Курсовая работа: Сучасні операційні системи, архітектура, відмінні характеристики, функціональність, виробництво і перспективи розвитку
Практично будь-яка ОС має поняття ядра. Ядром ОС зазвичай є її резидентна частину, тобто та частина ОС, що не бере участь у процесах підкачки (вона завжди присутня в оперативній пам'яті) і працює в режимі ОС. У ядро входять базові засоби управління основними сутностями, характерними для цієї ОС, а також може входити набір програм, що забезпечують управління деякими фізичними пристроями. У функції ядра, зокрема, входить обробка переривань.
Програми, що управляють ресурсами, іноді називають драйверами пристроїв (фізичних або логічних). Наприклад, в ядро ОС повинен входити драйвер оперативного запам'ятовуючого пристрою.
Далі, навколо ядра нарощуються програми управління ресурсами обчислювальної системи. Перший рівень в основному складається з драйверів фізичних пристроїв. Наступний рівень - управління логічними пристроями і так далі. Таких рівнів може бути досить багато. Зовсім не обов'язково, що всі компоненти працюють в режимі ОС. Багато хто з компонентів, які логічно досить віддалені від ядра, можуть працювати в звичайному режимі користувача. Так само не обов'язково, щоб усі ці компоненти ОС працювали в резидентним режимі. Звичайно, для багатьох функцій це не потрібно.
Однією з головних частин ОС є інтерфейс - універсальний механізм управління будь-яким додатком ОС, незалежно від його призначення та предметної області. Інтерфейс є зручна оболонкою, з якою спілкується користувач. Саме на неї звертають увагу при виборі ОС, - про ядрі ж, головною частини ОС, згадують в другу чергу. Тому нестабільна і ненадійна з точки зору ядра ОС, як, наприклад, Windows 95, і мала успіх завдяки красивій обгортці-інтерфейсу.
2. Історія розробки та вдосконалення основних операційних систем найбільшими виробниками (Unix, Linux, Apple)
"Unix"-системи.
"Unix"-системи розроблялися різними виробниками, тому доцільно розглянути історію створення сімейства цих ОС, повідомляючи при цьому про їх виробників.
У 1968 році група дослідників, що представляють фірми General Electric, AT, Управління файлами і взаємодії з користувачем. У 1969 році Кен Томпсон розробив операційну систему "Unix", в якій використовувалися багато результати проекту "Multics". Він пристосував цю систему, призначену для роботи на міні-ЕОМ, до потреб дослідників. З самого початку "Unix" стала зручною для всіх ефективної розрахованої на багато користувачів і багатозадачного операційною системою.
З часом популярність "Unix" в Bell Laboratories зростала, і в 1970 році Денніс Рітчі і Кен Томпсон переписали код системи на мові програмування С. Денніс Річі, колега Томпсона з Bell Labs, створив цю мову з метою забезпечення гнучкості при розробці програм. Одна з переваг мови "С" полягає в тому, що він дозволяє звертатися безпосередньо до апаратних засобів комп'ютера за рахунок використання узагальненого набору команд. До цього текст програми операційної системи потрібно було спеціально переписувати на апаратно-залежному мовою "Assembler" для кожного типу комп'ютера. Мова "С" дозволив Річі та Томпсону написати всього одну версію операційної системи "Unix", яку потім можна було компілювати "С"-компіляторами на різних машинах. Операційна система "Unix" стала мобільною, тобто здатною працювати на різних типах машин практично без перепрограмування.
Поступово "Unix" виросла в стандартний програмний продукт, який поширюється багатьма фірмами, включаючи Novell та IBM. Спочатку цю ОС вважали дослідним продуктом, тому перші версії розповсюджувалися безкоштовно по факультетах обчислювальної техніки багатьох відомих університетів. У 1972 році Bell Labs почала випускати офіційні версії "Unix" і продавати ліцензії на неї різним користувачам. Одним з таких користувачів був факультет обчислювальної техніки Каліфорнійського університету в Берклі. Його фахівці ввели в систему багато нових особливостей, які згодом стали стандартними. У 1975 році в Берклі була випущена власна версія системи, відома як "Berkeley Software Distribution" (BSD). Ця версія "Unix" стала основним суперником версії "AT. За нею послідувала "System V", яка стала серйозно підтримуваних програмним продуктом.
Паралельно випускалися версії "BSD". Наприкінці 70-х років "BSD Unix" стала основою дослідницького проекту, що виконується в Агентстві перспективних досліджень і розробок (DARPA) міністерства оборони США. У результаті в 1983 році Каліфорнійський університет випустив потужну версію системи під назвою "BSD" 4.2 Вона включала в себе досить досконалу систему управління файлами і мережні засоби, засновані на використанні протоколів TCP / IP, що застосовуються зараз в Internet. Версія "BSD" 4.2 Широко поширилася і була обрана багатьма фірмами-виробниками, зокрема Sun Microsystems.
