Перспективи розвитку операційних систем пк

Системна інтеграція та перспективи розвитку операційних систем

Успішно вивчивши матеріал, Ви знатимете:

визначення понять "системна інтеграція", "економічна інформаційна система", "інформаційні технології";

принципи класифікації та основні функціональні, класифікаційні ознаки інформаційних технологій;

функціональні особливості XML;

фактори, що мають важливий вплив на розвиток операційних систем;

перспективи розвитку операційних систем сімейства Windows

Після вивчення даної теми Ви будете вміти:

проводити порівняльний аналіз визначень поняття "системна інтеграція";

класифікувати інформаційні технології за функціональними ознаками;

орієнтуватися у вимогах до перспективних операційних систем.

Після вивчення матеріалу Ви будете мати навички:

виявлення основних особливостей корпоративних операційних систем;

підбору комп'ютерного устаткування з вимог перспективних ОС.

Основні поняття до теми 13

Системна інтеграція

Прикладний програмний продукт

Економічна інформаційна система

Інформаційна технологія

Базова інформаційна технологія

Предметна інформаційна технологія

Функціональна інформаційна технологія

Забезпечуюча інформаційна технологія

Програмно-апаратний комплекс

Поняття системної інтеграції

На сьогоднішній день питання системної інтеграції технологій, розробки та використання загальних стандартів у галузі програмного забезпечення виходять на перший план. Особливо це справедливо щодо програмних продуктів, призначених для автоматизації бізнес-процесів підприємств. Найважливішою умовою ефективного управління будь-яким бізнесом є постійна та контрольована доступність повної, достовірної та представленої у зручній формі інформації, на підставі якої приймаються оперативні та стратегічні управлінські рішення, здійснюється комунікація з інвесторами, партнерами та клієнтами.

Для забезпечення інформаційної системи управлінняпідприємством існує економічна інформаційна система(ЕІС) - сукупність організаційних, технічних, програмних та інформаційних засобів (інформаційних технологій), об'єднаних у єдину систему збору, обробки та видачі необхідної інформації.

Під інформаційною технологієюслід розуміти систему методів і способів збирання, накопичення, зберігання, пошуку, обробки, аналізу, видачі даних, інформації та знань на основі застосування апаратних та програмних засобів відповідно до вимог, що пред'являються користувачами.

Апаратні засоби, призначені для організації процесу переробки даних (інформації, знань), а також апаратні засоби, призначені для організації зв'язку та передачі даних (інформації, знань), називають базовими інформаційними технологіями.

Під предметною інформаційною технологієюрозуміється послідовність технологічних етапів перетворення первинної інформації на результатну, яка залежить від використання засобів обчислювальної техніки та інформаційної технології.

Забезпечуючі інформаційні технології- це технології обробки інформації, які можуть використовуватися як інструментарій у різних предметних сферах для вирішення різних завдань.

Модифікація інформаційних технологій, що забезпечують, при якій реалізується будь-яка з предметних технологій, являє собою функціональну інформаційну технологію.

Як ми вже зазначали, важливість процесів системної інтеграції інформаційних технологій, стандартів у рамках ІС важко переоцінити. Наприклад, вибираючи комп'ютер, покупець часто вже не замислюється про сумісність компонентів і, виходячи зі своїх можливостей та потреб, може вільно вибрати монітор одного виробника. материнську платуіншого, відеокарту третього тощо. Працездатність компонентів забезпечується тим, більшість виробників комп'ютерних комплектуючих домовилися про єдині стандарти їх взаємодії. Важливо розуміти, що саме цієї стандартизації завдячує такий суттєвий прогрес у галузі розвитку комп'ютерної техніки.

Тепер уявімо схожу ситуацію, проте пов'язану не з комп'ютерними комплектуючими, а з використанням програмного забезпечення різних виробників. Припустимо, що поставлене завдання автоматизувати процеси управління на підприємстві та необхідно вибрати відповідні прикладні програмні продукти. Розглянувши різні варіанти програмних рішень для автоматизованої системи (продукти кількох розробників), покупці (представники підприємства) вирішили, що з автоматизації роботи відділу кадрів найбільше підходить модуль, запропонований першим розробником, а модуль управління виробництвом краще в другого розробника тощо. Проте нині у переважній більшості випадків підприємства-покупці інформаційних системзмушені повністю купувати і впроваджувати інтегроване програмне забезпечення одного з виробників, оскільки виробники не домовилися про універсальні стандарти обміну даними між додатками.

Системна інтеграція- це розробка комплексних рішень щодо автоматизації бізнес-процесів підприємства. Її кінцева мета – максимально ефективне управління організацією.

Слід зазначити, що поняття «системна інтеграція» широко використовується у Росії пройшло певну еволюцію. Спочатку так називали інтеграцію апаратних та програмних засобів, потім - об'єднання кількох систем, отриманих у ході автоматизації на різних ділянках («клаптева автоматизація») на єдиній інтеграційній платформі, і, нарешті, сформувалося сучасне розуміння цього терміна. Сьогодні системна інтеграція – це:

Одним із можливих шляхів інтеграції програмного забезпечення в рамках ЕІС є впровадження єдиних стандартів передачі даних, наприклад XML.

Останнім часом концепція XMLдуже часто обговорюється серед розробників ПЗ у сучасній комп'ютерній літературі та в пресі. За допомогою XML дуже зручно описувати складні структури даних у вигляді XML-об'єктів, у разі ЕІС роль таких об'єктів відіграють універсальні бізнес-об'єкти. Описані на XML бізнес-об'єкти також є зручним засобом обміну інформацією між різними додатками.

Мова XML (Extensible Markup Language - мова розмітки, що розширюється) призначений для опису інших мов, тобто. це метамова. XML дозволяє подати дані у вигляді структурованого текстового документа. Розмітка структури задається у вигляді так званих тегів (міток мови XML), що мають формат<имя>.. . Усередині тегів є дані. Отримати уявлення про такий підхід найпростіше, подивившись будь-який HTML-документ (внутрішнє представлення веб-сторінки), оскільки HTML є реалізацією мови з урахуванням XML і описує набір тегів для візуалізації даних веб-браузером.

