Операционные системы, среды и оболочки
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Издательство ФОРУМ
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 560
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-00091-501-1
ISBN-онлайн: 978-5-16-109170-8
Артикул: 041930.21.01
Доступ онлайн
В корзину
Рассматриваются общие принципы организации, состав, структура операционных систем и их оболочек, а также ряд конкретных систем. Значительное внимание уделяется проблемам управления информацией, процессами в ЭВМ и связи с оператором в рамках различных интерфейсов. В качестве примеров конкретных систем рассматриваются как ОС персональных компьютеров — MS DOS, Windows 3.x, 95/98/ME, NT/2000/XP/ Vista/W7, Mac OS, так и ОС для многопользовательских ЭВМ — OS 360/ 370/375, RSX, Unix, Linux. Рассмотрен ряд оболочек, расширяющих возможности ОС ЭВМ как с текстовым, так и с графическим интерфейсом.
Для учащихся техникумов, колледжей, а также студентов вузов.
Тематика:
ББК:
- 32: Радиоэлектроника
- 329: Телевидение. Радиолокация. Автоматика и телемеханика. Вычислительная техника. Оргтехника
- 3297: Вычислительная техника
УДК:
- 002: Документация. НТИ. Печать в целом. Авторство. Книговедение. Информатика
- 004: Информационные технологии. Вычислительная техника...
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 09.02.01: Компьютерные системы и комплексы
- 09.02.02: Компьютерные сети
- 09.02.03: Программирование в компьютерных системах
- 09.02.04: Информационные системы (по отраслям)
- 09.02.05: Прикладная информатика (по отраслям)
- 09.02.06: Сетевое и системное администрирование
- 09.02.07: Информационные системы и программирование
- 10.02.01: Организация и технология защиты информации
- 10.02.02: Информационная безопасность телекоммуникационных систем
- 10.02.03: Информационная безопасность автоматизированных систем
- 10.02.04: Обеспечение информационной безопасности телекоммуникационных систем
- 10.02.05: Обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, СРЕДЫ И ОБОЛОЧКИ Т.Л. Партыка, И.И. Попов 5-е издание, переработанное и дополненное Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группе специальностей «Информатика и вычислительная техника» УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва 2021 ИНФРА-М УДК 004(075.32) ББК 32.973я723 П18 Партыка Т.Л. П18 Операционные системы, среды и оболочки : учебное пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2021. — 560 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-00091-501-1 (ФОРУМ) ISBN 978-5-16-013486-4 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-109170-8 (ИНФРА-М, online) Рассматриваются общие принципы организации, состав, структу ра операционных систем и их оболочек, а также ряд конкретных систем. Значительное внимание уделяется