Eleza hatua kuu katika mageuzi ya mifumo ya uendeshaji. Muhtasari: Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji. Hebu tuorodhe kazi kuu za mifumo ya uendeshaji

Wizara ya Elimu na Sayansi ya Shirikisho la Urusi

Taasisi ya elimu ya serikali

elimu ya juu ya kitaaluma

"Chuo Kikuu cha Ufundi cha Jimbo la Magnitogorsk

yao. G.I. Nosov"

Idara ya Habari na Usalama wa Habari

Mtihani

katika taaluma "Informatics"

Muhtasari juu ya mada "Mageuzi ya mifumo ya uendeshaji ya aina mbalimbali za kompyuta"

Imekamilishwa na: mwanafunzi wa kikundi 1304006-11-1

Chaguo nambari 13

Sagdetdinov D.F.

Imekaguliwa na: mwalimu mkuu

Korinchenko G.M.

Magnitogorsk 2014

1. Mageuzi ya mifumo ya uendeshaji ya aina mbalimbali za kompyuta

1.2 Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya programu nyingi kwa mainframes

2. Mgawo wa MathCAD No. 1 "Ujenzi wa grafu zenye pande mbili katika MathCAD"

2.1 Uundaji wa kazi
2.2 Matokeo - grafu inayosababisha

3. Kazi ya MathCAD No. 2 "Kutatua SLAE"

3.1 Uundaji wa kazi

4. Mgawo wa 3 wa MathCAD "Mifumo ya kutatua milinganyo isiyo ya mstari"

4.1 Uundaji wa kazi

5. Mgawo wa MathCAD No. 4 "Kutatua milinganyo isiyo ya mstari"

5.1 Uundaji wa kazi

1. Mageuzi ya mifumo ya uendeshaji ya aina mbalimbali za kompyuta

Katika kipindi cha karibu nusu karne ya kuwepo kwao, mifumo ya uendeshaji (OS) imepitia njia ngumu, iliyojaa matukio mengi muhimu. Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji iliathiriwa sana na mafanikio katika kuboresha msingi wa kipengele na vifaa vya kompyuta, hivyo hatua nyingi za maendeleo yao zinahusiana kwa karibu na kuibuka kwa aina mpya za majukwaa ya vifaa, kama vile kompyuta ndogo au kompyuta binafsi.

Mifumo ya uendeshaji imepitia mageuzi makubwa kutokana na jukumu jipya la kompyuta katika mitandao ya ndani na kimataifa. Jambo muhimu zaidi katika maendeleo yao lilikuwa mtandao.

1.1 Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya kwanza

Kuzaliwa kwa digital kompyuta ilitokea muda mfupi baada ya kumalizika kwa Vita vya Kidunia vya pili. Katikati ya miaka ya 40, vifaa vya kwanza vya kompyuta vya tube viliundwa.

Upangaji wakati huo ulifanyika peke katika lugha ya mashine. Hakukuwa na programu ya mfumo, isipokuwa maktaba za utaratibu wa hisabati na matumizi ambazo mpangaji programu angeweza kutumia ili kutoandika misimbo kila wakati wa kuhesabu thamani ya baadhi. kazi ya hisabati au kudhibiti kifaa cha kawaida cha I/O.

Mifumo ya uendeshaji ilikuwa bado haijaonekana; kazi zote za kuandaa mchakato wa kompyuta zilitatuliwa kwa mikono na kila programu kutoka kwa paneli ya udhibiti, ambayo ilikuwa kifaa cha awali cha pato kilichojumuisha vifungo, swichi na viashiria.

Tangu katikati ya miaka ya 50, kipindi kipya kilianza katika maendeleo ya teknolojia ya kompyuta, inayohusishwa na kuibuka kwa msingi mpya wa kiufundi - vipengele vya semiconductor. Utendaji wa wasindikaji umeongezeka, na kiasi cha RAM na kumbukumbu ya nje imeongezeka. Kompyuta zikawa za kutegemewa zaidi, sasa zingeweza kufanya kazi mfululizo kwa muda mrefu hivi kwamba wangeweza kukabidhiwa kufanya kazi muhimu kweli kweli.

