Эволюция операционных систем
Рассматривая эволюцию ОС, следует иметь в виду, что разница во времени реализации некоторых принципов организации отдельных операционных систем до общего признания, терминологическая неопределенность не позволяют дать точную хронологию развития ОС. Сейчас достаточно точно можно определить основные вехи на пути эволюции операционных систем. Существуют разные подходы к определению поколений ОС.
Известно разделение ОС на поколения в соответствии с поколениями вычислительных машин и систем. Деление нельзя считать полностью удовлетворительным, развитие методов организации ОС в рамках одного поколения ЭВМ, показал опыт создания, происходит в достаточно широком диапазоне. Другая точка зрения не связывает поколение ОС с соответствующими поколениями ЭВМ.
Видимо, наиболее целесообразным следует считать выделение этапов развития ОС в рамках отдельных поколений ЭВМ и ВС. Первым этапом развития системного программного обеспечения можно считать использование библиотечных программ, стандартных и служебных подпрограмм и макрокоманд. Концепция библиотек подпрограмм является наиболее ранней и восходит к 1949 году
С появлением библиотек получили развитие автоматические средства их сопровождения – программы-загрузчики и редакторы связей. Эти средства применялись в ЭВМ первого поколения, когда операционных систем не существовало. Современные операционные системы устранить несоответствие между производительностью процессоров и скоростью работы электромеханических устройств ввода-вывода, с одной стороны, использование достаточно быстродействующих накопителей на магнитных лентах и барабанах, а затем на магнитных дисках, с другой стороны, привело к решения задач буферизации и блокирования-деблокирования данных.
Возникли специальные программы методов доступа вносились в объекты модулей редакторов связей. Для поддержания работоспособности и облегчения процессов эксплуатации машин создавались диагностические программы.
Таким образом, создано базовое системное программное обеспечение. С улучшением характеристик ЭВМ и ростом производительности стала ясно, что существующего базового программного обеспечения недостаточно. Появились операционные системы ранней пакетной обработки – мониторы. В рамках системы пакетной обработки во время выполнения любой работы в пакете никакая часть системного ПО не находилась в оперативной памяти, вся память предоставлялась текущей работе.
Режим реального времени (РВ) характеризуется, что компьютер средствами ОС осуществляет контроль и управление:
внешними объектами в темпе поступления данных от каждого объекта управления;
природа объекта управления может накладывать определенные
временные ограничения на обработку данных (управление станком и спутником, плавкой стали, стрельбой по нескольким движущимся целям, контроль критического состояния больного).
Во всех случаях существует предельно допустимое время, в течение должна выполнена определенная программа управления объектом, иначе может произойти нежелательное событие. В режиме РВ требуютсямгновенный (без задержек) запуск задачи на решение.
Значит, место:
расположения файла задачи должно быть известно заранее, а все ресурсы выделены ей или хотя бы свободны;
быстрая (без «чужих» прерываний) отработка важной задачи всоответствии с ее специально установленным высоким приоритетом; гарантии того, что задача будет отработана до требуемого срока.
А если таких задач много, усложняется организация, могут потребоваться круговая (карусельная) диспетчеризация и динамическое периодическое изменение приоритетов отдельных задач.
Таким образом, критерием эффективности здесь является способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (и управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство – реактивностью. Требования ко времени реакции зависят от специфики управляемого объекта: для контроллера робота – менее 1 мс, при моделировании полета – 40 мс.
В несколько меньшей степени поддержка множества пользователей отражается на системе ввода/вывода и системе управления процессами. Система управления сеансами пользователей должна включать в себя средства идентификации и аутентификации пользователей, обеспечивать связывание каждого сеанса с реальным или виртуальным терминалом, содержать средства инициализации начального информационного окружения сеанса, обеспечивать защиту данных сеанса. Файловая система многопользовательских ОС обеспечивает разграничение доступа к файлам и каталогам на основании идентификаторов пользователей, полученных от системы управления сеансами. Каждый файл и каталог в файловой системе сопровождается информационным блоком, определяющим права доступа к нему пользователей. Пользователю предоставляется возможность определять права таким образом, чтобы только он имел доступ к данным, содержащимся в файлах и каталогам, а другие пользователи не могли не только изменить эти данные, но даже прочитать их. При необходимости в совместном доступе к одной и той же информации может быть определен доступ на чтение и запись для многих пользователей. Система ввода/вывода многопользовательских ОС, кроме непосредственного доступа к устройствам и буферизации ввода/вывода, также управляет разделением доступа пользователей к устройствам, т.е. управляет устройствами как разделяемыми ресурсами. Следует отметить, что многопользовательские ОС обычно являются еще и многозадачными, поскольку они должны обеспечивать одновременное выполнение большого количества программ различных пользователей
Достарыңызбен бөлісу: |