Поширення різних версій "Unix" призвело до необхідності вироблення стандарту на цю ОС. Іншого способу дізнаватися про те, в яких версіях будуть працювати призначені для використання в цьому середовищі програми, у розробників ПЗ не було. У середині 80-х років з'явилися два конкуруючих стандарту: один був створений на основі версії "AT. У 1991 році Unix System Laboratories розробила "System V" версії 4, в якій були реалізовані практично всі можливості варіантів попередньої версії, "BSD" версії 4.3, "SunOS" і "Xenix". У відповідь кілька компаній, зокрема, IBM і Hewlett-Packard, створили Фонд відкритого програмного забезпечення (Open Software Foundation, OSF), метою якого стала розробка власної стандартну версію "Unix". В результаті з'явилися два конкуруючих комерційних стандартних варіанти: версія "OSF" і "System V" версії 4. У 1993 році компанія AT. За цей час фірма випустила власні версії "Unix" на базі "System V" версії 4 під загальною назвою "UnixWare", призначені для взаємодії з системою "NetWare" розробки Novell.
В даний час Unix System Laboratories належить фірмі Santa Cruz Operation.
Протягом свого розвитку "Unix" залишалася великою і вимогливою до апаратних засобів операційною системою, для ефективної роботи якої необхідна робоча станція або міні-ЕОМ. Деякі версії ОС були розраховані в основному на робочі станції. To, що ця ОС встановлюється на комп'ютерах практично всіх типів (робочих станціях, міні-ЕОМ і навіть супер-ЕОМ), є свідченням її мобільності, що забезпечила можливість ефективної версії "Unix" для персональних комп'ютерів.
Linux.
Найпопулярнішим проектом "Unix"-системи кінця XX століття стала недорога альтернатива дорогим (HP "Unix", "SunOS" / "Solaris", Digital "Unix") рішенням - ОС "Linux". Сьогодні темпи освоєння ринку цією системою найбільш інтенсивні у порівнянні з іншими відомими ОС.
Розробка цієї системи починалася проектом Лінуса Торвальда, студента факультету обчислювальної техніки Гельсінкського університету. У той час студенти користувалися програмою "Minix", демонструвала різні можливості "Unix". Ця програма, розроблена професором Ендрю Таннебаумом, широко поширилася по мережі Internet серед студентів усього світу.
Лінус поставив за мету створити ефективну ПК-версію "Unix" для користувачів "Minix". Він назвав її "Linux" і в 1991 році випустив версію 0.11. Система широко розповсюдилася по Internet і в наступні роки була допрацьована іншими програмістами, які ввели в неї можливості та особливості, притаманні стандартним "Unix"-системам. Зокрема, було перенесено практично всі основні програми-менеджери вікон. У цій ОС використовуються утиліти Internet, є і повний набір засобів розробки програм, включаючи компілятори і відладчик "C". Незважаючи на такі широкі можливості, операційна система "Linux" залишається невеликою, стабільної і швидкодіючої. У мінімальній конфігурації вона може ефективно працювати навіть на 386 комп'ютері за наявності оперативної пам'яті об'ємом 4 МБ.
Сильною стороною "Linux" є її універсальність. Система покриває весь діапазон застосувань: від настільного ПК до надпотужних багатопроцесорних серверів і кластерів.
"Linux" виконує ті ж функції, що й "DOS" і "Windows", однак відрізняється від них особливою потужністю і гнучкістю. Більшість операційних систем персональних комп'ютерів створювалися для невеликих ПК, що володіли обмеженими можливостями і лише нещодавно перетворилися на універсальні машини. Такі ОС постійно модернізуються, щоб відповідати безперервно розвиваються можливостей апаратних засобів персональних комп'ютерів. "Linux" ж розроблялася в зовсім іншому контексті [Петерсен Р.].
При розробці вихідної для "Linux" системи "Unix" стояла мета створити продукт, який міг би задовольняти безперервно змінюються, співробітників, що займаються різноманітними дослідженнями. ОС розглядалася як механізм, що надає в розпорядження користувача набір високоефективних інструментів. Така орієнтація на користувача означала можливість конфігурації і програмування системи у відповідності з конкретними потребами. У випадку з "Linux" операційна система дійсно стала операційної середовищем.
З фінансової точки зору "Linux" володіє одним вельми істотним гідністю: Вона не комерційна і на відміну від операційної системи "Unix" поширюється за генеральним відкритої ліцензії GNU в рамках Фонду безкоштовного програмного забезпечення, тому ця ОС доступу всім. GNU складена таким чином, що "Linux" залишається безкоштовною і в той же час стандартизованої системою - існує лише один офіційний її варіант.
Apple.
Компанія Apple з'явилася на світ 3 січня 1977 і спочатку орієнтувалася на виробництво апаратної частини ПК.
Як і будь-які інші комп'ютери, продукти Apple мали потребу в операційній системі, і для цих цілей компанія використовувала одну з версій "Unix" - "System". Після виходу версії ОС 7.6 її перейменували на "Mac OS". З цього моменту починається історія її розвитку.
Власні розробки Apple дали нову версію "Mac OS", зручну і просту у вивченні та використанні, але дуже нестабільну. Відсутність повноцінної багатозадачності і захищеної пам'яті приводило до серйозних неполадок у роботі системи.
У той же час фірма NeXT під керівництвом Стіва Джобса (одного із засновників Apple) зайнялася розробкою операційної системи "OpenStep". Створена на основі "BSD" і Mach-ядра, ця ОС призначалася для використання у фінансовому середовищі, де цінувалися надійність і безперебійне функціонування.