Wakati huo huo, mifumo ya kwanza ilitengenezwa usindikaji wa kundi, ambayo ilijiendesha otomatiki mlolongo mzima wa vitendo vya waendeshaji ili kupanga mchakato wa kompyuta. Mifumo ya awali ya usindikaji wa bechi ilikuwa mfano wa mifumo ya uendeshaji ya kisasa; ikawa programu za kwanza za mfumo iliyoundwa sio kwa usindikaji wa data, lakini kwa kusimamia mchakato wa kompyuta.

Mifumo ya usindikaji wa kundi imepunguza kwa kiasi kikubwa muda unaotumika kwenye vitendo vya usaidizi ili kuandaa mchakato wa kompyuta, ambayo ina maana kwamba hatua nyingine imechukuliwa ili kuboresha ufanisi wa matumizi ya kompyuta.

Walakini, wakati huo huo, watumiaji wa programu walipoteza ufikiaji wa moja kwa moja kwa kompyuta, ambayo ilipunguza ufanisi wa kazi yao - kufanya marekebisho yoyote kunahitaji muda zaidi kuliko wakati wa kufanya kazi kwa maingiliano kwenye koni ya mashine.

1.2 Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya programu nyingi kwa mainframes

Kipindi cha pili muhimu katika maendeleo ya mifumo ya uendeshaji ilianza 1965-1975.

Kwa wakati huu, katika msingi wa kiufundi wa kompyuta kulikuwa na mpito kutoka kwa vipengele vya semiconductor binafsi kama vile transistors hadi. nyaya zilizounganishwa, ambayo ilifungua njia kwa kizazi kijacho cha kompyuta.

Katika kipindi hiki, karibu mifumo yote ya msingi ya mifumo ya uendeshaji ya kisasa ilitekelezwa:

Multiprogramming,

Usindikaji mwingi,

Msaada kwa hali ya watumiaji wengi wa vituo vingi,

kumbukumbu halisi,

Mifumo ya faili,

Udhibiti wa ufikiaji,

Kazi ya mtandao.

Tukio la mapinduzi hatua hii ilikuwa utekelezaji wa viwanda wa programu nyingi. Kwa kuzingatia uwezo ulioongezeka sana wa kompyuta kwa usindikaji na kuhifadhi data, kutekeleza programu moja tu kwa wakati hakukuwa na ufanisi mkubwa. Suluhisho lilikuwa multiprogramming - njia ya kuandaa mchakato wa kompyuta ambayo programu kadhaa zilihifadhiwa wakati huo huo kwenye kumbukumbu ya kompyuta na kutekelezwa kwa njia tofauti kwenye processor moja.

Maboresho haya yaliboresha sana ufanisi wa mfumo wa kompyuta: kompyuta sasa inaweza kutumika karibu kila wakati, badala ya chini ya nusu ya muda ambao kompyuta ilikuwa inafanya kazi, kama ilivyokuwa hapo awali.

Multiprogramming ilitekelezwa katika matoleo mawili - katika usindikaji wa kundi na mifumo ya kugawana wakati.

1.3 Mifumo ya uendeshaji na mitandao ya kimataifa

Mwanzoni mwa miaka ya 70 ya karne iliyopita, mifumo ya kwanza ya uendeshaji wa mtandao ilionekana, ambayo, tofauti na vituo vingi, ilifanya iwezekanavyo sio tu kutawanya watumiaji, lakini pia kuandaa uhifadhi na usindikaji wa data kati ya kompyuta kadhaa zilizounganishwa na viunganisho vya umeme. .

Mfumo wowote wa uendeshaji wa mtandao, kwa upande mmoja, hufanya kazi zote za mfumo wa uendeshaji wa ndani, na kwa upande mwingine, una vifaa vingine vya ziada vinavyowezesha kuingiliana kwenye mtandao na mifumo ya uendeshaji ya kompyuta nyingine.

