История операционных систем.

1 поколение. 1945-1955 гг. Эл. лампы и коммутационные панели. В Пенсильванском университете Эккерт и Мочли и одновременно в Принстоне Фон Нейман, в Германии Цузе. Все вели работу по созданию выч. машины. Сначала использовались мех. реле. Длительность такта – несколько секунд. Потом реле заменили эл. лампами. Каждую машину строила, программировала и эксплуатировала одна команда. Все программирование на абсолютном машинном языке. Управление основными функциями машины осуществлялось при помощи соединения коммутационных панелей. К нач. 50-х появляются перфокарты.

2 поколение. 1955-1965 гг. Элементно это транзисторы и системы пакетной обработки. С появлением и применением транзисторов компьютеры становятся более надежными, могут работать долго и появляется разделение труда. Машины называют мейнфреймами. Располагаются в спец комнатах с кондиционированием и обслуживаются профессиональными операторами и электронщиками. Машинное время тратилось крайне не эффективно, и общим решением для повышения эффективности стала система пакетной обработки. Общий замысел в сборе полного подноса задания (колоды перфокар). Затем переписать их на магнитную ленту, используя небольшой, недорогой компьютер, например, IBM-1401 для ввода/вывода. За 1 час шла сборка заданий на магнитную ленту, которую ставили на дорогостоящую машину и оператор загружал специальную программу – прообраз сегодняшней ОС. Она считывала первое задание, запускала его и выход отправляла на другую ленту, затем считывала следующее задание и т.д. Типичная ОС Fortran Monitor System.

3 поколение. 1965-1980 гг. Элементно-интегрированные схемы. К началу 60-х изготовили компьютеры по 2 направлениям:

- научные или крупномасштабные (пословная обработка текста для числовых вычислений IBM-7094

- коммерческие компьютеры с посимвольной обработкой IBM-1401. Для сортировки и поиска информации.

Фирма IBM попыталась объединить эти разработки и выпустила серию машин 360. Все эти компьютеры были программно совместимы. Линия использовала мелкомасштабные интегральные микросхемы. Была разработана ОС OS360. Она содержала тысячи ошибок. В ней самое важное достижение – многозадачность. Решение заключалось в разбиении памяти на несколько частей, называемых разделами. Каждому разделу давалось свое задание. Если в ОЗУ содержалось достаточное количество заданий – ЦП мог быть загружен почти на 100%. Сразу возникает проблема защиты памяти. OS360 имела аппаратные средства защиты. ОС имела способность считывать задания с перфокарт на диск по мере того, как их приносили в машинный зал. Всегда, когда текущее задание заканчивалось, ОС могла загружать следующее задание с диска в освободившийся раздел ОЗУ и запускать его, т.е. осуществляла подкачку заданий с диска в ОЗУ. Несмотря на эти плюсы, многие программисты тосковали по 1 поколению, когда было монопольное владение машиной. Решение этой проблем привело к разработке режима разделения времени – вариант многозадачности, при котором у каждого пользователя есть свой диалоговый терминал. При работе в таком режиме чаще выдаются короткие команды (компиляция) чем длинные (сортировка). Тогда появляется фоновый режим, когда ЦП не занят др. заданиями. Первая ОС с режимом разделения времени – CTSS. Разработка Массачусетского технологического института. До тех пор, пока не были распространены необходимые технические средства защиты, ОС не могла получить популярности. Институт вместе с General Electrics и Белли-лабс начали разработку компьютерного предприятия общественного пользователя. Машина поддерживала сотни пользователей в режиме распределения времени. ОС называлась Multics. Разаработчики представляли ее себе как огромную выч. машину, воспользоваться которой мог любой человек в районе Бостона. Пошел рост миникомпьютеров. Первая миниЭВМ PDP-1 (1961г). Последняя PDP-11. Эта серия была не совместима между собой. Математик К.Томпсон взял за основу проект Multics и PDP-7. Он решил написать усеченную однопользовательскую версию системы Multics. Эта работа перешла в Unix. Большой плюс – доступность исходного кода. Выделились две линии в развитии:

- System V (компания AT&T)

- BSD

Чтобы стало возможным писать программы, работающие в любой Unix системе, институт инженеров по электронике и электротехнике IEEE разработал стандарт системы Unix, который назывался Posix. Сейчас этот стандарт поддерживают большинство Unix систем. Он определяет min интерфейс системного вызова, который должен поддерживать совместимые Unix системы.

4 поколение. 1980 – по наши дни. Это ПК. Появление БИС. В 1974г компания Intel выпустила первый универсальный 8р ЦП Intel 8080. Для него потребовалась ОС. У Intel был консультант Генри Килдерт, он составил дисковую ОС – CP/M. В начале 80-х корпорация IBM разработала ПК IBM PC и начала искать ПО. IBM сразу обратилась к Б. Гейтсу с просьбой получить лицензию на право использования его интерпретатора Basic. Потом попросили его написать ОС. Гейтс создал пакет программ DOS/Basic и пакет был куплен IBM. Гейтс пригласил Т. Патерсона для изменения системы. Первый вариант системы – MSDOS. Паттерсон стал первым сотрудником Microsoft. Самым мудрым оказалось решение Гейтса продать MSDOS компьютерным компаниям для установки вместе с их продуктом, а не конечным пользователям. Microsoft продавала свою версию Unix – XENIX. ОС CP/M, MSDOS и др. полностью основывались на исполнении командной строки. В НИИ Стенфорда был изобретен графический интерфейс пользователя GUI (окна, значки). Наиболее удачная разработка GUI – Apple Macintosh. Компанией Microsoft была разработана оболочка поверх MSDOS –Windows 3.x. В 95г появляется первая полноценная Win 95, в ядро была включена графическая оболочка. В 98 г. выходит Win 98, множество программ для 16р ЦП. Другой ОС была Win NT, в ней полностью переписано ядро. Это целиком 32р система. Популярность получила 4 версия. На определенном уровне NT4.0 совместима с Win 95. Версия NT5.0 была переименована в Win2000. Была выпущена Win Me.

Unix является самой сильной системой для рабочих станций и других компьютеров старших моделей (сетевые серверы). Unix наиболее популярна для высокопроизводительных RISC-процессоров. С середины 80-х начали расти и развиваться сети ПК. В сетевой ОС пользователи знают о существовании многочисленных компьютеров, могут регистрироваться на удаленных машинах и копировать файлы с одной машины на другую. Каждый компьютер работает под управлением локальной ОС и имеет своего собственного локального пользователя. Сетевая ОС немного отличается.

Распределенная ОС: фактически пользователи не беспокоятся о том, где работают программы и где расположены файлы. Распределенные системы позволяют прикладным задачам одновременно обрабатываться на нескольких процессорах, поэтому требуется не простой алгоритм загрузки по организации распараллеливания.