia determinan la apariencia del sistema operativo en su conjunto, incluidas las características de rendimiento, el alcance e incluso la interfaz de usuario. 1.4 Facilitación de los procesos del sistema informático 5

Facilitación de los procesos de operación del hardware y software de un sistema informático. Varios sistemas operativos incluyen conjuntos de programas de utilidad que brindan respaldo, archivo de datos, escaneo, limpieza y desfragmentación de dispositivos de disco, etc. Además, los sistemas operativos modernos tienen un conjunto bastante grande de herramientas y métodos para diagnosticar y restaurar la funcionalidad del sistema. Estos incluyen: - programas de diagnóstico para identificar errores en la configuración del sistema operativo; - medios para restaurar la última configuración de trabajo; - medios para restaurar archivos del sistema dañados o faltantes, etc. 1.5 Posibilidad de desarrollo Los sistemas operativos modernos están organizados de tal manera que permiten el desarrollo, prueba e implementación efectivos de nuevas funciones del sistema sin interrumpir el funcionamiento normal del sistema informático. La mayoría de los sistemas operativos están en constante evolución (Windows es un buen ejemplo). Esto sucede por las siguientes razones. Para satisfacer las necesidades de los usuarios o de los administradores de sistemas, el sistema operativo debe proporcionar constantemente nuevas funciones. Por ejemplo, es posible que necesite agregar nuevas herramientas para monitorear o evaluar el desempeño, nuevas herramientas de entrada/salida de datos (entrada de voz). Otro ejemplo es la compatibilidad con nuevas aplicaciones que utilizan ventanas en la pantalla. Cada sistema operativo tiene errores. De vez en cuando se descubren y corrigen. De ahí la constante aparición de nuevas versiones y ediciones del sistema operativo. La necesidad de cambios regulares impone ciertos requisitos a la organización de los sistemas operativos. Es obvio que estos sistemas deben tener estructura modular con conexiones intermodulares claramente definidas. Una buena y completa documentación del sistema juega un papel importante. 2 Funciones del sistema operativo Las funciones del sistema operativo generalmente se agrupan según los tipos de recursos locales que administra el sistema operativo o según tareas específicas que se aplican a todos los recursos. Los conjuntos de módulos que realizan dichos grupos de funciones forman subsistemas del sistema operativo. Los subsistemas de gestión de recursos más importantes son los subsistemas de gestión de procesos, memoria, archivos y dispositivos externos, y los subsistemas comunes a todos los recursos son la interfaz de usuario, la seguridad de los datos y los subsistemas de administración. 6

2.1 Gestión de procesos El subsistema de gestión de procesos afecta directamente al funcionamiento del sistema informático. Para cada programa que se ejecuta, el sistema operativo organiza uno o más procesos. Cada uno de estos procesos está representado en el sistema operativo mediante una estructura de información (tabla, descriptor, contexto del procesador) que contiene datos sobre las necesidades de recursos del proceso, así como los recursos realmente asignados a él (área de RAM, cantidad de tiempo de CPU, archivos, I/ O dispositivos, etc.). En los sistemas operativos multiprogramas modernos, pueden existir varios procesos simultáneamente, generados por iniciativa de los usuarios y sus aplicaciones, así como iniciados por el sistema operativo para realizar sus funciones (procesos del sistema). Dado que los procesos pueden reclamar simultáneamente los mismos recursos, el subsistema de gestión de procesos planifica el orden de ejecución de los procesos, les proporciona los recursos necesarios y garantiza la interacción y sincronización de los procesos. 2.2 Gestión de memoria El subsistema de gestión de memoria distribuye la memoria física entre todos los procesos existentes en el sistema, carga y elimina códigos de programa y datos de proceso en las áreas de memoria asignadas a ellos, y también protege las áreas de memoria de cada proceso. La estrategia de gestión de memoria consta de estrategias para buscar, colocar y reemplazar un bloque de programa o datos en la memoria principal. En consecuencia, se utilizan varios algoritmos para determinar cuándo cargar el siguiente bloque en la memoria, en qué ubicación de la memoria colocarlo y qué programa o bloque de datos eliminar de la memoria principal para dejar espacio para nuevos bloques. Uno de los métodos más populares de gestión de memoria en los sistemas operativos modernos es la memoria virtual. La implementación del mecanismo de memoria virtual permite al programador considerar que tiene una memoria homogénea. RAM, cuyo alcance está limitado únicamente por las capacidades de direccionamiento proporcionadas por el sistema de programación. 2.3 Protección de la memoria Las violaciones de la protección de la memoria están asociadas con procesos que acceden a áreas de memoria asignadas a otros procesos de programas de aplicación o programas del propio sistema operativo. Las medidas de protección de la memoria deben detener dichos intentos de acceso bloqueando el programa infractor. 2.4 Gestión de archivos Las funciones de gestión de archivos se concentran en el sistema de archivos del sistema operativo. El sistema operativo virtualiza un conjunto separado de datos almacenados en una unidad externa en forma de archivo: un archivo simple y no estructurado.