Документи XML є текстові файли, що містять дані та теги, що ідентифікують структури всередині тексту

XML дозволяє розробникам ускладнювати структуру даних, перетворюючи їх у формат, який може використовуватися веб-додатками, серверами, проміжним програмним забезпеченням та кінцевими користувачами.

Використання XML дозволяє вирішувати низку принципово нових завдань у галузі побудови інтегрованих систем.

Реалізація XML-серверів та серверів інтерфейсів може бути виконана для різних програмних платформ. Використання XML як відкритий стандарт обміну даними між додатками дозволяє ефективно використовувати окремі модулі різних виробників у рамках однієї інформаційної системи, тим самим досягаючи їх комбінації, найбільш оптимальної як з точки зору функціональності, так і з погляду фінансових вкладень.

Перспективи розвитку операційних систем

Поряд із базами даних, операційні системи є найважливішим компонентом ІС. Протягом останнього часу велика увага приділялася мережним операційним системам, здатним використовуватися в ІС різних підприємств (корпоративні ОС). Їх подальший розвиток представляє одну з найважливіших завдань і в найближчому майбутньому. Для корпоративної ОС дуже важлива наявність засобів централізованого адміністрування та управління, що дозволяють у єдиній базі даних зберігати облікові записипро десятки тисяч користувачів, комп'ютерів, комунікаційних пристроїв та модулів програмного забезпечення, що є в корпоративній мережі. Корпоративна операційна система відрізняється здатністю добре та стійко працювати в великих мережах, які характерні для великих підприємств, що мають відділення у різних регіонах. Таким мережам органічно властива високий рівень гетерогенності програмних і апаратних засобів, тому корпоративна ОС повинна взаємодіяти з ПЗ різних типів і працювати на різних апаратних платформах.

До теперішнього часу одним із представників лідерів у класі корпоративних ОС можна вважати Microsoft. Одною з останніх версійОС від цієї корпорації є Windows 7. Windows 7 вийшла 22 жовтня 2009 року на зміну Windows Vista. У Windows 7 з'явилися нові можливості:

Крім того, Microsoft випускає нову серверну операційну систему Windows MultiPoint Server 2010 для створення декількох незалежних робочих місць на базі одного персонального комп'ютера. Апаратне забезпечення для Windows MultiPoint Server пропонує компанія HP.

Нове рішення передбачає використання звичайного комп'ютера середньої потужності для повноцінної роботи користувачів із усім спектром сучасного програмного забезпечення. Індивідуальні облікові записи дозволяють кожному користувачеві мати власний список обраного Internet Explorer, налаштовувати на власний розсуд зовнішній вигляд робочого столу, розміщувати на ньому власні значки, налаштовувати меню «Пуск» і т.д. Ці установки можна зберегти таким чином, щоб наступного разу продовжити роботу з ними, сівши за будь-яке інше робоче місце, що має доступ до вузлового комп'ютера.

HP MultiSeat Computing Solution із програмним забезпеченням Windows MultiPoint Server 2010 скорочує витрати на процес роботи з інформацією на 50% порівняно з використанням окремих ПК. Тому це рішення може бути особливо затребуваним в освітніх закладах, бібліотеках, музеях та організаціях малого бізнесу.

Інтерфейс MultiPoint Manager показано на рис. 13.3
.

У сімействі операційних систем Linux також з'являються нові версії. Так, наприклад, компанія Mandriva випустила фінальну версіюопераційної системи Mandriva Linux 2010 Spring (рис. 13.4
).

Нова програмна платформа базується на Linux-ядрі 2.6.33.4, містить робочі середовища GNOME 2.30.1 та KDE 4.4.3. До складу ОС включені пакет офісних програм OpenOffice.org 3.2, медіацентр XBMC, BitTorrent-клієнти Deluge, Transmission і qBittorrent, відеоредактори Lives, Kdenlive, OpenShot, браузери Firefox, Chromium, Opera та ряд інших програм. Чимало у дистрибутиві представлено різноманітних освітніх та наукових програмних продуктів.

У цій версії операційної системи оновлено інсталятор, розширено базу драйверів та покращено підтримку обладнання. З'явився новий інструментарій налаштування мережевих служб та суттєво доопрацьований механізм організації роботи гостьових акаунтів у системі.

Дистрибутив Mandriva Linux 2010 Spring доступний у чотирьох версіях.

Mandriva One - найпростіша версія користувача Mandriva, якою можна користуватися в режимі LiveCD (безпосередньо з оптичного носія) або ж встановивши її на жорсткий диск. Також доступна опція встановлення Mandriva One на комп'ютер, що не має DVD-приводу, з USB-накопичувача.

Mandriva Free - версія дистрибутива як для робочих станцій, так і для серверів, що включає лише вільні програми.

Mandriva Powerpack - версія для робочих станцій та для невеликих серверів, яка найчастіше використовується в організаціях. Російська версія дистрибутива додатково включає ряд додатків, важливих для російських користувачів: ПЗ wine@etersoft для запуску російських бізнес-додатків під Microsoft Windowsу режимі емуляції (таких як 1C:Підприємство, Гарант, Консультант Плюс, FineReader та ін.) у середовищі GNU/Linux, вільну медичну інформаційну систему, програму для обліку господарських операцій індивідуального підприємця, програмне забезпечення для обліку інтернет-трафіку Traffpro і т.п. буд.

Edumandriva – рішення для освітніх закладів на базі Mandriva, створене викладачами для викладачів, включене до офіційного комплекту вільного програмного забезпечення для шкіл Міносвіти РФ.

На ринку мобільних операційних систем з 2009 року відбуваються події, які впливають на стан галузі у 2010 та, можливо, вплинуть ще й у 2011 році. Так, у 2009 році з'явилася Symbian OS 5th edition, що підтримує сенсорне керування. Про прогнози щодо обсягів продажу мобільних операційних систем кінцевим користувачам див. таблицю 13.1.

Компанія Google та її партнери почали активно просувати Android OS. Про підтримку цього варіанта мобільного Linux заявили такі представники галузі, як ASUS, HTC, Acer та Motorola, Sony Ericsson.

Системна інтеграція – це розробка комплексних рішень щодо автоматизації бізнес-процесів підприємства. Її кінцева мета – максимально ефективне управління організацією.

