Короткий обзор современных операционных систем

В настоящее время существует большое количество операционных систем и постоянно появляются новые, такие, которые учитывают недостатки и расширяют возможности предыдущих. Многие с ОС не просто конкурируют между собой или занимаются совершенствованием друг друга, а предназначены для конкретной цели. Существуют ОС для персональных компьютеров, для рабочих станций, для серверов и тому подобное.

Основными характеристиками ОС являются:

· разрядность;

· число одновременно разрешимых задач (многозадачность);

· число одновременно работающих пользователей;

· файловая система;

· поддержка работы в сети;

· степень защиты;

· на каких аппаратных платформах может работать;

· поддержка одновременной работы нескольких процессоров.

Сейчас все большее количество ОС поддерживает работу с сетью и обеспечивает выход как в локальную сеть, к общим ресурсам рабочей группы, так и во всемирную глобальную сеть Интернет. Эти сетевые соединения могут быть реализованы как с помощью сетевой карты, так и через модем.

Каждая из ОС требует для своей работы определенных ресурсов, таких как объем оперативной памяти, объем винчестера, тип процессора и его производительность. Поэтому важно знать, для какой платформы предназначена та или другая ОС. Возможность установки на разных платформах является важным критерием при выборе ОС.

Организация файловой системы ОС влияет на скорость доступа к данным и на объем доступных данных.

Кроме этого, не каждая операционная система подходит для выполнения конкретного задания, например, для реализации разных научных экспериментов, как правило, необходимая ОС реального времени (которая обеспечивает мгновенный отклик на событие) класса UNIX или Linux.

Рассмотрим наиболее распространенные ОС. Выделим две группы систем: операционные системы для персональных компьютеров и операционные системы для рабочих станций, серверов и мейнфреймов.

Операционные системы для персональных компьютеров. Семейство ОС Windows. Фирма Microsoft разработала целое семейство операционных систем для IBM-совместимых компьютеров, и сегодня они используются на большинстве персональных компьютеров.

В 1985 году была создана MS Windows 1.0, в 1992 Windows 3.1, немного позже Windows 3.11, Windows 3.5, потом Windows 95, Windows NT 4.0, Windows 98, Windows 2000, Windows ME.

Windows 95-98 предназначены в основном для решения офисных задач: для ведения бухгалтерии, написания документов, представления графических результатов деятельности фирм и тому подобное. ОС Windows 95-98 поддерживают файловую систему FAT32.

Такие системы, как Windows 95-98 могут использоваться как ОС для домашних компьютеров, учебного процесса или для неопытного пользователя, для начального знакомства с компьютером, поскольку интерфейс этих систем очень удобный и интуитивно понятен каждому. Базовыми понятиями в них является окно, пиктограмма и пусковое меню. Многие пользователи настолько привыкли к интерфейсу этих систем, которые уже не мыслят себе работу в системах с другим предназначенным для пользователя интерфейсом.

Windows 2000 Professional. Windows 2000 Professional¾операционная система для настольных компьютеров в организации любого масштаба, которая заменила Windows 95, как стандартную платформу для делового применения. В процессе проектирования Windows 2000 Professional преследовались следующие цели: упростить работу с системой; сберечь традиционные достоинства систем Windows NT; перенести в систему лучшие качества Windows 98; создать настольную систему, которая легко конфигурируется, позволяет снизить общую стоимость владения (Total Cost Ownership, TCO).

В Windows 2000 используется привычный интерфейс Windows, но более простой и "интеллектуальный". Обеспечивается поддержка множества национальных языков Упрощенная настройка системы благодаря использованию новых программ-мастеров (для подключения новых устройств, создания сетевых соединений и тому подобное).

Система ориентирована на работу с мобильными компьютерами. Упрощено подключение и отключение устройств и работу с dock-станцией, обеспечивается более экономический режим использования батарей, есть режим автономной работы с документами, повышенная защищенность информации (благодаря использованию шифрующей файловой системы)

Есть эффективные инструменты для работы с Интернет, которые встроены в систему, ускоряют работу и поиск информации в сети Web.

Windows 2000 Professional унаследовал традиционно сильные черты систем Windows NT: защищенность информации, высокую надежность, производительность.