Secuencias de bytes que tienen un nombre simbólico. Para facilitar el trabajo con datos, los archivos se agrupan en directorios, que, a su vez, forman grupos: directorios más nivel alto. El sistema de archivos convierte los nombres simbólicos de los archivos con los que trabaja el usuario o programador en direcciones físicas de datos en los discos, organiza el acceso compartido a los archivos y los protege del acceso no autorizado. 2.5 Gestión de dispositivos externos Las funciones de gestión de dispositivos externos están asignadas al subsistema de gestión de dispositivos externos, también llamado subsistema de entrada/salida. Es la interfaz entre el núcleo de la computadora y todos los dispositivos conectados a ella. La gama de estos dispositivos es muy amplia (impresoras, escáneres, monitores, módems, manipuladores, adaptadores de red, ADC de varios tipos, etc.), cientos de modelos de estos dispositivos se diferencian en el conjunto y secuencia de comandos utilizados para intercambiar información con el procesador y otras partes. Un programa que controla un modelo específico de un dispositivo externo y tiene en cuenta todas sus características se llama controlador. La presencia de una gran cantidad de controladores adecuados determina en gran medida el éxito del sistema operativo en el mercado. Los controladores son creados tanto por desarrolladores de sistemas operativos como por empresas que producen dispositivos externos. El sistema operativo debe admitir una interfaz bien definida entre los controladores y el resto del sistema operativo. Luego, los desarrolladores de empresas fabricantes de dispositivos de E/S pueden suministrar controladores para un sistema operativo específico junto con sus dispositivos. 2.6 Protección y administración de datos La seguridad de los datos del sistema informático está garantizada por medidas de tolerancia a fallos del sistema operativo destinadas a proteger contra fallos de hardware y fallos y errores de software, así como mediante protección contra el acceso no autorizado. Para cada usuario del sistema, se requiere un procedimiento de inicio de sesión lógico, durante el cual el sistema operativo se asegura de que un usuario autorizado por el servicio administrativo esté ingresando al sistema. Microsoft, por ejemplo, en su último producto Windows 10 ofrece al usuario inicio de sesión mediante reconocimiento de apariencia. Esto debería mejorar la seguridad y hacer que el inicio de sesión sea más rápido. Pero Google nos promete nueva versión su sistema operativo Android 6.0, acceso al dispositivo y confirmación de compras mediante un escáner de huellas dactilares, si el dispositivo es adecuado para ello. El administrador del sistema informático determina y limita la capacidad de los usuarios para realizar determinadas acciones, es decir, determina sus derechos de acceso y uso de los recursos del sistema. Un medio de protección importante es la función de auditoría del sistema operativo, que consiste en registrar todos los eventos de los que depende la seguridad del sistema. El soporte para la tolerancia a fallas del sistema informático se implementa en base a 8

redundancia (matrices de discos RAID, impresoras de respaldo y otros dispositivos, a veces redundancia de procesadores centrales, en los primeros sistemas operativos: sistemas duales y dúplex, sistemas con autoridad mayoritaria, etc.). En general, garantizar la tolerancia a fallos del sistema es una de las responsabilidades más importantes de un administrador del sistema, que utiliza una serie de herramientas y herramientas especiales para ello. 2.7 Interfaz de programación de aplicaciones Los programadores de aplicaciones utilizan llamadas al sistema operativo en sus aplicaciones cuando, para realizar determinadas acciones, requieren un estado especial que sólo tiene el SO. Las capacidades del sistema operativo están disponibles para el programador en forma de un conjunto de funciones llamado Interfaz de programación de aplicaciones (API). Las aplicaciones acceden a las funciones API mediante llamadas al sistema. La forma en que una aplicación recibe los servicios del sistema operativo es muy similar a llamar a subrutinas. El método de implementación de las llamadas al sistema depende de la organización estructural del sistema operativo, las características de la plataforma de hardware y el lenguaje de programación. En UNIX, las llamadas al sistema son casi idénticas a los procedimientos de la biblioteca. 2.8 Interfaz de usuario El sistema operativo proporciona una interfaz conveniente no solo para los programas de aplicación, sino también para el usuario (programador, administrador, usuario). Actualmente los fabricantes nos ofrecen multitud de funciones pensadas para facilitar nuestro trabajo con los dispositivos y ahorrar tiempo. Como ejemplo, quiero citar nuevamente Windows 10. Microsoft ayuda al usuario a garantizar el buen funcionamiento de todos sus dispositivos (de Microsoft, por supuesto) a través de un sistema operativo común. Hay transferencia instantánea de datos de un dispositivo a otro y notificaciones generales que no te perderás con esta función. “Trabajo eficiente y organizado” es prácticamente un eslogan para todos los fabricantes de sistemas operativos. Trabajar con notas directamente en páginas web, nuevos modos de ventanas múltiples, múltiples escritorios: hemos estado viendo todo esto durante varios años y los desarrolladores todavía tienen muchas ideas. 3 Composición del sistema operativo Los sistemas operativos modernos tienen una estructura compleja que consta de muchos elementos, donde cada uno de ellos realiza ciertas funciones para administrar procesos y asignar recursos. 3.1 Núcleo 9