Для забезпечення інформаційної системи управління підприємством існує економічна інформаційна система (ЕІС) - сукупність організаційних, технічних, програмних та інформаційних засобів (інформаційних технологій), об'єднаних у єдину систему збирання, обробки та видачі необхідної інформації.

Під інформаційною технологією слід розуміти систему методів і способів збирання, накопичення, зберігання, пошуку, обробки, аналізу, видачі даних, інформації та знань на основі застосування апаратних та програмних засобів відповідно до вимог, що пред'являються користувачами.

Інформаційні технології (ІТ) діляться на базові, предметні, що забезпечують та функціональні.

Одним з можливих шляхів інтеграції програмного забезпечення в рамках ІС є впровадження єдиних стандартів передачі даних, наприклад XML (Extensible Markup Language - мова розмітки, що розширюється). Використання XML дозволяє вирішувати низку принципово нових завдань у галузі побудови інтегрованих систем.

Використання XML як відкритий стандарт обміну даними між додатками дозволяє ефективно використовувати окремі модулі різних виробників у рамках однієї інформаційної системи, тим самим досягаючи їх комбінації, найбільш оптимальної як з точки зору функціональності, так і з погляду фінансових вкладень.

Операційні системи є важливим компонентом ІВ, розвиток корпоративних ОС – одне з найголовніших завдань. Для корпоративної ОС дуже важливою є наявність засобів централізованого адміністрування та управління, а також засобів забезпечення безпеки даних. У зв'язку з високою гетерогенністю програмних та апаратних засобів комп'ютерних мереж підприємств, корпоративна ОС повинна взаємодіяти з ПЗ різних типів та працювати на різних апаратних платформах.

Перспективна операційна система сімейства Windows (Windows 7) повинна забезпечувати більш високий рівень інтеграції (XML Paper Specification) та надійності. Новий графічний інтерфейс (Aero) робить ОС перспективною побудови інтегрованих систем різного призначення.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Подібні документи

Історія створення та загальна характеристика операційних систем Windows Server 2003 та Red Hat Linux Enterprise 4. Особливості встановлення, файлових систем та мережевих інфраструктур даних операційних систем. Використання протоколу Kerberos у Windows та Linux.

дипломна робота , доданий 23.06.2012


Основні поняття про операційні системи. Види сучасних операційних систем. Історія розвитку операційних систем сімейства Windows. Характеристики операційних систем сімейства Windows. Нові функціональні можливості ОС Windows 7.

курсова робота , доданий 18.02.2012


Призначення, класифікація, склад та призначення компонентів операційних систем. Розробка складних інформаційних систем, комплексів програм та окремих додатків. Характеристика операційних систем Windows, Linux, Android, Solaris, Symbian OS та Mac OS.

курсова робота , доданий 19.11.2014


Призначення серверних операційних систем. Порівняльний аналізсерверних операційних систем Windows і Linux та порівняння їх за важливими показниками такими як: графічний інтерфейс користувача, безпека, стабільність роботи, можливість і ціна.

курсова робота , доданий 03.07.2012


Основні поняття операційних систем. Сучасне комп'ютерне обладнання. Переваги та недоліки операційної системи Linux. Функціональні можливості для операційної системи Knoppix. Порівняльна характеристика операційних систем Linux та Knoppix.

реферат, доданий 17.12.2014


Основні моменти історії операційних систем, що пов'язують апаратне забезпечення та прикладні програми. Характеристика ОС Microsoft Windows Seven, аналіз операційної системи Linux. Переваги та недоліки кожної операційної системи.

курсова робота , доданий 07.05.2011


Дослідження еволюції операційних систем персонального комп'ютера компанії Microsoft. Характеристика основних функціональних особливостей Windows XP, Windows Vista та Linux. Переваги та недоліки операційних систем, вироблених компанією Apple.

Тенденції розвитку персональних комп'ютерів

На сучасному етапі розвитку операційних систем на передній план вийшли засоби забезпечення безпеки. Це пов'язано з зростанням цінності інформації, що обробляється комп'ютерами, а також з підвищеним рівнем загроз, що існують при передачі даних по мережах, особливо по публічних, таких як Інтернет. Багато операційні системи мають сьогодні розвинені засоби захисту інформації, засновані на шифрації даних, аутентифікації та авторизації.

Сучасним операційним системам властива багатоплатформенність, тобто здатність працювати на абсолютно різних типах комп'ютерів. Багато операційні системи мають спеціальні версії для підтримки кластерних архітектур, що забезпечують високу продуктивність та стійкість до відмов. Винятком поки що є ОС NetWare, всі версії якої розроблені для платформи Intel, а реалізації функцій NetWare у вигляді оболонки для інших ОС, наприклад NetWare for AIX, успіху не мали.

В останні роки набула подальшого розвитку довготривала тенденція підвищення зручності роботи людини з комп'ютером. Ефективність роботи стає основним чинником, визначальним ефективність обчислювальної системи загалом. Зусилля людини не повинні витрачатися на налаштування параметрів обчислювального процесу, як це відбувалося у ОС попередніх поколінь. Наприклад, у системах пакетної обробки для мейнфреймів кожен користувач повинен був за допомогою мови керування завданнями визначити велику кількість параметрів, що стосуються організації обчислювальних процесів у комп'ютері. Так, для системи OS/360 мова керування завданнями JCL передбачала можливість визначення користувачем більше 40 параметрів, серед яких були пріоритет завдання, вимоги до основної пам'яті, граничний час виконання завдання, перелік пристроїв введення-виведення та режими їх роботи.

Сучасна операційна система перебирає виконання завдання вибору параметрів операційної середовища, використовуючи цієї мети різні адаптивні алгоритми. Наприклад, тайм-аути в протоколах комунікації часто визначаються залежно від умов роботи мережі. Розподіл оперативної пам'яті між процесами здійснюється автоматично за допомогою механізмів віртуальної пам'яті залежно від активності цих процесів та інформації про частоту використання ними тієї чи іншої сторінки. Миттєві пріоритети процесів визначаються динамічно залежно від передісторії, що включає, наприклад, час знаходження процесу в черзі, відсоток використання виділеного кванта часу, інтенсивність введення-виведення тощо. Навіть у процесі встановлення більшість ОС пропонують режим вибору параметрів за умовчанням, який гарантує нехай не оптимальна, але завжди прийнятна якість роботи систем.