Защищенность информации обеспечивается благодаря использованию модифицированной файловой системы NTFS 5.0, шифрующей файловой системы, коммуникационных протоколов, которые позволяют создавать закрытые виртуальные частные сети (VPN), протокола аутентификации Kerberos и технологий управления доступом, таких как смарт-карты.

В системе улучшено многозадачное выполнение применений, обеспечивается поддержка памяти и процессоров, которая масштабируется, ускоряется доступ к информации на локальных дисках и в сети (благодаря индексации содержания файлов).

В системе Windows 2000 Professional реализованы много удачных решений, которые появились после выхода системы Windows 98.

По сравнению с Windows NT 4.0 система Windows 2000 Professional обеспечивает лучшую поддержку существующих применений и драйверов. Новая система поддерживает множество имеющихся 32-разрядных применений, а также 16-разрядные Win- и DOS-применение. Однако применения, не соответствующие модели безопасности Windows NT, не будут работать в Windows 2000 Professional. Новая система имеет значительно расширенный список совместимых аппаратных устройств.

Поддерживаются устройства нового поколения: компьютеры с возможностями управления питанием, шины AGP, LJSB и JEEE 1394, DVD-диски, адаптеры АТМ, кабельные модемы и тому подобное.

Есть встроенная сетевая поддержка для подключения к системам Windows NT Server, Novell NetWare или UNIX.

Windows Me. Windows Millennium Edition (Windows Me) — новая операционная система для персональных компьютеров, которая позволяет прямо из дома получить доступ ко всем многообразным возможностям электронного мира. В данной ОС улучшенные возможности работы со средствами мультимедиа, которые обеспечивают удобную обработку изображений, общий доступ к файлам цифровых фотографий, цифрового и аналогового видео и цифровой музыки; использование качественной графики и звука в компьютерных играх.

Высокая степень доступности, простота и наличие развитых справочных средств делают Windows Me удобной операционной системой для домашнего компьютера.

Операционная система Windows Me упрощает создание домашней сети и обеспечивает общий доступ к подключению Интернета, принтеров и других устройств, которые хранят время, деньги и другие ресурсы пользователей.

Операционная система Windows Me предоставляет эффективные и многообразные средства доступа к Интернету, благодаря которым пользователь может принимать участие в аудиоконференциях и сетевых играх, обмениваться сообщениями электронной почты — словом, поддерживать связь с окружающим миром.

Windows СИЕ. Эту ОС не следует путать с Windows 98 SE, Windows СИЕ¾операционная система для портативных компьютеров. Для нее есть программы Word и Excel, какие совместимы с их настольными аналогами.

MACOS. Операционная система для компьютеров iMAC (Macintosh Apple), ее нельзя установить на компьютер с процессором Pentium и наоборот Windows нельзя поставить на iMAC. Для Mac существует много возможностей эмуляции MS Windows и DOS. MACOS¾это многозадачное операционная система

PALMOS. Операционная система для карманных компьютеров Palm, является соперником Windows СИЕ 3.0. В Palm как правило нет клавиатуры, и используется световое перо. В PALMOS есть свой текстовый редактор, WEB-браузер и другие программы.

BEOS. Это новая операционная система, ее первая версия появилась в 1996 году. BEOS поддерживает две аппаратные платформы: POWERPC и Intel x86. Она легко уживается с другими операционными системами, поэтому ее можно установить на один компьютер вместе с Windows 95/98 и Windows NT. Эта система особенно хорошая для тех, чья работа связана с созданием мультимедиа. Главным достоинством данной ОС служит файловая система Bfs, которая базируется на 64-битовой структуре и позволяет обратиться до 18 биллионов Гигабайт. Интерфейс программирования применений (арplication programming interface ¾ АРЕ) в BEOS объектно-ориентированный в большей степени, чем в других распространенных операционных системах. Это значительно облегчает создание новых применений и улучшения тех, что существуют.

Традиционные операционные системы способны обрабатывать графическую информацию, но это не является их основным заданием. Однако сегодня это направление становится приоритетным независимо от отрасли применения, будь то экономика или физика, творчество или развлечения. Архитектура BEOS специально оптимизирована для обработки видео - и аудиоинформации и выполнения широкого круга заданий, связанных с коммуникационными возможностями.