проблемам управления информацией, процессами в ЭВМ и связи с оператором в рамках различных интерфейсов. В качестве примеров конкретных систем рассматриваются как ОС персональных компьютеров — MS DOS, Windows 3.x, 95/98/ME, NT/2000/XP/ Vista/W7, Mac OS, так и ОС для многопользовательских ЭВМ — OS 360/ 370/375, RSX, Unix, Linux. Рассмотрен ряд оболочек, расширяющих возможности ОС ЭВМ как с текстовым, так и с графическим интерфейсом. Для учащихся техникумов, колледжей, а также студентов вузов. УДК 004(075.32) ББК 32.973я723 Р е ц е н з е н т ы: Б.В. Евтеев — доцент кафедры «Проектирование автоматизированных информационных систем» РЭА им. Г.В. Плеханова, кандидат физико-математических наук; A.А. Емельянов — директор Института компьютерных технологий МЭСИ, заведующий кафедрой «Общая теория систем и системного анализа», доктор экономических наук, профессор; B.П. Агальцов, В.А. Макунин — председатели предметных (цикловых) комиссий Математического колледжа ISBN 978-5-00091-501-1 (ФОРУМ) ISBN 978-5-16-013486-4 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-109170-8 (ИНФРА-М, online) © Партыка Т.Л., Попов И.И., 2012 © Партыка Т.Л., Попов И.И., 2014, с изменениями © ФОРУМ, 2014
Ïðåäèñëîâèå Ôóíêöèîíèðîâàíèå ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ îáåñïå÷èâàåòñÿ íà ïà ðèòåòíûõ íà÷àëàõ àïïàðàòíûìè è ïðîãðàììíûìè ñðåäñòâàìè. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ïîñðåäíèêà ìåæäó ïîëüçîâàòåëÿìè è ÝÂÌ, ðàñøèðÿåò âîçìîæíîñòè àïïàðàòóðû âû÷èñëèòåëüíîé ìàøèíû, ÿâëÿÿñü ëîãè÷åñêèì åå ïðîäîëæåíèåì. Èñïîëüçîâàíèå ðàçâèòîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü âû÷èñëèòåëüíûõ ñèñòåì, àâòîìàòèçèðîâàòü ìíîãî÷èñëåííûå ðóòèííûå èíôîðìàöèîííûå ïðîöåññû â ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ ÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðóäà ðàçðàáîò÷èêîâ ðàçëè÷íûõ ñèñòåì àâòîìàòèçèðîâàííîé ïåðåðàáîòêè èíôîðìàöèè, ñîêðàòèòü îáùèå ñðîêè ðàçðàáîòîê è ò. ä. Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñèñòåìíîå è ïðèêëàäíîå. Ñèñòåìíîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïëåêñ óïðàâëÿþùèõ è îáðàáàòûâàþùèõ ïðîãðàìì, îïèñàíèé è èíñòðóêöèé, îáåñïå÷èâàþùèõ ôóíêöèîíèðîâàíèå âû÷èñëèòåëüíîé ñèñòåìû, à òàêæå ðàçðàáîòêó è èñïîëíåíèå ïðîãðàìì ïîëüçîâàòåëåé. Ñîñòàâ ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò õàðàêòåðà ðåøàåìûõ çàäà÷ ïîëüçîâàòåëåé. Ïðîãðàììû ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ðàçëè÷à þòñÿ ïî ôóíêöèîíàëüíîìó íàçíà÷åíèþ è õàðàêòåðó èñïîëíåíèÿ. Îíè äåëÿòñÿ íà èñïûòàòåëüíûå ïðîãðàììû, ñèñòåìû ïðîãðàììèðîâàíèÿ (ÑÏ) è îïåðàöèîííûå ñèñòåìû (ÎÑ).  ñîñòàâ ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ âõîäÿò òàê æå ñ å ð â è ñ í û å ï ð î ã ð à ì ì û, êîòîðûå ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðîâåðêè èñïðàâíîñòè áëîêîâ ÝÂÌ, îáíàðóæåíèÿ è ëîêàëèçàöèè îòêàçîâ óñòðîéñòâ è óñòðàíåíèÿ èõ âëèÿíèÿ íà ðàáîòó ñèñòåìû â öåëîì. Íà áàçå îïåðàöèîííûõ ñèñòåì ñòðîÿòñÿ ïðîãðàììíûå ñðåäñò âà, ðàñøèðÿþùèå ôóíêöèè ÎÑ, è ïàêåòû îáùåãî íàçíà÷åíèÿ äëÿ ðåøåíèÿ ðàçëè÷íûõ íàó÷íûõ, òåõíè÷åñêèõ, ýêîíîìè÷åñêèõ è