Moduli za programu zinazotekeleza kazi za mtandao zilionekana katika mifumo ya uendeshaji hatua kwa hatua, kama zilivyoendelea. teknolojia za mtandao, vifaa vya kompyuta na kuibuka kwa kazi mpya zinazohitaji usindikaji wa mtandao.

Mnamo 1969, Idara ya Ulinzi ya Merika ilianzisha kazi ya kuunganisha kompyuta kuu za vituo vya ulinzi na utafiti kuwa mtandao mmoja. Mtandao huu uliitwa ARPANET na ulikuwa mwanzo wa kuundwa kwa mtandao maarufu wa kimataifa leo - Internet.Mtandao wa ARPANET uliunganisha aina tofauti za kompyuta zinazoendesha mifumo tofauti ya uendeshaji na moduli zilizoongezwa ambazo zilitekeleza itifaki za mawasiliano za kawaida kwa kompyuta zote kwenye mtandao. .

Mnamo 1974, IBM ilitangaza kuunda usanifu wake wa mtandao kwa mainframes yake, inayoitwa SNA ( Mtandao wa Mfumo Usanifu).

Hii usanifu wa tabaka, kama vile muundo wa kawaida wa OSI ambao ulionekana baadaye, ulitoa mwingiliano wa kutoka kwa terminal hadi terminal, terminal hadi kompyuta, na mwingiliano wa kompyuta hadi kompyuta juu ya mawasiliano ya kimataifa.

1.4 Mifumo ya uendeshaji ya Kompyuta ndogo. Mitandao ya kwanza ya ndani

Kufikia katikati ya miaka ya 70, pamoja na mfumo mkuu, kompyuta ndogo zilienea. Walikuwa wa kwanza kuchukua faida kubwa nyaya zilizounganishwa, ambayo ilifanya iwezekanavyo kutekeleza kazi zenye nguvu kabisa kwa gharama ya chini ya kompyuta.

Mifumo ya uendeshaji ya kompyuta ndogo mara nyingi ikawa maalum, kwa mfano tu kwa udhibiti wa wakati halisi au tu kwa kusaidia hali ya kugawana wakati.

Hatua muhimu katika historia ya kompyuta ndogo na katika historia ya mifumo ya uendeshaji kwa ujumla ilikuwa kuundwa kwa UNIX OS. Matumizi yake mengi yalianza katikati ya miaka ya 70. Kufikia wakati huu, 90% ya msimbo wa UNIX uliandikwa katika lugha ya kiwango cha juu C.

Upatikanaji wa kompyuta ndogo na, kwa sababu hiyo, kuenea kwao katika makampuni ya biashara kulifanya kama motisha yenye nguvu kwa uumbaji. mitandao ya ndani. Biashara inaweza kumudu kuwa na kompyuta ndogo kadhaa ziko kwenye jengo moja au hata kwenye chumba kimoja. Kwa kawaida, kulikuwa na haja ya kubadilishana habari kati yao na kushiriki vifaa vya gharama kubwa vya pembeni.

1.5 Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji katika miaka ya 80

Matukio muhimu zaidi ya muongo huu ni pamoja na:

Ukuzaji wa safu ya TCP/IP,

Kuongezeka kwa mtandao

Usanifu wa teknolojia za mtandao wa ndani,

Ujio wa kompyuta za kibinafsi

Na mifumo ya uendeshaji kwao.

Toleo la kufanya kazi la safu ya itifaki ya TCP/IP iliundwa mwishoni mwa miaka ya 70.

Mnamo 1983, safu ya itifaki ya TCP/IP ilipitishwa na Idara ya Ulinzi ya Merika kama kiwango cha kijeshi.

Kuanzishwa kwa itifaki za TCP/IP kwenye ARPANET kuliupa mtandao huu vipengele vyote muhimu vinavyotofautisha mtandao wa kisasa.

Mwanzo wa miaka ya 80 unahusishwa na tukio lingine muhimu kwa historia ya mifumo ya uendeshaji - kuibuka kwa kompyuta za kibinafsi.