Операционные системы для рабочих станций, серверов и мейнфреймов. UNIX. Среди используемых в настоящее время ОС практически на всех классах компьютеров¾от рабочих станций к суперкомпьютерам¾лидируют разные версии и реализации рассчитаны на много пользователей, многозадачной, платформо-независимой ОС UNIX. Операционная система UNIX ¾ одна из самых популярных в мире операционных систем ¾ была разработана Кеном Томпсоном¾сотрудником фирмы Bell Laboratories концерна AT&T в 1969 году как многозадачная система для мини-компьютеров и мейнфреймов.

ОС UNIX¾32 разрядная система, сетевая, с высокой степенью защиты (американский стандарт безопасности С2), может поддерживать одновременную работу нескольких процессоров.

Для проведения сложных экспериментальных исследований, связанных с большим количеством вычислений над большим объемом данных, нужны значительные системные ресурсы. В этом случае много UNIX системы позволяют организовать кластер, то есть многомашинный вычислительный комплекс, где все ресурсы компьютеров (дисковое пространство, память, ресурсы процессора) являются такими, что разделяются и доступными для любого пользователя в соответствии с его правами. В такой системе существует возможность постоянного наращивания мощности кластера, путем подсоединения дополнительных компьютеров, а работа в ней, при этом, остается для пользователя абсолютно "прозрачной", вроде бы он работал на одном компьютере с огромными ресурсами.

Linux. В начале 90-х годов Линус Торвальдс при участии ряда программистов из ряда стран мира разработал операционную систему Linux. ОС Linux выполняет много из функций, характерные для DOS и Windows. Однако она отличается особенной мощностью и гибкостью. Linux является PC-версией ОС UNIX, которая десятилетиями используется на мейнфреймах и МИНИ-ЭВМ и есть основной ОС рабочих станций. Linux предоставляет в распоряжение персонального компьютера скорость, эффективность и гибкость UNIX, используя при этом все преимущества современных персональных машин. С финансовой точки зрения Linux владеет весьма существенным достоинством¾сама система и много приложений для нее являются бесплатными. И, в отличии от ОС UNIX, Linux распространяется бесплатно по генеральной открытой лицензии GNU в рамках Фонда бесплатного Программного Обеспечения (Free Software Foundation), что делает эту ОС доступной для всех желающих. Другими ее достоинствами являются: откровенность начальных текстов, наличие инструментария разработки, многочисленные хорошо написанные книги.

Это полная многозадачная рассчитанная на много пользователей операционная система (точно также как и другие версии UNIX), с файловой системой JFS способна работать с X Windows, TCP/IP, Emacs, UUCP, mail и USENET. Linux используется на Web-серверах чаще, чем любая другая ОС. Практически все самые важные программные пакеты были поставлены и на Linux, теперь для него доступные и коммерческие пакеты. Интегрированный пакет Star Office по своим функциональным возможностям аналогичный пакету MS Office. Сейчас все большее разнообразие оборудование поддерживается по сравнению с первичным ядром.

В Linux применяется графический предназначенный для пользователя интерфейс¾ (GUI¾Graphics User Interface) X Window. Для этого интерфейса разработано много программ управления окнами¾ ¾ менеджеров окон, такие как: AfterStep, Wfwm, KDE, GNOME. Два последних менеджера позволяют, при желании, сделать Desktop ("рабочий стол") Linux похожим на Desktop Windows 95.

OS/2. Операционная система OS/2 стоит особняком: будучи полноправной многозадачной операционной системой со своим оригинальным графическим предназначенным для пользователя и программным интерфейсами, она сохраняет совместимость с MS-DOS, PC-DOS и Microsoft Windows (начиная с версии WARP 3.0).

Фирма IBM вместе с операционной системой OS/2 выпустила свой вариант графического интерфейса пользователя¾ (GUI¾Graphics User Interface) ¾ Presentation Manager.

Система OS/2 имеет развитой объектно-ориентированный программный интерфейс. Операционная система OS/2, кроме того, поддерживает свою файловую систему¾HPFS (High Performance File System¾высокопродуктивная файловая система), которая характеризуется хранением имен файлов и каталогов в виде B-дерева. Эта файловая система оптимизирована для мультизадачной среды и убыстряет одновременную работу программ с файлами, расположенными на дисках большего объема. Используя виртуальную память на диске, программа может адресовать к 1Гб памяти.

