ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ИСТОРИЯ ИХ РАЗВИТИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Современный компьютер состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, принтера, клавиатуры, мыши, дисплея, сетевых интерфейсов и многих других устройств ввода / вывода. В результате получается довольно сложная система. Если каждый программист, создающий приложение, должен разбираться во всех тонкостях работы всех этих устройств, то он не напишет ни строчки кода. Более того, управление всеми этими компонентами и их оптимальное использование - очень сложная задача. По этой причине компьютеры оснащены специальным программным обеспечением, называемым операционной системой, задачей которой является управление пользовательскими программами, а также всеми ранее упомянутыми ресурсами.
В основном различают следующие типы операционных систем:
1. Операционные системы для мэйнфреймов. Крупные бизнес-корпорации нуждаются в эффективных и простых центрах обработки данных, которые могут улучшить совместное использование ресурсов информационных технологий и решить сложные проблемы. Все это можно разместить на мэйнфрейме, но для этого требуются специальные операционные системы. Операционная система z / OS v2.1 для мэйнфрейма IBM z13 - яркий тому пример.
2. Серверные операционные системы. Для управления серверами существуют операционные системы, управляющие базами данных, службами каталогов, почтовыми серверами, веб-серверами и т.д. Например, такие операционные системы как Windows 2003 Server, Windows Server 2012, ROSA Enterprise Linux Server, FreeBSD 10.1.
3. Операционные системы для персональных компьютеров. Их задача - предоставить удобный пользовательский интерфейс и систему, они используются в повседневной работе. В основном для домашних персональных компьютеров используются следующие операционные платформы: Windows, Linux, компьютеры Apple используют собственную операционную систему Mac OS.
4. Операционные системы для мобильных устройств разработаны специально для различных мобильных устройств, таких как телефоны, смартфоны, планшеты, электронные книги и т. Д. Лидерами в этой области являются операционные системы Android и iOS для мобильных устройств.
5. Операционные системы для микроконтроллеров, систем реального времени, встроенные ОС. Сфера применения таких операционных систем довольно широка: от автоматического управления станками до бытовой техники. Например, можно назвать такие операционные системы как FreeRTOS 8.0.1, QNX 6.6, RTEMS 4.10.2.
Сегодня количество операционных систем достаточно велико и составляет около 200. Общий вид операционной системы в структуре программного обеспечения представлен на рисунке 1.


Рисунок 1 - место операционной системы в структуре программного обеспечения

Основное различие между операционной системой и обычным программным обеспечением (пользовательский режим) заключается в следующем: если пользователя не устраивает конкретная программа для чтения электронной почты, он может выбрать другую программу или, если он хочет, написать свою собственную программу, но он не может написать свой собственный системный обработчик прерываний, который является частью операционной системы и защищен на аппаратном уровне от любых попыток внести изменения со стороны пользователя.





ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Первый настоящий цифровой компьютер был изобретен английским математиком Чарльзом Бэббиджем (1792–1871). Хотя Бэббидж посвятил большую часть своей жизни созданию аналитической машины, ему так и не удалось заставить ее работать должным образом. Машина была механической, и технологии того времени были недостаточно развиты, чтобы производить многие детали и механизмы с высокой точностью. Излишне говорить, что его аналитическая машина не имела операционной системы. (рис. 2)


Рисунок 2 - первая полностью построенная разностная машина в Лондонском музее науки

Первое поколение (1945–1955): электронные лампы

После безуспешных усилий Бэббиджа по разработке цифровых компьютеров прогресс был незначительным до Второй мировой войны, что привело к взрывной работе над ними. Профессор Джон Атанасов и его аспирант Клиффорд Берри создали то, что сейчас считается первым работающим цифровым компьютером в Университете Айовы содержащий более 300 электронных ламп. Примерно в то же время Конрад Цузе в