äðóãèõ çàäà÷. Òàêèå ïàêåòû íå âõîäÿò â ÎÑ è ïîñòàâëÿþòñÿ îòäåëüíî. Ïðèêëàäíîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñîâî êóïíîñòü ïðîãðàìì ðåøåíèÿ êîíêðåòíûõ çàäà÷ èç ðàçëè÷íûõ ñôåð ïðèìåíåíèÿ ÝÂÌ. Ñïåöèàëèçèðîâàííûå êîìïëåêñû ïðîãðàìì ðåøåíèÿ êîíêðåòíûõ çàäà÷ âìåñòå ñ ñîïðîâîæäàþùåé äîêóìåíòàöèåé íàçûâàþò ïàêåòàìè ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì (ÏÏÏ) èëè ïðèëîæåíèÿìè [1, 3]. Îáúåì ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ñîâðåìåííûõ âû÷èñëè òåëüíûõ ñèñòåì íåïðåðûâíî âîçðàñòàåò, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî åãî ñòîèìîñòü îñòàåòñÿ äîâîëüíî âûñîêîé äàæå ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðîìûøëåííûõ ìåòîäîâ ðàçðàáîòêè. Îñîáåííî âåëèêà ðîëü ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷å íèÿ, òàê êàê íà åãî áàçå ðàçðàáàòûâàåòñÿ ñïåöèàëüíîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå. Íåðåäêî äîëÿ ñòîèìîñòè ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ îò îáùåé ñòîèìîñòè âû÷èñëèòåëüíîé ñèñòåìû äîñòèãàåò 70 % è âûøå.  èñòîðè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ðàçâèòèÿ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ ïåðâûìè ïîÿâèëèñü óçêî îðèåíòèðîâàííûå ïðèëîæåíèÿ («ïðîãðàììà, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ âû÷èñëåíèÿ ÷èñëà c òî÷íîñòüþ äî 200-ãî çíàêà», «ïðîãðàììà, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ðàñ÷åòà è ïå÷àòè ïëàòåæíîé âåäîìîñòè» è ïð.), çàòåì ÑÏ (ðàííèå èõ âåðñèè íàçûâàëèñü ñèñòåìàìè àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðîâàíèÿ) è ÎÑ. Ðàííèå ÝÂÌ íå ïðåäóñìàòðèâàëè ÎÑ, ïîýòîìó ïðîöåäóðû çà ïóñêà/îñòàíîâêè ïðîãðàìì, ïðèñîåäèíåíèÿ âíåøíèõ íîñèòåëåé îñóùåñòâëÿëèñü âðó÷íóþ èëè êîìàíäàìè èç ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì.  ñåðåäèíå 1960-õ ãã. ðÿä âåäóùèõ ôèðì-ïðîèçâîäèòåëåé ÝÂÌ, òàêèõ êàê IBM (Internatiînal Business Machines — ÑØÀ), ICL (International Computer Limited — Âåëèêîáðèòàíèÿ), CII (Compagne Internationale pour Informatique — Ôðàíöèÿ), ïðàêòè÷åñêè îäíîâðåìåííî ïðèñòóïèëè ê âûïóñêó ìîäåëåé ìàøèí (ñîîòâåòñòâåííî — IBM 360, System 4, Iris 80), îñíàùåííûõ îïåðàöèîííûìè ñèñòåìàìè (operating system). Êàê ïîêàçàëî âðåìÿ, íàèáîëåå ñîâåðøåííîé è êîíêóðåíòî ñïîñîáíîé îêàçàëàñü ñèñòåìà OS/360 (IBM), â êîòîðîé áûëè çàëîæåíû ïðàêòè÷åñêè âñå îñíîâíûå ÷åðòû ÎÑ, ïîçâîëÿþùèå ïðåâðàòèòü ÝÂÌ â «àâòîìàòèçèðîâàííóþ ôàáðèêó» îáðàáîòêè èíôîðìàöèè ïðè ìèíèìàëüíîì ó÷àñòèè ÷åëîâåêà. OS/360 è äðóãèå ñîâðåìåííûå åé ñèñòåìû áûëè îðèåíòèðîâàíû íà îáðàáîòêó ïîòîêà çàäàíèé (èëè ïàêåòíóþ îáðàáîòêó — batch processing), ïðè êîòîðîé ïîëüçîâàòåëü íå ìîã âìåøèâàòüñÿ â õîä âûïîëíÿåìîé çà 4 Ïðåäèñëîâèå