В ОС OS/2 реализованная возможность запуска два или более за программы одновременно, а планировщик заданий определяет, какому из этих заданий предоставить время процессора.

Многозадачная и многопоточная архитектура ОС OS/2 обеспечивает крепкую платформу сетевым клиентам. OS/2 поддерживает прикладные программы отдельно от функций сети, таким образом, возникновение проблемы с программным обеспечением в одной области памяти не ведет к зависанию всей операционной системы и прерывания работы. Операционная система OS/2 поддерживает полный набор протоколов для работы как в локальной сети, так и в глобальной сети Интернет. Это такие протоколы как: NETBIOS, IPX/SPX, TCP/IP и др.

ОС OS/2 позволяет запускать MS-DOS и Windows программы, с помощью "блока совместимости" или "блока реального режима". В основном все приложения Windows под OS/2 работают хорошо.

Windows NT. Windows NT самостоятельная операционная система фирмы Microsoft, она предназначена для использования в локальных вычислительных сетях и на мощных настольных компьютерах, в частности на серверах и рабочих станциях с архитектурой RISC (не совместимых с IBM). Windows NT унаследовала внешность Windows.

Файловая система Windows NT позволяет в рамках одной ОС поддерживать разные способы организации файлов на внешних устройствах DOS-совместимую FAT, совместимую с OS/2 высокоскоростную HPFS и собственной файловой системой NTFS.

Windows NT является 32-разрядной, многозадачной ОС, кроме того, обеспечивает высокий уровень защиты предназначенной для пользователя информации, система удовлетворяет требованиям американского стандарта безопасности С2, рекомендованного для банковских и финансовых применений. ОС может работать как WEB- или FTP-сервера.

Windows NT может работать не только на платформе Intel x86, но и на других. ОС может обеспечить одновременную работу до 16 процессоров.

Windows 2000 Server. Это базовая серверная ОС для бизнес применений, которая имеет универсальные средства, необходимые для рабочих групп и размещения файловых служб, серверов печати и приложений, коммуникационных и Web-серверов в масштабах подраздела.

По сравнению с предыдущей версией, обеспечивает большую надежность, быстродействие и легкость управления. Что еще важнее ¾ в Windows 2000 Server есть большой набор распределенных служб, построенных на базе Active Directory ¾ многоцелевого, масштабируеиого каталога, созданного с использованием интернет-технологий и полностью интегрированного с системой. Active Directory значительно упрощает администрирование систем и поиск ресурсов в корпоративной сети.

Исчислении Web- и интернет-службы, которые входят в состав Windows 2000 Server, позволяют организациям широко использовать интернет-технологии, создавая сложные Web-применения и службы распространения поточной информации (аудио, видео и тому подобное) и используя Windows 2000 Server как платформу для построения сетей Intranet.

Windows 2000 Server является перспективной целевой и инструментальной платформой для независимых поставщиков программного обеспечения (Independent Software Vendor, ISV) и разработчиков заказанных бизнес-дополнений, поскольку в этом продукте поддерживаются и развиваются самые передовые службы распределенных приложений, такие как DCOM, серверы трансакций и очередей сообщений. Кроме того, для повышения производительности Windows 2000 Server базовый продукт в семействе серверов Microsoft поддерживает многопроцессорную симметричную обработку (SMP) на двух процессорах и память объемом до 4 Гб.

Windows 2000 Advanced Server. Windows 2000 Advanced Server ¾ более могучая серверная ОС среднего уровня, которая имеет все возможности Windows 2000 Server и дополнительные средства для поддержки высокой надежности и масштабированности, необходимой для предприятия или крупного подраздела, обеспечивает возможность создания высоконадежных кластерных систем, которые масштабируются, и позволяет использовать физическую память 64 Гб. Эта система поддерживает работу (SMP) до 4 процессоров и является эффективным решением для построения интенсивно использованных баз данных, обеспечивая высокую производительность, надежность и возможность распределения сетевой нагрузки и загрузки компонентов системы.

Служба кластеризации в Windows 2000 Advanced Server позволяет объединять в кластер два сервера с общим числом процессоров до 64. Необязательно, чтобы серверы были одной мощности или одинаковой конфигурации.