Постійно підвищується зручність інтерактивної роботи з комп'ютером шляхом включення до операційної системи розвинених графічних інтерфейсів, що використовують поряд з графікою звук та відео. Це особливо важливо для перетворення комп'ютера в термінал нової публічної мережі, оскільки для масового користувача термінал повинен бути майже таким же зрозумілим і зручним, як телефонний апарат. Інтерфейс користувача операційної системи стає все більш інтелектуальним, спрямовуючи дії людини в типових ситуаціях і приймаючи за нього рутинні рішення.

Рівень зручностей використання ресурсів, які сьогодні надають користувачам, адміністраторам і розробникам додатків операційні системи ізольованих комп'ютерів, для мережевих операційних систем є лише привабливою перспективою. Поки користувачі та адміністратори мережі витрачають значний час на спроби з'ясувати, де знаходиться той чи інший ресурс, розробники мережних додатків докладають багато зусиль для визначення розташування даних та програмних модулів у мережі. Операційні системи майбутнього мають забезпечити високий рівень прозорості мережевих ресурсів, взявши він завдання організації розподілених обчислень, перетворивши мережу на віртуальний комп'ютер. Саме цей сенс вкладають у лаконічне гасло «Мережа - це комп'ютер» фахівці компанії Sun, але для перетворення гасла на життя розробникам операційних систем потрібно пройти ще чималий шлях.

З урахуванням викладених вище міркувань є найімовірнішим наступний варіант розвитку событий:

Першим на державному рівні спробує позбутися засилля Windows ™ Китай - він отримає від цього найбільше вигод і у нього для цього найбільше можливостей. Китай спробує впровадити чи локалізований дистрибутив Linux, або спробує розробити пропрієтарну ОС на базі FreeBSD (або іншої безкоштовної ОС з BSD подібною ліцензією) - Linux найімовірніше, оскільки останнім часом розвивається більш активно.

Це відбуватиметься поступово протягом 3-5 років. Усі органи державної влади та тісно пов'язані з державою фірми будуть переводитись на національний комп'ютер (національний процесор + національний дистрибутив Linux) в обов'язковому порядку. Паралельно буде формуватися велика кількість локалізованих версій прикладних програм і в освітніх закладах використовуватиметься для навчання національного Linux.

За підсумками досвіду використання багатьох сучасних ОС, можна назвати такі основні тенденції у розвитку.

графічні оболонки. Будь-яка сучасна ОС має графічний інтерфейс користувача, причому (з цілком зрозумілих причин гострої конкуренції між фірмами-розробниками) графічні оболонки для всіх ОС приблизно однакові за можливостями. Іноді користувачеві важко зорієнтуватися, в якій саме ОС він працює, хоча для кінцевих користувачів (непрограмістів), мабуть, така уніфікація є зручною.

Підтримка нових мережевих технологій та Web-технологій. Мережі та Інтернет активно розвиваються. З'являються нові стандарти та протоколи – IPv6, HTML 5 (для хмарних обчислень) тощо. Сучасні ОС розвиваються у напрямі підтримки всіх нових мережевих технологій.

Посилена увага до механізмів безпеки та захисту. Багато в чому завдяки ініціативі Trustworthy Computing, започаткованій фірмою Microsoft в 2002 р., а також через кіберзлочинність, що все посилюється, всі сучасні ОС приділяють підвищену увагу безпеки: при перегляді веб-сторінок браузери виконують їх перевірку на відсутність phishing (вид інтернет-шахрайства); завантаження та інсталяції програм з мережі виконуються лише за явної згоди користувача тощо.

Підтримка багатопоточності та багатоядерних процесорів. Зважаючи на широке поширення багатоядерних процесорів, всі сучасні ОС мають бібліотеки програм, що підтримують цю можливість апаратури. Саме завдяки багатоядерній архітектурі стає реально можливим паралельне виконання потоків (threads).

Підтримка розподілених та паралельних обчислень. Сучасні ОС мають у своєму складі високорівневі бібліотеки, що дозволяють розробляти паралельні алгоритми розв'язання задач – наприклад, що підтримують стандарти паралелізму OpenMP та MPI.

Віртуалізація ресурсів та апаратури. Сучасні ОС мають у своєму складі засоби віртуалізації, що дозволяють виконувати програми для інших платформ в ізольованих віртуальних машинах, які можуть бути інстальовані інші операційні системи .

Розвиток файлових систем для захисту інформації та значного збільшення розміру файлів (для мультимедіа). Сучасні вимоги обробки мультимедійної інформації призводять до того, що старі файлові системи (наприклад FAT) виявляються недостатніми для зберігання мультимедійних файлів. Наприклад, максимальний розмір файлу в системі FAT – 4 гігабайти – легко може бути перевищений під час перепису на комп'ютер цифрової відеоплівки тривалістю 10-15 хвилин. Тому розробляються нові файлові системи, що допускають збереження великих файлів, наприклад, система ZFS в ОС Solaris. Іншою вимогою є забезпечення конфіденційності інформації, що призводить до необхідності реалізації у файлових системах можливості криптування (яка реалізована, наприклад, файловій системі ZFS).

Підтримка хмарних обчислень – нова тенденція у розвитку ОС .

Отже, можна дійти невтішного висновку, що у час спостерігаються такі перспективи розвитку ОС:

Тенденція до інтеграції ОС (як на рівні графічних оболонок, а й у рівні загального ядра); розвиток сімейств ОС на основі модулів загального коду;

Значне підвищення надійності, безпеки та стійкості до відмови ОС; розробка ОС на керованому коді чи його аналогах.

Подальша тенденція до проектів з ОС з відкритим кодом; це цілком зрозуміло, оскільки фірмам-розробникам потрібні нові ідеї, що є чудовою можливістю проявити себе для молодих програмістів.

Розвиток віртуалізації: Необхідно забезпечити можливість виконати або емулювати будь-який додаток у середовищі будь-якої сучасної ОС.

Подальше зближення можливостей ОС для настільних комп'ютерів та ОС для мобільних пристроїв.