äà÷è, îïåðàòèâíî ïðîñìîòðåòü ïðîìåæóòî÷íûå äàííûå, ò. å. áûë îòîðâàí îò ìàøèíû. Ïîÿâëåíèå è øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå âèäåîòåðìèíàëîâ ñîç äàëè âîçìîæíîñòü ïðåäîñòàâèòü ïîëüçîâàòåëþ àêòèâíûé äèàëîãîâûé äîñòóï ê âû÷èñëèòåëüíîìó ïðîöåññó, êîòîðûì îí çàíèìàåòñÿ.  OS/360 ôèðìîé è ïîëüçîâàòåëÿìè áûëè âíåñåíû äîïîëíåíèÿ — ïîÿâèëèñü ñèñòåìû TSO (Time Sharing Option — Ñèñòåìà ñ ðàçäåëåíèåì âðåìåíè), CICS (Customer Information Control System — Ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ ïîòðåáëåíèåì èíôîðìàöèè). Èçâåñòåí ðÿä óäà÷íûõ îòå÷åñòâåííûõ ðàçðàáîòîê — PRIMUS, FOCUS. Ïîÿâèâøèåñÿ â ïîñëåäóþùèé ïåðèîä ÎÑ îðèåíòèðîâàëèñü ïðåèìóùåñòâåííî íà èíòåðàêòèâíóþ ðàáîòó ïîëüçîâàòåëåé — RSX, VMS, Unix è ïð. Ïî-âèäèìîìó, â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåí íîé ÿâëÿåòñÿ èíòåðàêòèâíàÿ ÎÑ Unix, âåðñèè êîòîðîé ðàçðàáîòàíû ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåõ ìîäåëåé ÝÂÌ. Äëÿ IBM PC-ñîâìåñòèìûõ ÝÂÌ (ÏÝÂÌ) â ñâîå âðåìÿ áûëà ñîçäàíà Unix-ïîäîáíàÿ ñèñòåìà MS DOS (ôèðìà MicroSoft). Ñëåäóåò ñîãëàñèòüñÿ ñ îñòðîóìíûì çàìå÷àíèåì Ïèòåðà Íîðòîíà î òîì, ÷òî «MS DOS — ýòî Unix äëÿ äîøêîëüíèêîâ, Unix — ýòî MS DOS äëÿ ïîëüçîâàòåëåé ñ âûñøèì îáðàçîâàíèåì». ÎÑ ÿâëÿåòñÿ ïåðâè÷íîé ïðîãðàììíîé îáîëî÷êîé äëÿ âñÿêîé ÝÂÌ — áåç ÎÑ ìàøèíà îêàçûâàåòñÿ íåîäóøåâëåííûì ïðåäìåòîì. Ïðè âêëþ÷åíèè ýëåêòðîïèòàíèÿ ÝÂÌ àâòîìàòè÷åñêè îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ÷èòûâàíèå ñ ìàãíèòíîãî íîñèòåëÿ, çàïèñü â îïåðàòèâíóþ ïàìÿòü è çàïóñê ðåçèäåíòíûõ ïðîãðàìì ÎÑ èëè çàãðóçêà ÎÑ (loading).  íåêîòîðûõ ñèñòåìàõ ïðîöåññ çàãðóçêè ïðåðûâàåòñÿ äëÿ çàïðîñà ó îïåðàòîðà àäðåñà (íîìåðà), âíåøíåãî óñòðîéñòâà, íà êîòîðîì ðàçìåùàþòñÿ ïðîãðàììû ÎÑ (ðåçèäåíòíîãî óñòðîéñòâà). Ïðè âêëþ÷åíèè ÏÝÂÌ ïîèñê óñòðîéñòâà ñ ÎÑ îñóùåñòâëÿåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè. Ðåçèäåíòíîå óñòðîéñòâî (êàê ïðàâèëî, ÍÌÄ èëè CD) ÷àñòî íàçûâàþò b o o t a b l e, à ïðîöåññ çàãðóçêè — b o o t («îáóâàòü»), ÷òî õîðîøî èëëþñòðèðóåò, âî-ïåðâûõ «ãîëûé» (èëè «íåîáóòûé») ñòàòóñ êîìïüþòåðà áåç ÎÑ, âî-âòîðûõ — âîçìîæíîñòü «îäåòü» êîìïüþòåð â ðàçíûå ÎÑ, ïðè ýòîì «îáðàç ìàøèíû» ìîæåò èçìåíèòüñÿ äî íåóçíàâàåìîñòè. Ýòî äàâíî è õîðîøî èçâåñòíî ïðîôåññèîíàëüíûì ïîëüçîâàòåëÿì áîëüøèõ ÝÂÌ, à ñåé÷àñ ñòàëî è «äîñòîÿíèåì øèðîêèõ ìàññ» â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî ñîâðåìåííûå ìîäåëè íàñòîëüíûõ ÏÊ ïðåêðàñíî ðàáîòàþò ñ ðàçëè÷íûìè ÎÑ — MS DOS, OS/2, Windows 95/98/ME/NT/2000/ÕÐ, Unix è ïð. Ïðåäèñëîâèå 5