Windows 2000 Datacenter Server. Windows 2000 Datacenter Server ¾ наиболее могучая и функционально полная серверная операционная система из всех, что когда-либо предлагались компанией Microsoft. Она поддерживает работу до 32 процессоров (SMP) и до 64 Гб физических памяти. Стандартными возможностями этой системы, как и Windows 2000 Advanced Server, есть службы кластеризации и балансирования нагрузки. Кроме того, система Windows 2000 Daiacenter Server оптимизирована для больших хранилищ данных (data warehouse), эконометрического анализа, крупномасштабного научного и инженерного моделирования, оперативной обработки трансакций, многосерверных и больших Web-проектов.

Windows XP 64-bit Edition. Корпорация Microsoft разработала свою первую 64-разрядную клиентскую операционную систему Windows XP 64-Bit Edition, стремясь удовлетворить профессиональные потребности пользователей специализированных технических рабочих станций. Для производительной работы подобных станций нужен больший объем памяти и высокое быстродействие, например, при выполнении вычислений, которые используют переменные с плавающей точкой, необходимых в таких областях, как создание спецэффектов для кинофильмов и трехмерной анимации, а также разработка технических и научных применений.

Преимущества, которые обеспечиваются 64-разрядной операционной системой, оказываются в таких областях, как автомобиле- и самолетостроение, предоставляя инженерам необходимое быстродействие для создания более сложных моделей. Благодаря таким системам инженеры могут использовать программные симмуляторы для анализа эффектов воздушных потоков, напряжения и нагрева, что влияют на материалы, из которых изготовляется автомобиль или самолет, а затем изучать полученные результаты с целью усовершенствования конструкции.

Кроме того, характеристики 64-разрядной операционной системы гарантируют значительную экономию времени, необходимого для цифрового представления трехмерных моделей, творцам цифровых мультимедийных материалов, включая разработчиков трехмерной анимации и игр и компьютерных художников.

Возможности по обработке информации, которые предоставляются 64-разрядной операционной системой, обеспечивают высокую скорость сложных вычислений также в финансовых применениях, необходимых для анализа тенденций рынка, динамики цен и осуществления продаж в режиме реального времени.

Операционная система Windows XP 64-Bit Edition будет устанавливаться на компьютеры с процессорами Intel ITANIUMTM как платформа для пользователей рабочих станций, которые практически исчерпали возможности памяти 32-разрядных систем. Основное отличие между 32-разрядной и 64-разрядной операционными системами заключается в особенностях обработки данных: на компьютерах с Windows XP поддерживается использование значительно большего объема системной памяти. В Windows XP 64-Bit Edition обеспеченная поддержка до 16 Гигабайт ОЗУ и до 8 Терабайт виртуальной памяти. Поддержка физической памяти будет расти по мере расширения возможностей оборудования. Доступ к данным, которые хранятся в памяти, осуществляется в тысячи раз быстрее, чем к информации, которая хранится на жестком диске, что обеспечивает огромные преимущества по быстродействию для применений, разработанных с расчетом на больший объем системной памяти. Кроме того, одной из целей разработки операционной системы Windows XP 64-Bit Edition было использование преимуществ процессора Itanium в отрасли вычислений, которые содержат переменные с плавающей точкой.

Благодаря операционной системе Windows XP 64-Bit Edition один и тот же компьютер может быть использован для разработки как технических, так и бизнес-дополнений. Таким образом, пользователям технических рабочих станций не придется поддерживать отдельную рабочую станцию для высококлассных бизнес-дополнений. Большинство 32-разрядных приложений, совместимых с Windows, будет выполняться в подсистеме операционной системы Windows XP 64-Bit Edition без каких-либо изменений. Например, конструкторы смогут создавать модели и предоставлять их в общий доступ для использования другими сотрудниками компании, копируя их в документ Word для финансового отдела или добавляя на слайды PowerPoint для группы маркетинга.

Системы, которые работают под управлением Windows XP 64-Bit Edition, можно интегрировать в существующие сети Windows и управлять ими параллельно с 32-разрядными системами с помощью тех же средств администрирования. Это упрощает задание сотрудников отдела информационных технологий и значительно снижает расходы в поддержку и администрирование систем.