Подальша інтеграція ОС та мереж.

Перенесення ОС до середовища для хмарних обчислень.

Thumbnails Document Outline Attachments

Previous Next

Presentation Mode Open Print Download Вгору Перший Page Go в останній день

Введіть свій password до Open this PDF file:

Cancel OK

File name:

File size:

Title:

Subject:

Keywords:

Creation Date:

Modification Date:

Creator:

PDF Producer:

PDF Version:

Page Count:

Close

Preparing document for printing...

Федеральний державний автономний навчальний заклад вищої професійної освіти «СИБІРСЬКИЙ ФЕДЕРАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Інститут нафти та газу Кафедра геофізики РЕФЕРАТ Сучасні операційні системи. Призначення, склад та функції. Перспективи розвитку. Викладач О.Д. Агафонов підпис, дата Студент НГ15-04 081509919 І.О. Старостін підпис, дата Красноярськ 2016

ЗМІСТ Вступ 1 Призначення операційних систем 1.1 Поняття про операційну систему 1.2 Взаємодія користувача з комп'ютером 1.3 Використання ресурсів 1.4 Полегшення процесів обчислювальної системи 1.5 Можливість розвитку 2 Функції операційної системи 2.1 Управління процесами 2.2 Управління процесами 2.2 Управління процесами 2.2. Управління зовнішніми пристроями 2.6 Захист даних і адміністрування 2.7 Інтерфейс прикладного програмування 2.8 Інтерфейс користувача 3 Склад операційної системи 3.1 Ядро 3.2 Командний процесор 3.3 Драйвери пристроїв 3.4 Утиліти 3.5 Довідкова система 4 Перспективи розвитку Висновок Список скорочень Список використаних джерел 2 3 3 4 7 9 9 9 9 9 10 10 10 11 12 13 14

ВСТУП У епоху бурхливого розвитку комп'ютерних технологій, дивовижних відкриттів, миттєвої передачі інформації в будь-яку точку планети, ми зовсім не відчуваємо дискомфорту при спілкуванні з технікою. Завдяки чому ми з такою легкістю можемо поводитися з технологіями, які мають загадку для більшості людей? Чи є обмеження чи навпаки, величезні перспективи? Метою роботи є ознайомлення з основними поняттями, що описують принцип роботи сучасних обчислювальних пристроїв за рахунок операційних систем. Завдання роботи: - ознайомитись із призначенням операційних систем; - вивчити можливості та функціонал сучасних ОС; - Докладно вивчити будову операційних систем; - дати приблизну оцінку перспектив розвитку індустрії. 3

1 Призначення операційних систем У наш час існує безліч типів операційних систем, що мають різні галузі застосування. У таких умовах можна виділити чотири основні критерії, що описують призначення ОС. 1.1 Поняття операційну систему Операційна система (ОС) - комплекс взаємозалежних програм, призначених керувати ресурсами обчислювального устройства. Завдяки цим програмам відбувається організація взаємодії з користувачем. Управління пам'яттю, процесами, та всім програмним та апаратним забезпеченням усуває необхідність роботи безпосередньо з дисками та надає простий, орієнтований на роботу з файлами інтерфейс, приховує безліч неприємної роботи з перериваннями, лічильниками часу, організацією пам'яті та іншими компонентами. 1.2 Взаємодія користувача з комп'ютером Організація зручного інтерфейсу, що дозволяє користувачеві взаємодіяти з апаратурою комп'ютера за рахунок розширеної віртуальної машини, з якою зручніше працювати і яку легше програмувати. Ось перелік основних сервісів, що надаються типовими операційними системами. Розробка програм, де ОС представляє програмісту різноманітні інструменти розробки додатків: редактори, налагоджувачі тощо. Йому не обов'язково знати, як функціонують різні електронні та електромеханічні вузли та пристрої комп'ютера. Часто користувач може обійтися лише потужними високорівневими функціями, які є ОС. Також, для запуску програми потрібно виконати ряд дій: завантажити в основну пам'ять програму та дані, ініціалізувати пристрої вводу виводу та файли, підготувати інші ресурси. ОС виконує всю роботу замість користувача. ОС дає доступ до пристроїв введення-виводу. Кожен пристрій потребує набір команд для запуску. ОС надає користувачеві одноманітний інтерфейс, який опускає всі деталі та дає програмісту доступ до пристроїв введення-виведення через найпростіші команди читання та запису. Працюючи з файлами управління з боку ОС передбачає як глибокий облік природи пристрою вводу-вывода, а й знання структур даних, записаних у файлах. Розраховані на багато користувачів ОС, крім того, забезпечують механізм захисту при зверненні до файлів. ОС управляє доступом до спільно використовуваної чи загальнодоступної обчислювальної системи загалом, і навіть до окремих системним ресурсам. Вона забезпечує захист ресурсів та даних від несанкціонованого використання та вирішує конфліктні ситуації. 4

Виявлення помилок та його обробка - це ще один дуже важливий момент у призначенні ОС. p align="justify"> При роботі комп'ютерної системи можуть відбуватися різноманітні збої за рахунок внутрішніх і зовнішніх помилок в апаратному забезпеченні, різноманітних програмних помилок (переповнення, спроба звернення до осередку пам'яті, доступ до якої заборонений та ін). У кожному випадку ОС виконує дії, що мінімізують вплив помилки на роботу програми (від простого повідомлення про помилку до аварійної зупинки програми). І нарешті облік використання ресурсів. ОС має засоби обліку використання різних ресурсів та відображення параметрів продуктивності обчислювальної системи. Ця інформація є важливою для налаштування (оптимізації) обчислювальної системи з метою підвищення її продуктивності. 1.3 Використання ресурсів Організація ефективного використання ресурсів комп'ютера. ОС є своєрідним диспетчером ресурсів комп'ютера. До основних ресурсів сучасних обчислювальних систем відносяться основна пам'ять, процесори, таймери, набори даних, диски, накопичувачі на МЛ, принтери, мережеві пристрої, та ін. Перераховані ресурси визначаються операційною системою між виконуваними програмами. На відміну від програми, яка є статичним об'єктом, програма, що виконується, – це динамічний об'єкт, який називається процесом і є базовим поняттям сучасних ОС. Управління ресурсами обчислювальної системи з найбільш ефективного їх використання є другим призначенням операційної системи. Критерії ефективності, відповідно до яких ОС організує управління ресурсами комп'ютера, можуть бути різними. Наприклад, в одному випадку найбільш важливим є пропускна здатність обчислювальної системи, в іншому – час її реакції. Найчастіше ОС повинні задовольняти декільком критеріям, що суперечать один одному, що завдає розробникам серйозних труднощів. Управління ресурсами включає рішення низки загальних, які залежать від типу ресурсу завдань. Планування ресурсу – визначення процесу, котрій необхідно виділити ресурс. Тут визначається, коли і якою має виділитися даний ресурс. Задоволення запитів на ресурси – виділення ресурсів процесам; моніторинг стану та облік використання ресурсу – підтримка оперативної інформації про залучення ресурсу та використання його частки. Вирішення конфліктів між процесами, що претендують на той самий ресурс. Для вирішення цих загальних завдань управління ресурсами різні ОС використовують різні алгоритми, що в результаті і визначає вигляд ОС в цілому, включаючи характеристики продуктивності, сферу застосування і навіть інтерфейс користувача. 1.4 Полегшення процесів обчислювальної системи 5