ÎÑ âûïîëíÿåò ñëåäóþùèå îñíîâíûå (òåñíî âçàèìîñâÿçàííûå) ôóíêöèè: óïðàâëåíèå äàííûìè; óïðàâëåíèå çàäà÷àìè; ñâÿçü ñ âíåøíåé ñðåäîé. Ñòðóêòóðíî îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñîâî êóïíîñòü ïðîãðàìì, óïðàâëÿþùèõ õîäîì ðàáîòû âû÷èñëèòåëüíîé ìàøèíû, èäåíòèôèöèðóþùèõ ïðèêëàäíûå ïðîãðàììû è äàííûå è îñóùåñòâëÿþùèõ ñâÿçü ìåæäó ìàøèíîé è îïåðàòîðîì.  íàñòîÿùåì ó÷åáíîì ïîñîáèè ðàññìàòðèâàþòñÿ îáùèå ïðèí öèïû îðãàíèçàöèè, ñîñòàâ, ñòðóêòóðà îïåðàöèîííûõ ñèñòåì è èõ îáîëî÷åê, à òàêæå ðÿä êîíêðåòíûõ ñèñòåì.  ïåðâîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ îñíîâíûå ïðèíöèïû îðãàíè çàöèè è ôóíêöèîíèðîâàíèÿ îïåðàöèîííûõ ñèñòåì, èõ ñîñòàâ è ñòðóêòóðà. Ðàññìàòðèâàþòñÿ ôóíêöèè óïðàâëåíèÿ äàííûìè, âêëþ÷àÿ ïëàíèðîâàíèå ðàçìåùåíèÿ äàííûõ è îïåðàòèâíîå óïðàâëåíèå èõ ïðîõîæäåíèåì ÷åðåç ñèñòåìó â ïðîöåññå ðåøåíèÿ çàäà÷. Ñ äàííîé ôóíêöèåé òåñíî âçàèìîñâÿçàíî óïðàâëåíèå çàäàíèÿìè (ïðîöåññàìè, çàäà÷àìè), äèñöèïëèíû îáñëóæèâàíèÿ ïðîöåññîâ è ïîäïðîöåññîâ, óïðàâëåíèå î÷åðåäÿìè, îïòèìèçàöèÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïàìÿòè äëÿ ðàçìåùåíèÿ çàäà÷. Ôóíêöèÿ ñâÿçè ñ îïåðàòîðîì ðåàëèçóåò ñîâîêóïíîñòü èíòåðôåéñîâ êàê ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ òåêóùåãî óïðàâëåíèÿ âû÷èñëèòåëüíûì ïðîöåññîì (îïåðàòîð ÝÂÌ), òàê è äëÿ êîíôèãóðèðîâàíèÿ è óñòàíîâêè ÎÑ è åå êîìïîíåíò (ñèñòåìíûé àäìèíèñòðàòîð) è äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ â ïðèêëàäíóþ ïðîãðàììó è èõ âûâîäà èç íåå (ïðèêëàäíîé ïîëüçîâàòåëü). Âî âòîðîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ îïåðàöèîííûå ñèñòåìû ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ (îäíîïîëüçîâàòåëüñêèå, îäíîïðî ãðàììíûå) êàê ïîëó÷èâøèå íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå (ñîòíè ìèëëèîíîâ ýêçåìïëÿðîâ). Ýòî ïðåæäå âñåãî îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà MS DOS (íà ïðèìåðå âåðñèè 6.22), çàòåì ãðàôè÷åñêèå ïðîãðàììíûå îáîëî÷êè Windows 3.x, îïåðàöèîííûå ñèñòåìû OS/2, Windows 95/98/ME, ñèñòåìû Windows NT/2000/ÕÐ/Vista/W7. Âîçìîæíî, ñþäà ñëåäîâàëî áû îòíåñòè òàêæå ÎÑ Linux è âåðñèè Unix äëÿ ÏÝÂÌ (AIX, Xenix), îäíàêî àâòîðû ïîìåñòèëè ýòè âîïðîñû â ñëåäóþùóþ ãëàâó. Ýòî ñâÿçàíî, ñêîðåå, ñ èñòîðè÷åñêèìè è ãåíåàëîãè÷åñêèìè ñîîáðàæåíèÿìè — ðàññìàòðèâàåìûå âî âòîðîé ãëàâå ñèñòåìû, âî-ïåðâûõ, ÿâëÿþòñÿ ïðîäóêöèåé Microsoft (â îñíîâíîì), à, âî-âòîðûõ, èõ âîçìîæíîñòè ðàçâèâàëèñü âìåñòå ñ àïïàðàòíîé ïëàòôîðìîé, íà êîòîðóþ îíè îðèåíòèðîâàëèñü, — 6 Ïðåäèñëîâèå
Intel — 8086-80286-386-486-Pentium è ò. ä. È õîòÿ Windows NT/ 2000, êàê óâåðÿþò ñïåöèàëèñòû, íåíàìíîãî óñòóïàåò ïî ñåòåâûì è ìíîãîïîëüçîâàòåëüñêèì ñâîéñòâàì òàêèì ÎÑ, êàê Unix/Linux, ñëåäóåò íå çàáûâàòü, ÷òî Unix/Linux ïðèøëè íà ÏÝÂÌ c áîëüøèõ âû÷èñëèòåëüíûõ ñèñòåì (mainframes, hosts), à íå íàîáîðîò.  