El kernel del sistema operativo es la parte central del sistema operativo y proporciona a las aplicaciones acceso coordinado al sistema de archivos e intercambio de archivos entre unidades de control. 3.2 Procesador de comandos El módulo de software del sistema operativo responsable de leer comandos individuales o una secuencia de comandos de un archivo de comandos a veces se denomina intérprete de comandos. 3.3 Controladores de dispositivos Varios dispositivos (unidades de disco, monitor, teclado, mouse, impresora, etc.) están conectados a la red troncal de la computadora. Cada dispositivo realiza una función específica y la implementación técnica de los dispositivos varía significativamente. El sistema operativo incluye controladores de dispositivos, programas especiales que controlan el funcionamiento de los dispositivos y coordinan el intercambio de información con otros dispositivos, y también le permiten configurar algunos parámetros del dispositivo. Cada dispositivo tiene su propio controlador. 3.4 Utilidades Los programas de servicios adicionales (utilidades) son programas informáticos auxiliares como parte del software general que hacen que el proceso de comunicación entre el usuario y la computadora sea conveniente y versátil. 3.5 Sistema de ayuda Para comodidad del usuario, el sistema operativo suele incluir también un sistema de ayuda. El sistema de ayuda le permite obtener rápidamente la información necesaria tanto sobre el funcionamiento del sistema operativo en su conjunto como sobre el funcionamiento de sus módulos individuales. 4 Perspectivas de desarrollo Actualmente, hay un aumento significativo en la confiabilidad, seguridad y tolerancia a fallas del sistema operativo; convergencia en las capacidades del sistema operativo para computadoras de escritorio y el sistema operativo para dispositivos móviles. La tendencia hacia proyectos de sistemas operativos de código abierto es una dirección muy rentable en el desarrollo de sistemas operativos, ya que las empresas de desarrollo necesitan nuevas ideas que los jóvenes programadores puedan ofrecerles. 10

De gran importancia es la demanda de sistemas operativos corporativos, que se caracterizan por un alto grado de escalabilidad, soporte de red, herramientas de seguridad avanzadas, la capacidad de trabajar en un entorno heterogéneo y la disponibilidad de herramientas de administración y gestión centralizadas. Aquí es donde se requiere la capacidad de procesar grandes cantidades de datos. Alguien esta apostando almacenamiento en la nube, y predice la "extinción" del sistema operativo por completo. Aunque utilizamos las nubes, esta perspectiva no parece posible en los próximos años. Veo un deseo entre los desarrolladores de mejorar la productividad mediante una utilización más inteligente de los recursos (Windows 10 se inicia un 28% más rápido que Windows 7), la confiabilidad y la facilidad de uso. Ya sea control por voz o varias innovaciones únicas en la interfaz para una interacción más amigable. once

CONCLUSIÓN Como pudimos comprender, los sistemas operativos juegan un papel muy importante en la relación entre el usuario y el hardware. Lo más importante es que el progreso no se detiene, cada día se desarrollan máquinas más potentes, el volumen de datos procesados ​​crece, al mismo tiempo el sistema operativo también se desarrolla y mejora, surgen nuevas ideas para un uso más conveniente. y uso eficaz del conocimiento acumulado. La funcionalidad del sistema operativo avanza hacia proporcionar una interacción intuitiva entre el usuario y el dispositivo. 12

LISTA DE ABREVIATURAS ADC – convertidor analógico-digital; SO – sistema operativo; PU – dispositivo periférico. 13