Полегшення процесів експлуатації апаратних та програмних засобів обчислювальної системи. Ряд операційних систем має у своєму складі набори службових програм, що забезпечують резервне копіювання, архівацію даних, перевірку, очищення та дефрагментацію дискових пристроїв та ін. Крім того, сучасні ОС мають досить великий набір засобів та способів діагностики та відновлення працездатності системи. Сюди ставляться: - діагностичні програми виявлення помилок у конфігурації операційної системи; - Засоби відновлення останньої працездатної конфігурації; - засоби відновлення пошкоджених та зниклих системних файлів та ін. Більшість операційних систем постійно розвиваються (наочний приклад Windows). Відбувається це з наступних причин. Для задоволення користувачів чи потреб системних адміністраторів ОС повинні постійно надавати нові можливості. Наприклад, може знадобитися додати нові інструменти для контролю або оцінки продуктивності, нові засоби введення-виведення даних (мовленнєве введення). Інший приклад – підтримка нових програм, які використовують вікна на екрані дисплея. Кожна ОС має помилки. Іноді вони виявляються і виправляються. Звідси постійні появи нових версій та редакцій ОС. Необхідність регулярних змін накладає певні вимоги на організацію операційних систем. Очевидно, що ці системи повинні мати модульну структуруіз чітко визначеними міжмодульними зв'язками. Важливу роль відіграє хороша та повна документованість системи. 2 Функції операційної системи Функції ОС зазвичай групуються або у відповідності до типів локальних ресурсів, якими управляє ОС, або відповідно до специфічних завдань, які застосовуються до всіх ресурсів. Сукупності модулів, які виконують такі групи функцій, утворюють підсистеми операційної системи. Найбільш важливими підсистемами управління ресурсами є підсистеми управління процесами, пам'яттю, файлами та зовнішніми пристроями, а підсистемами, спільними для всіх ресурсів, є підсистеми інтерфейсу користувача, захисту даних і адміністрування. 6

2.1 Управління процесами Підсистема управління процесами безпосередньо впливає функціонування обчислювальної системи. Для кожної програми ОС організує один або більше процесів. Кожен такий процес представляється в ОС інформаційною структурою (таблицею, дескриптором, контекстом процесора), що містить дані про потреби процесу в ресурсах, а також фактично виділені йому ресурси (область оперативної пам'яті, кількість процесорного часу, файли, пристрої введення-виводу та ін. ). У сучасних мультипрограмних ОС може існувати одночасно кілька процесів, породжених з ініціативи користувачів та його додатків, і навіть ініційованих ОС виконання своїх функцій (системні процеси). Оскільки процеси можуть одночасно претендувати на ті самі ресурси, підсистема управління процесами планує черговість виконання процесів, забезпечує їх необхідними ресурсами, забезпечує взаємодію та синхронізацію процесів. 2.2 Управління пам'яттю Підсистема управління пам'яттю здійснює розподіл фізичної пам'яті між усіма існуючими в системі процесами, завантаження та видалення програмних кодів та даних процесів у відведені ним області пам'яті, а також захист областей пам'яті кожного процесу. Стратегія управління пам'яттю складається із стратегій вибірки, розміщення та заміщення блоку програми або даних в основній пам'яті. Відповідно використовуються різні алгоритми, що визначають, коли завантажити черговий блок у пам'ять, в яке місце пам'яті його помістити і який блок програми або даних видалити з основної пам'яті, щоб звільнити місце для розміщення нових блоків. Одним із найбільш популярних способів управління пам'яттю в сучасних ОС є віртуальна пам'ять. Реалізація механізму віртуальної пам'яті дозволяє програмісту вважати, що у його розпорядженні є однорідна оперативна пам'ять, обсяг якої обмежується лише можливостями адресації, що надаються системою програмування. 2.3 Захист пам'яті Порушення захисту пам'яті пов'язані зі зверненнями до ділянок пам'яті, виділеної іншим процесам прикладних програм або програм самої ОС. Засоби захисту пам'яті повинні запобігати таким спробам доступу шляхом аварійного завершення програми-порушника. 2.4 Керування файлами Функції керування файлами зосереджені у файловій системі операційної системи. Операційна система віртуалізує окремий набір даних, що зберігаються на зовнішньому накопичувачі, у вигляді файлу – простий 7