òðåòüåé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ ìíîãîïîëüçîâàòåëüñêèå ìíî ãîçàäà÷íûå îïåðàöèîííûå ñèñòåìû â òîé èñòîðè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, â êîòîðîé îíè áûëè ðàçðàáîòàíû. Ïðåæäå âñåãî, ýòî ðÿä ñèñòåì OS/360/370/375, êëàññè÷åñêèé ïðîòîòèï âñåõ ïîñëåäóþùèõ ðàçðàáîòîê, çàòåì îïåðàöèîííûå ñèñòåìû RSX (ÎÑ ÐÂ) è íàèáîëåå ïîïóëÿðíûå ñåãîäíÿ ñðåäè ñèñòåìíûõ àäìèíèñòðàòîðîâ ìîùíûõ ìàøèí ñèñòåìû Unix è Linux. Îñíîâíîé ÷åðòîé äàííûõ ÎÑ ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå ðàáîòû ñèñòåì â îäíîì èç ñëåäóþùèõ ðåæèìîâ: ñèñòåìû ñ ðàçäåëåíèåì âðåìåíè, â êîòîðûõ êàæäûé ó÷àñòíèê «êàê áû ìîíîïîëüíî» (âèðòóàëüíî) ïîëüçóåòñÿ ðåñóðñàìè ÝÂÌ, à îñíîâíîé çàäà÷åé àäìèíèñòðàòîðîâ è ðàçðàáîò÷èêîâ ÿâëÿåòñÿ çàùèòà äàííûõ îò íåñàíêöèîíèðîâàííîãî äîñòóïà è âçàèìíàÿ èçîëÿöèÿ ó÷àñòíèêîâ; ñèñòåìû îáåñïå÷åíèÿ ãðóïïîâûõ ðåøåíèé (ÑÎÃÐ) — Computer Supported Cooperative Work, groupware — îðèåíòèðîâàííûå íà ïðÿìî ïðîòèâîïîëîæíóþ çàäà÷ó — îáåñïå÷èòü âçàèìîäåéñòâèå ïîëüçîâàòåëåé â ïðîöåññå ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé. ÑÎÃÐ ñî÷åòàþò êîììóíèêàöèîííóþ, âû÷èñëèòåëüíóþ òåõíîëîãèè è ïðîöåäóðû ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé äëÿ îáëåã÷åíèÿ ôîðìóëèðîâàíèÿ è ðåøåíèÿ íåñòðóêòóðèðîâàííûõ ïðîáëåì ãðóïïîé ëèö.  ÷åòâåðòîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ ñðåäû è îáîëî÷êè îïåðà öèîííûõ ñèñòåì. Ïðåæäå âñåãî, äàåòñÿ êðàòêîå îïèñàíèå ïðîãðàìì ðàñøèðåíèÿ âîçìîæíîñòåé ïàêåòíûõ ÎÑ (OS/360/370/ 375) — äèàëîãîâûå ìîíèòîðû ÅÑ ÝÂÌ, çàòåì â èñòîðè÷åñêîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïîÿâëåíèÿ íà ñöåíå — ìîíèòîð PCTOOLS äëÿ ÏÝÂÌ, îáîëî÷êà Norton Commander (NC), Norton Commander-ïîäîáíûå îáîëî÷êè äëÿ Windows (â òîì ÷èñëå NC äëÿ Windows, Windows Commander, Far Manager), ïðîãðàììíàÿ îáîëî÷êà Dosshell. Êîíå÷íî, åñëè ñòðîãî ïðèäåðæèâàòüñÿ òèïèçàöèè îáîëî÷åê íà ò å ê ñ ò î â û å è ã ð à ô è ÷ å ñ ê è å, òî ñðåäñòâà NC äëÿ Windows è Windows Commander ñëåäîâàëî áû ðàññìàòðèâàòü â îäíîì ðÿäó ñ Windows 3.x êàê ãðàôè÷åñêèå, îäíàêî îíè ïîìåùåíû â 4-þ ãëàâó êàê ïðÿìûå ïîòîìêè NC, ôóíêöèîíàëüíî ñõîäíûå ñ Far Manager, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ïðèíöèïèàëüíî òåê Ïðåäèñëîâèå 7
ñòîâîé îáîëî÷êîé. Çäåñü òàêæå ðàññìîòðåí Konqueror — ôóíêöèîíàëüíûé àíàëîã Far äëÿ ÎÑ Linux, à òàêæå ðÿä äðóãèõ ïðèëîæåíèé, ðàñøèðÿþùèõ âîçìîæíîñòè ïîëüçîâàòåëåé ÎÑ. Ó÷åáíîå ïîñîáèå áàçèðóåòñÿ íà ìàòåðèàëàõ, íàêîïëåííûõ àâ òîðàìè â ïðîöåññå ïðàêòè÷åñêîé, èññëåäîâàòåëüñêîé, à òàêæå ïðåïîäàâàòåëüñêîé (ÌÈÔÈ, ÐÃÃÓ, ÐÝÀ èì. Ã. Â. Ïëåõàíîâà) äåÿòåëüíîñòè. Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü êîëëåãàì, ïðèíÿâøèì ó÷àñòèå â îáñóæäåíèè ìàòåðèàëà: À. Ã. Ðîìàíåíêî (ÐÃÃÓ), Ê. È. Êóðáàêîâó (ÐÝÀ èì. Ã. Â. Ïëåõàíîâà), Ï. Á. Õðàìöîâó (ÐÍÈÖ «Êóð÷àòîâñêèé èíñòèòóò»), ðåöåíçåíòàì, à òàêæå ñòóäåíòàì ÐÃÃÓ è ÐÝÀ èì. Ã. Â. Ïëåõàíîâà çà ïðåäîñòàâëåííûå èëëþñòðàòèâíûå ìàòåðèàëû. 8 Ïðåäèñëîâèå
