Приложения Приложение 1. Описание дисциплины «Операционные системы»
Ниже приводятся выдержки из текстов Государственных образовательных стандартов (ГОС) 2000 года и последующих лет двух направлений, представляющие описание дисциплины «Операционные системы».
Направление 552800 (квалификация: бакалавр) / 654600 (квалификация: инженер) – «Информатика и вычислительная техника».
Назначение и функции операционных систем. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Модульная структура построения ОС и их переносимость. Управление процессором. Понятие процесса и ядра. Сегментация виртуального адресного пространства процесса. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерывания. Многопроцессорный режим работы. Управление памятью. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегия подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа.
Направление 654700 – «Информационные системы», в том числе специальность 073700 (квалификация: инженер) – «Информационные технологии в образовании».
Принципы построения операционных систем, вычислительный процесс и его реализация с помощью ОС; основные функции ОС; обзор современных ОС и операционных оболочек; стандартные сервисные программы; машинно-зависимые свойства ОС; управление вычислительными процессами, вводом-выводом, реальной памятью; управление виртуальной памятью; машинно-независимые свойства ОС; способы планирования заданий пользователей; динамические, последовательные и параллельные структуры программ; способы построения ОС; сохранность и защита программных систем; интерфейсы и основные стандарты в области системного программного обеспечения.
Приложение 2. Взаимосвязь и особенности популярных ос
Рис.п.1
Таблица п.1
Название и версия ОС |
Роль и главные особенности |
(1) |
(2) |
MS-DOS (версии 1-6) (Microsoft) |
Первая общедоступная популярная 16-разрядная ОС. Командный язык, пакетные файлы, директивы конфигурирования. 640-Кбайтный барьер ОП. ФС FAT16. |
OS/2 (версия 1) (IBM + Microsoft) |
Первая 16-разрядная многозадачная и многопоточная ОС (сеансы, процессы, потоки), до 255 одновременно (асинхронно и независимо) выполняющихся потоков, вытесняющая многозадачность, динамическое планирование квантов, виртуальная память (виртуальное адресное пространство, адресуемое – до 4 Гбайт, до 1 Гбайта на одну задачу, размер сегмента – до 64 К), виртуальные машины, средства межпроцессного взаимодействия, интерфейс динамической компоновки вызываемых модулей, организация работы УВВ по прерываниям (без циклического опроса). ФС HPFS. Раньше других ОС реализованы: прикладные программные среды (ППС) (OS/2, DOS), встроенная поддержка локальных и глобальных сетей, электронной почты и т.п. Реализована новая концепция ГИП от IBM (сегодня ставшая стандартом). Встроенный электронный учебник по OS/2, «призовой» пакет Bonus Pack. |
Windows (версии 1-2) (Microsoft) |
Первое появление слова «windows» в мире ОС. Графическая оболочка над DOS. |
Windows 3.0 |
Первая общедоступная графическая оболочка с новым усовершенствованным ГИП, обеспечившая дальнейший успех Windows. |
(1) |
(2) |
Windows 3.1 |
Доработаны и улучшены интерфейс, функциональные и сервисные возможности. API Win16. |
OS/2 (версии 2.0/2.1/2.2) (IBM) |
32-разрядная ОС. ППС (OS/2, DOS, Windows). 32-разрядная эмуляция DOS и Windows (модуль WIN-OS2). Поддержка до 16 сеансов. Раньше других ОС включена объектно-ориентированная оболочка рабочего стола Workplace Shell. |
Windows 3.11 |
Графическая оболочка со встроенными сетевыми функциями, предназначена для поддержки рабочих групп пользователей. API Win32s (subset), обеспечивающий выполнение 32-разрядных Windows-приложений. |
Windows NT (версии 3.51/4) |
Мощная 32-разрядная многозадачная и многопоточная ОС (даже в первой версии требовала 16 Мбайт ОП). SMP. ППС (DOS, Windows, OS/2, POSIX/UNIX). Перспективный API Win 32. Слоистая архитектура ОС: микроядро (с ключевой подсистемой WIN32), защищенные подсистемы, слой аппаратной абстракции (Hardware Abstraction Layer, HAL). Устойчивая к отказам ФС. Развитые средства технологии «клиент-сервер», серверный и клиентский комплекты ОС. Файберы. |
OS/2 Warp 3 |
Доработанная и сбалансированная, компактная и экономичная ОС, требовавшая всего 4 Мбайта ОП. Полнофункциональный оригинальный ГИП и вытесняющая многозадачность поддерживались даже при загрузке с системной дискеты. Серверный и клиентский комплекты ОС.
|
(1) |
(2) |
Windows 95 |
(Windows 4.0 – «DOS и Windows в одной коробке»). Первая всемирно известная 32-разрядная ОС с минимальными требованиями к квалификации пользователя. Вытесняющая многозадачность только для 32-разрядных Windows-приложений, для всех остальных (DOS, Win16) – кооперативная. Динамическая приоритетная диспетчеризация потоков. Виртуальные машины DOS и Windows. Механизмы и очереди процессов и сообщений. Надежность ниже, чем OS/2 или NT. Требовала от 8 Мбайт ОП. При доработке выявлено более 3000 ошибок. ФС VirtualFAT – расширенный и совместимый вариант FAT, реализованный в ядре защищенного режима. API Win32c (compatible). |
OS/2 Merlin 4 |
Усовершенствованная ОС с развитой поддержкой internet/intranet-технологий и мультимедиа. |
Windows 95 OSR 2 |
Исправлены ошибки, доработана. Новая ФС FAT32 для работы с дисками 2 Гбайта – 2 Тбайта (на разделе 2 Гбайта размер кластера FAT16 – 32 Кбайта, FAT32 – 4 Кбайта). |
Windows 98 |
(Windows 4.1 – «развитие Windows 95»)ФС FAT32. Доработанная, более производительная и устойчивая ОС, чем Windows 95, с развитой поддержкой internet/intranet-технологий и мультимедиа. |
Windows 2000 |
(NT 5.0 – «развитие линии NT»). Долгожданное объединение мощи и средств защиты Windows NT с ГИП Windows 95/98. Интеграция с Web и Internet Explorer. 4 варианта серверной и клиентской комплектации. |
Windows ME |
Обновленный и доработанный ГИП, новые функциональные возможности, развитая поддержка internet/intranet-технологий.
|
(1) |
(2) |
Windows XP |
Достаточно доработанная и устойчивая ОС линии NT, интуитивный и дружественный интерфейс. |
Windows 2003 Server |
Прямое продолжение Windows 2000 Server |