послідовності байтів, що мають символьне ім'я Для зручності роботи з даними файли групуються в каталоги, які у свою чергу утворюють групи - каталоги більше високого рівня. Файлова система перетворює символьні імена файлів, з якими працює користувач або програміст, на фізичні адреси даних на дисках, організує спільний доступ до файлів, захищає їх від несанкціонованого доступу. 2.5 Керування зовнішніми пристроями Функції керування зовнішніми пристроями покладаються на підсистему керування зовнішніми пристроями, яку також називають підсистемою введення виводу. Вона є інтерфейсом між ядром комп'ютера та всіма приєднаними до нього пристроями. Спектр цих пристроїв дуже великий (принтери, сканери, монітори, модеми, маніпулятори, мережеві адаптери, АЦП різного роду та ін.), сотні моделей цих пристроїв відрізняються набором та послідовністю команд, що використовуються для обміну інформацією з процесором та іншими деталями. Програма, що управляє конкретною моделлю зовнішнього пристрою та враховує всі його особливості, називається драйвером. Наявність великої кількості відповідних драйверів багато в чому визначає успіх операційної системи на ринку. Створенням драйверів займаються як розробники ОС, і компанії, що випускають зовнішні устрою. ОС має підтримувати чітко визначений інтерфейс між драйверами та іншими частинами ОС. Тоді розробники компаній-виробників пристроїв вводу-виводу можуть постачати разом зі своїми пристроями драйвери для конкретної операційної системи. 2.6 Захист даних та адміністрування Безпека даних обчислювальної системи забезпечується засобами відмовостійкості ОС, спрямованими на захист від збоїв та відмов апаратури та помилок програмного забезпечення, а також засобами захисту від несанкціонованого доступу. Для кожного користувача системи обов'язковою є процедура логічного входу, в процесі якої ОС переконується, що в систему входить користувач, дозволений адміністративною службою. Корпорація Майкрософт, наприклад, у своєму останньому продукті Windows 10 пропонує користувачеві вхід до системи через розпізнавання зовнішності. Це має підвищити безпеку та зробити вхід у систему швидше. А ось Google обіцяє нам у нової версіїсвоєю ОС для смартфонів Android 6.0 доступ до пристрою та підтвердження покупок через сканер відбитка пальця, якщо для того придатний пристрій. Адміністратор обчислювальної системи визначає та обмежує можливості користувачів у виконанні тих чи інших дій, тобто. визначає їх права щодо обігу та використання ресурсів системи. Важливим засобом захисту є функції аудиту ОС, що полягає у фіксації всіх подій, яких залежить безпека системи. Підтримка стійкості до відмови обчислювальної системи реалізується на основі 8

резервування (дискові RAID-масиви, резервні принтери та інші пристрої, іноді резервування центральних процесорів, у ранніх ОС – дуальні та дуплексні системи, системи з мажоритарним органом та ін.). Загалом забезпечення відмовостійкості системи – один із найважливіших обов'язків системного адміністратора, який для цього використовує низку спеціальних засобів та інструментів. 2.7 Інтерфейс прикладного програмування Прикладні програмісти використовують у своїх додатках звернення до операційної системи, коли для виконання тих чи інших дій їм потрібен особливий статус, який має тільки ОС. Можливості операційної системи доступні програмісту як набору функцій, що називається інтерфейсом прикладного програмування (Application Programming Interface, API). Програми звертаються до функцій API за допомогою системних дзвінків. Спосіб, яким програма отримує послуги операційної системи, дуже схожий на виклик підпрограм. Спосіб реалізації системних викликів залежить від структурної організації ОС, особливостей апаратної платформи та мови програмування. У ОС UNIX системні виклики майже ідентичні бібліотечним процедурам. 2.8 Інтерфейс користувача ОС забезпечує зручний інтерфейс не тільки для прикладних програм, але і для користувача (програміста, адміністратора, користувача). На даний момент виробники пропонують багато функцій, покликаних полегшити нашу роботу з пристроями і заощадити час. Як приклад я знову хочу навести Windows 10. Microsoft допомагає користувачеві забезпечити безперешкодну роботу всіх пристроїв (природно від Microsoft), за рахунок загальної ОС. Тут і миттєва передача даних з одного пристрою на інший, і спільні повідомлення, які з такою функцією не пропустиш. "Ефективна, організована робота" - це практично слоган для кожного виробника ОС. Робота з нотатками прямо на веб-сторінках, нові багатовіконні режими, кілька робочих столів – все це ми бачимо вже кілька років, а у розробників ще багато ідей. 3 Склад операційної системи Сучасні операційні системи мають складну структуру, що складається з безлічі елементів, де кожен із них виконує певні функції з управління процесами та розподілу ресурсів. 3.1 Ядро 9

Ядро ОС – центральна частина операційної системи, що забезпечує додаткам координований доступ до файлової системи та обміну файлами між ПУ. 3.2 Командний процесор Програмний модуль ОС, відповідальний за читання окремих команд або послідовності команд з командного файлу, іноді називають командним інтерпретатором. 3.3 Драйвери пристроїв До магістралі комп'ютера підключаються різні пристрої (дисководи, монітор, клавіатура, миша, принтер та ін.). Кожен пристрій виконує певну функцію, у своїй технічна реалізація пристроїв значно відрізняється. До складу операційної системи входять драйвери пристроїв, спеціальні програми, які забезпечують керування роботою пристроїв та узгодження інформаційного обміну з іншими пристроями, а також дозволяють налаштувати деякі параметри пристроїв. Кожному пристрою відповідає свій драйвер. 3.4 Утиліти Додаткові сервісні програми (утиліти) – допоміжні комп'ютерні програми у складі загального програмного забезпечення, що роблять зручним та багатостороннім процес спілкування користувача з комп'ютером. 3.5 Довідкова система Для зручності користувача до складу операційної системи зазвичай входить довідкова система. Довідкова система дозволяє оперативно отримати необхідну інформацію як про функціонування операційної системи в цілому, так і роботу її окремих модулів. 4 Перспективи розвитку В даний час спостерігається значне підвищення надійності, безпеки та стійкості до відмови ОС; зближення за можливостями ОС для настільних комп'ютерів та ОС для мобільних пристроїв. Тенденція до проектів з ОС з відкритим кодом – це дуже вигідне спрямування розвитку ОС, оскільки фірмам-розробникам необхідні нові ідеї, які можуть запропонувати молоді програмісти. 10

Величезне значення має попит на корпоративні операційні системи, котрим характерні високий рівень масштабованості, підтримка мережевої роботи, розвинені засоби забезпечення безпеки, здатність працювати у гетерогенному середовищі, наявність централізованого адміністрування і управління. Тут і потрібно можливість обробки великого обсягу даних. Хтось робить ставку на хмарні сховища, І прогнозує "вимирання" ОС зовсім. Навіть при тому, що ми користуємося хмарами, така перспектива не здається можливою найближчими роками. Я спостерігаю прагнення розробників до підвищення продуктивності за рахунок розумнішого використання ресурсів (Windows 10 запускається на 28% швидше, ніж Windows 7), надійності та зручності у використанні. Будь то голосове управління або різні унікальні нововведення в інтерфейс для більш доброзичливої ​​взаємодії. 11