Ãëàâà 1 ÎÏÅÐÀÖÈÎÍÍÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ ÝÂÌ. ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÐÈÍÖÈÏÛ È ÏÎÍßÒÈß Îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà — ýòî ñîâîêóïíîñòü ïðîãðàìì, îáåñ ïå÷èâàþùèé îðãàíèçàöèþ âû÷èñëèòåëüíîãî ïðîöåññà íà ÝÂÌ. Îñíîâíûå çàäà÷è ÎÑ ñëåäóþùèå: óâåëè÷åíèå ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè ÝÂÌ (çà ñ÷åò îðãàíè çàöèè íåïðåðûâíîé îáðàáîòêè ïîòîêà çàäà÷ ñ àâòîìàòè÷åñêèì ïåðåõîäîì îò îäíîé çàäà÷è ê äðóãîé è ýôôåêòèâíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ðåñóðñîâ ÝÂÌ ïî íåñêîëüêèì çàäà÷àì); óìåíüøåíèå âðåìåíè ðåàêöèè ñèñòåìû íà çàïðîñû ïîëüçî âàòåëåé ïîëüçîâàòåëÿìè îòâåòîâ îò ÝÂÌ; óïðîùåíèå ðàáîòû ðàçðàáîò÷èêîâ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ è ñîòðóäíèêîâ îáñëóæèâàþùåãî ïåðñîíàëà ÝÂÌ (çà ñ÷åò ïðåäîñòàâëåíèÿ èì çíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ðàçíîîáðàçíûõ ñåðâèñíûõ ïðîãðàìì). 1.1. Êëàññû, ôóíêöèè è ñîñòàâ îïåðàöèîííûõ ñèñòåì Ôóíêöèè ÎÑ Îïåðàöèîííûå ñèñòåìû ìîãóò êëàññèôèöèðîâàòüñÿ ïî ñëå äóþùèì ïîêàçàòåëÿì: êîëè÷åñòâó ïîëüçîâàòåëåé: îäíîïîëüçîâàòåëüñêèå ÎÑ (MS DOS, Windows) è ìíîãîïîëüçîâàòåëüñêèå ÎÑ (VM, Unix); äîñòóïó: ïàêåòíûå (OS/360), èíòåðàêòèâíûå (Windows, Unix), ñèñòåìû ðåàëüíîãî âðåìåíè (QNX, Neutrino, RSX); êîëè÷åñòâó ðåøàåìûõ çàäà÷: îäíîçàäà÷íûå ÎÑ (MS DOS) è ìíîãîçàäà÷íûå ÎÑ (Windows, Unix).
Îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ âûïîëíåíèÿ ñëå äóþùèõ îñíîâíûõ (òåñíî âçàèìîñâÿçàííûõ) ôóíêöèé (ðèñ. 1.1): óïðàâëåíèå äàííûìè; óïðàâëåíèå çàäà÷àìè (çàäàíèÿìè, ïðîöåññàìè); ñâÿçü ñ ÷åëîâåêîì-îïåðàòîðîì.  ðàçëè÷íûõ ÎÑ ýòè ôóíêöèè ðåàëèçóþòñÿ â ðàçëè÷íûõ ìàñ øòàáàõ è ñ ïîìîùüþ ðàçíûõ òåõíè÷åñêèõ, ïðîãðàììíûõ, èíôîðìàöèîííûõ ìåòîäîâ è ñðåäñòâ. Ñèñòåìíîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ÝÂÌ ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ àäàïòèðóåìîñòè ïðîãðàìì ïîëüçîâàòåëåé ê èçìåíåíèÿì ñîñòàâà ðåñóðñîâ ÝÂÌ. Âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü âû÷èñëèòåëüíîé ñèñòåìû îáåñïå÷èâàåòñÿ îïåðàöèîííîé ñèñòåìîé áëàãîäàðÿ ïðèìåíåíèþ ìóëüòèïðîãðàììèðîâàíèÿ è íàëè÷èþ ñïåöèàëüíûõ ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ äëÿ âûïîëíåíèÿ òðóäîåìêèõ îïåðàöèé ââîäà-âûâîäà èíôîðìàöèè. Âûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òðóäà ïðîãðàììèñòà äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ïðåäîñòàâëåíèÿ åìó áîëüøîãî ÷èñëà ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ; ñïåöèàëüíûõ áèáëèîòåê ïðîãðàìì; óäîáíûõ ñðåäñòâ ââîäà-âûâîäà, ñðåäñòâ îòëàäêè ïðîãðàìì è îôîðìëåíèÿ çàäàíèé. Ê ÷èñëó íàèáîëåå èçâåñòíûõ ïåðâûõ óïðàâëÿþùèõ ïðîãðàìì îòíîñÿòñÿ êîìïëåêñû SAGE, SABRE, MERCURY, ðåàëèçîâàííûå íà ÝÂÌ âòîðîãî ïîêîëåíèÿ. Äëÿ ÝÂÌ IBM/360 áûëè ðàçðàáîòàíû îïåðàöèîííûå ñèñòåìû, îáåñïå÷èâàþùèå ïàêåòíóþ òåõíîëîãèþ îáðàáîòêè äàííûõ è ðàáîòó â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìå 10 Ãëàâà 1. Îïåðàöèîííûå ñèñòåìû ÝÂÌ. Îñíîâíûå ïðèíöèïû... Ðèñ. 1.1. Îñíîâíûå ôóíêöèè îïåðàöèîííûõ ñèñòåì (ÎÑ)