LISTA DE FUENTES UTILIZADAS 1 Nazarov, S. V. Sistemas operativos modernos: libro de texto / S. V. Nazarov, A. I. Shirokov. - Moscú: Universidad Nacional Abierta "INTUIT", 2012. - 367 p. 2 Groshev, S. Conceptos básicos de SO [recurso electrónico]: ciencia y educación / MSTU im. NORDESTE. Bauman - electrón. revista - Moscú: Institución Educativa Presupuestaria del Estado Federal de Educación Profesional Superior "MSTU que lleva el nombre de N.E. Bauman" 2015. - Modo de acceso: http://technomag.bmstu.ru/doc/48639.html 3 Perspectivas de sistemas operativos y redes [recurso electrónico ]: universidad nacional abierta "INTUIT". - Moscú: 2015 - Modo de acceso: http://www.intuit.ru/studies/courses/641/497/lecture/11328 4 Arquitectura, finalidad y funciones de los sistemas operativos [recurso electrónico]: Conferencia 1 / Universidad Nacional Abierta " INTUIT" " - Moscú, 2015. - Modo de acceso: http://www.intuit.ru/studies/courses/631/487/lecture/11048 5 Darovsky, N. N. Perspectivas para el desarrollo de sistemas operativos [recurso electrónico] / N. N. Darovsky // Portal de Internet Web-3. - 2015. - Modo de acceso: http://system.web-3.ru/windows/?act=full&id_article=12055 6 componentes de Windows 10 [recurso electrónico]: sitio web oficial del desarrollador / Microsoft Corporation - 2016. - Acceso modo: https ://www.microsoft.com/ru-ru/windows/features?section=familiar 7 Android 6.0 Marshmallow [recurso electrónico]: sitio web oficial del desarrollador / Google Corp. - 2016. - Modo de acceso: https://www.android.com/intl/ru_ru/versions/marshmallow-6-0/ 14

Después del desastroso Windows Vista, rápidamente se difundieron en Internet rumores de que los sistemas operativos estaban empezando a extinguirse y desaparecerían por completo en un futuro próximo. Algunos profetizaron que Vista se convertiría en el último sistema operativo al que estábamos acostumbrados, otros apostaron por Win8, sabiendo que si fracasaba, la existencia de los “sistemas operativos” clásicos realmente podría llegar a su fin. También existía la opinión de que los sistemas operativos modernos habían alcanzado su punto máximo de desarrollo y que luego todo pasaría a las tecnologías de la nube. Es decir, ya no necesitarás instalar software en tu PC, tendrás acceso a Internet y a un monitor.
Sería difícil calificar de adecuados esos juicios. No entiendo qué tipo de “expertos” escriben tales artículos, y menos aún, no entiendo a quienes los creen o piensan que los autores de los artículos son verdaderos analistas. Las "nubes" no pueden volverse populares en un futuro previsible por varias razones. Estas tecnologías son demasiado caras hoy en día y no hay una necesidad urgente de ellas, al menos para la gran mayoría de los usuarios.

Por supuesto, la Web ya se utiliza ampliamente y su participación no hará más que crecer, pero ahora la gente sólo está dispuesta a conectarse a Internet. aplicaciones simples. Todavía no se habla de transferir programas de consumo masivo a la nube y es poco probable que esto suceda hasta dentro de 3 o 4 años. Es difícil mirar más allá, dado el ritmo del desarrollo tecnológico. Pero a pesar de todo esto, los sistemas operativos que conocemos ahora seguirán existiendo. Y no uno o dos años, sino mucho más.
Entonces surge una pregunta lógica: ¿en qué dirección se desarrollarán los sistemas operativos que conocemos? Después del lanzamiento de Windows 7, muchos ni siquiera podían imaginar cuál sería el siguiente paso de Microsoft. Pero en la presentación del G8, los desarrolladores demostraron que todavía hay margen de desarrollo. Y, en mi opinión, este desarrollo va en una mejor dirección.
La interfaz de versiones posteriores de Windows cambiará en una dirección vectorial. Las tecnologías 3D en rápido desarrollo encontrarán aplicaciones en la interfaz de escritorio y más allá. Además, cada vez se hace más hincapié en el control por voz.



Tampoco podemos ignorar la disminución del uso de las PC como plataformas de juego. En los países desarrollados, casi todas las familias tienen ahora una consola, o incluso varias, para elegir. En Rusia esta tendencia también está presente, pero en menor cantidad. Personalmente, hasta ahora sólo tengo una Playstation 3, pero muchos de mis compañeros tienen varias consolas diferentes. Pero es demasiado pronto para decir que las computadoras pronto dejarán de usarse para entretenimiento.
Además de los juegos, eche un vistazo al software instalado en su computadora. Incluso si no instaló ningún programa usted mismo, su sistema operativo contenía de forma predeterminada los más populares. Por ejemplo, aplicaciones de oficina, reproductores de música, programas simples para ver y editar fotografías. ¿Te imaginas a Windows como base del navegador y todos los programas anteriores partiendo hacia la Web? Yo no. Y esto a pesar de que no me centré en un potente software especializado, por ejemplo, para el procesamiento profesional de vídeo HD.



Si hablamos de una transición parcial a la nube, cuando algunos de los programas que necesitas están almacenados en tu disco duro y otros en la red, esto es bastante adecuado y, además, ya está sucediendo ahora. No hace falta ser un genio para entender esto. Pero la salida parcial a la Web no hace innecesarios los sistemas operativos convencionales y ciertamente no los reemplaza por completo. Por tanto, no deberíamos esperar que desaparezcan como clase en los próximos años.