ВИСНОВОК Як ми змогли зрозуміти, операційні системи грають колосальну роль у взаємозв'язку користувача та заліза. Найголовнішим є те, що прогрес не стоїть на місці, з кожним днем ​​розробляються все потужніші машини, обсяг даних, що обробляються, зростає, разом з цим також розвиваються і вдосконалюються ОС, з'являються нові ідеї для більш зручного і ефективного застосування накопичених знань. ОС за своїм функціоналом рухаються у бік забезпечення інтуїтивної взаємодії користувача та пристрою. 12

СПИСОК СКОРОЧЕНЬ АЦП – аналого-цифровий перетворювач; ОС – операційна система; ПУ – периферійний пристрій. 13

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1 Назаров, С. В. Сучасні операційні системи: навчальний посібник / С. В. Назаров, А. І. Широков. – Москва: Національний Відкритий Університет «ІНТУІТ», 2012. – 367 с. 2 Грошев, С. Основні поняття ОС [Електронний ресурс]: Наука та освіта / МДТУ ім. н.е. Баумана – Електрон. журн. - Москва: ФДБОУ ВПО "МДТУ ім. Н.Е. Баумана" 2015. - Режим доступу: http://technomag.bmstu.ru/doc/48639.html 3 Перспективи операційних систем та мереж [Електронний ресурс]: національний відкритий університет "ІНТУІТ". - Москва: 2015 - Режим доступу: http://www.intuit.ru/studies/courses/641/497/lecture/11328 4 Архітектура, призначення та функції операційних систем [Електронний ресурс] : Лекція 1 / Національний відкритий університет «ІНТУІТ » - Москва, 2015. - Режим доступу: http://www.intuit.ru/studies/courses/631/487/lecture/11048 5 Даровський, Н. Н. Перспективи розвитку операційних систем [Електронний ресурс] / Н. Н .Даровський // Інтернет-портал Web-3. - 2015. - Режим доступу: http://system.web-3.ru/windows/?act=full&id_article=12055 6 Компоненти Windows 10 [Електронний ресурс] : офіційний сайт розробника / Microsoft Corporation - 2016. - Режим доступу: https http://www.microsoft.com/ru-ru/windows/features?section=familiar 7 Android 6.0 Marshmallow [Електронний ресурс] : офіційний сайт розробника / Google Corp. - 2016. - Режим доступу: https://www.android.com/intl/ru_ua/versions/marshmallow-6-0/ 14

Після провальної Windows Vista в інтернеті дуже швидко поповзли чутки про те, що операційні системи починають вимирати і в найближчому майбутньому зникнуть зовсім. Деякі пророкували Вісті стати останньою ОС зі звичних нам, інші робили ставку Win8, розуміючи, що якщо і вона стане провальною – існуванню класичних «операцій» може справді прийти кінець. Існувала і думка про те, що сучасні ОС досягли свого піку розвитку і далі все піде в хмарні технології. Тобто більше не потрібно буде встановлювати на ПК програмне забезпечення, був би вихід в Інтернет та монітор.
Назвати такі судження адекватними мову не повертається. Я не розумію, що за «знавці» пишуть подібні статті, і ще більше не розумію тих, хто їм вірить чи думає, що автори статей — справжні аналітики. «Хмари» з кількох причин не можуть стати популярними в найближчому майбутньому. Подібні технології занадто дорогі на сьогоднішній день, та й якоїсь гострої потрібні в них немає, принаймні у переважної більшості користувачів.

Звичайно, Web вже широко використовується, і його частка тільки зростатиме, але зараз люди готові вести в інтернет тільки прості програми. Мова про те, щоб перевести програми масового споживання до хмар, поки не йде, та й навряд чи піде ще роки 3-4. Далі з огляду на темпи розвитку технологій заглядати важко. Але при цьому, ОС, звичні нам сьогодні, житимуть. І не рік і не два, а набагато довше.
Тоді виникає закономірне питання: у якому напрямку розвиватимуться звичні нам ОС? Після виходу Windows 7, багато хто взагалі не міг уявити, яким буде наступний крок Microsoft. Але на презентації «вісімки» розробники показали, що ще є простір для розвитку. І, на мою думку, розвиток це йде на краще.
Інтерфейс пізніших версій Windows змінюватиметься у векторному напрямку. Швидко, 3D технології, що розвиваються, знайдуть застосування в інтерфейсі робочого столу і не тільки. Крім того, все сильніше наголошується на голосовому керуванні.



Також не можна ігнорувати зменшення використання ПК, як ігрових платформ. У розвинених країнах вже зараз практично в кожній сім'ї є консоль, а то кілька різних на вибір. У Росії така тенденція теж є, але в менших обсягах. Особисто у мене поки що є лише Playstation 3, а у багатьох колег по кілька різних приставок. Але сказати, що незабаром комп'ютери взагалі перестануть використовуватися для розваг поки рано.
Крім ігор, погляньте на програмне забезпечення, встановлене на вашому комп'ютері. Навіть якщо ви самостійно не встановлювали жодної програми - ваша ОС за умовчанням містила найбільш популярні. Наприклад офісні програми, музичні програвачі, прості програмидля перегляду та редагування фотографій. Ви можете представити Windows в ролі підкладки браузера, і догляд всіх перерахованих вище програм в Web? Я – ні. І це при тому, що я не звертав уваги на потужне спеціалізоване програмне забезпечення, наприклад, для професійної обробки HD відео.



Якщо говорити про частковий догляд до хмари, коли частина, потрібних Вам програм зберігається на жорсткому диску, а частина в мережі - це цілком адекватно і навіть має місце вже зараз. Не треба бути семи п'ядей на лобі, щоб це розуміти. Тільки от частковий догляд у Web не робить звичайні ОС непотрібними, і аж ніяк повністю їх не замінює. Тож чекати на їх зникнення, як клас, найближчими роками не варто.