íè, à òàêæå ðåàëèçàöèþ ìíîãîìàøèííûõ è ìóëüòèïðîöåññîðíûõ êîìïëåêñîâ. Ïåðâàÿ ôóíêöèîíàëüíî ïîëíàÿ ÎÑ (OS/360) áûëà ïðåäëîæå íà ôèðìîé IBM â êà÷åñòâå îáîëî÷êè ÝÂÌ IBM/360. Ðàçðàáîòêà è âíåäðåíèå ÎÑ ïîçâîëèëè ðàçãðàíè÷èòü ôóíêöèè îïåðàòîðîâ, àäìèíèñòðàòîðîâ, ïðîãðàììèñòîâ, ïîëüçîâàòåëåé, à òàêæå ñóùåñòâåííî (â äåñÿòêè è ñîòíè ðàç) ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ÝÂÌ è ñòåïåíü çàãðóçêè òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ. Ðàííèå âåðñèè OS/360 áûëè îðèåíòèðîâàíû íà ïàêåòíóþ (batch processing) îáðàáîòêó èíôîðìàöèè — âõîäíîé ïîòîê çàäàíèé (íà ÌË, ÌÄ èëè ïåðôîêàðòàõ) ïîäãîòàâëèâàëñÿ çàðàíåå è ïîñòóïàë íà îáðàáîòêó â íåïðåðûâíîì ðåæèìå.  äàëüíåéøåì âîçíèêëè ðàñøèðåíèÿ OS/360/375, äîïóñêàþùèå äèàëîãîâóþ îáðàáîòêó äàííûõ ñ òåðìèíàëîâ ïîëüçîâàòåëÿ, ïîñëåäíÿÿ èç âåðñèé (OS SVM) ôàêòè÷åñêè ïðåäîñòàâëÿëà â ðàñïîðÿæåíèå ïîëüçîâàòåëÿ «âèðòóàëüíóþ ïåðñîíàëüíóþ ÝÂÌ» ñ ïîëíîé ìîùíîñòüþ âû÷èñëèòåëüíîé óñòàíîâêè IBM/360/375. Îïåðàöèîííûå ñèñòåìû äðóãèõ ñåìåéñòâ (ïîêîëåíèé), íàïðèìåð RSX (äëÿ PDP/11 DEC) èëè Unix, ñ ñàìîãî âîçíèêíîâåíèÿ îðèåíòèðîâàëèñü íà èíòåðàêòèâíîå âçàèìîäåéñòâèå ñ ïîëüçîâàòåëÿìè. Îäíî èç îñíîâíûõ òðåáîâàíèé ê ðàçðàáîòêå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ÝÂÌ — ìîäóëüíîñòü. Ìîäóëüíàÿ ñòðóêòóðà ïðîãðàìì è ïðîãðàììíûõ êîìïëåêñîâ îáëåã÷àåò îðãàíèçàöèþ ðàáîòû áîëüøèõ êîëëåêòèâîâ ïðîãðàììèñòîâ ïî ñîçäàíèþ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Äðóãîå âàæíîå òðåáîâàíèå ê ïðîãðàììíîìó îáåñïå÷åíèþ — âîçìîæíîñòü ðàçâèòèÿ ïðîãðàììíîé ñèñòåìû. Âûïîëíåíèþ ýòîãî òðåáîâàíèÿ ñïîñîáñòâóåò ìîäóëüíàÿ îðãàíèçàöèÿ ïðîãðàìì. Ñóùåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ òðåáîâàíèå ïðîñòîòû îñâîåíèÿ, ïîääåðæàíèÿ, ýêñïëóàòàöèè è ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ âîçìîæíîñòåé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Ýòî ïîçâîëÿåò îáõîäèòüñÿ íåáîëüøèì ÷èñëîì ñïåöèàëèñòîâ, îáñëóæèâàþùèõ ïðèíÿòîå ê ýêñïëóàòàöèè ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå. Ñèñòåìà ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ýêñ ïëóàòàöèè ìíîãî÷èñëåííûìè ãðóïïàìè ïîëüçîâàòåëåé â ðàçëè÷íûõ îðãàíèçàöèÿõ è ïðåäïðèÿòèÿõ, ïîýòîìó îíà äîëæíà îáëàäàòü ñâîéñòâàìè ãèáêîñòè, àäàïòèðóåìîñòè. Ýòè òðåáîâàíèÿ îáåñïå÷èâàþòñÿ ïðèìåíåíèåì ïðèíöèïîâ îòêðûòîñòè, ìàøèííîé íåçàâèñèìîñòè îáðàáàòûâàþùèõ ïðîãðàìì, óíèôèêàöèè èñïîëüçîâàíèÿ ïåðèôåðèéíîãî îáîðóäîâàíèÿ è ò. ä. Ïî âîçìîæíîñòè äîëæíà äîñòèãàòüñÿ ñîâìåñòèìîñòü ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ÝÂÌ è ñèñòåì îáðàáîòêè äàííûõ. Êàê ïðàâèëî, ñîâìåñòè 1.1. Êëàññû, ôóíêöèè è ñîñòàâ îïåðàöèîííûõ ñèñòåì 11
Доступ онлайн
В корзину