Walifanya kazi kama kichocheo chenye nguvu cha ukuaji wa haraka wa mitandao ya ndani, na kuunda msingi bora wa nyenzo kwa hili kwa njia ya makumi na mamia ya kompyuta za biashara moja na ziko ndani ya jengo moja. Matokeo yake, usaidizi wa kazi za mtandao umekuwa sharti la mifumo ya uendeshaji ya kompyuta binafsi.

Kazi za mtandao zilitekelezwa hasa na makombora ya mtandao yanayoendesha juu ya OS. Wakati wa kufanya kazi kwenye mtandao, daima ni muhimu kuunga mkono hali ya watumiaji wengi, ambayo mtumiaji mmoja anaingiliana, na wengine wanapata upatikanaji wa rasilimali za kompyuta kwenye mtandao. Katika kesi hii, mfumo wa uendeshaji unahitaji angalau usaidizi wa chini wa kazi kwa hali ya watumiaji wengi.

Mnamo 1987, kama matokeo ya juhudi za pamoja za Microsoft na IBM, mfumo wa kwanza wa kufanya kazi nyingi kwa kompyuta za kibinafsi na processor ya Intel 80286 ulionekana, ukitumia kikamilifu uwezo wa hali iliyolindwa - OS/2. Mfumo huu ulifikiriwa vizuri. Iliauni shughuli nyingi za mapema, kumbukumbu pepe, kiolesura cha picha cha mtumiaji, na mashine pepe ya kuendesha programu za DOS.

Katika miaka ya 1980, viwango vya msingi vya teknolojia za mawasiliano kwa mitandao ya ndani: mwaka wa 1980 - Ethernet, mwaka wa 1985 - Gonga la Ishara, mwishoni mwa miaka ya 80 - FDDI. Hii ilifanya iwezekane kuhakikisha utangamano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao katika viwango vya chini, na pia kusawazisha kiolesura cha OS na viendeshi vya adapta za mtandao.

1.6 Makala ya hatua ya sasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji

Mifumo ya uendeshaji hutumia uwezo wa kuzidisha kwenye rafu nyingi za itifaki, kuruhusu kompyuta kuauni mtandao kwa wakati mmoja na wateja na seva nyingi tofauti.

Katika nusu ya pili ya miaka ya 90, wazalishaji wote wa mfumo wa uendeshaji waliongeza kwa kiasi kikubwa msaada wao kwa zana za mtandao. Mbali na mrundikano wa TCP/IP yenyewe, kifurushi kilianza kujumuisha huduma zinazotekeleza huduma maarufu za Mtandao kama vile telnet, ftp, DNS na Web.

Ushawishi wa Mtandao pia ulionyeshwa kwa ukweli kwamba kompyuta imebadilika kutoka kwa kifaa cha kompyuta hadi kuwa njia ya mawasiliano na uwezo wa juu wa kompyuta.

Uangalifu hasa umelipwa kwa mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa biashara katika muongo mmoja uliopita. Ukuaji wao zaidi unawakilisha moja ya kazi muhimu zaidi katika siku zijazo zinazoonekana.

Mfumo wa uendeshaji wa kampuni unatofautishwa na uwezo wake wa kufanya kazi vizuri na kwa utulivu katika mitandao mikubwa, ambayo ni ya kawaida kwa biashara kubwa zilizo na matawi katika miji kadhaa na, ikiwezekana, nchi mbalimbali. Mitandao kama hii ni ya asili shahada ya juu utofauti wa programu na maunzi, kwa hivyo OS ya shirika lazima iingiliane bila mshono na mifumo ya uendeshaji ya aina tofauti na kufanya kazi kwenye majukwaa tofauti ya maunzi.

Uundaji wa scalable ya multifunctional deski la msaada ni mwelekeo wa kimkakati wa mageuzi ya OS. Huduma kama hiyo inahitajika ili kugeuza Mtandao kuwa mfumo unaotabirika na unaoweza kudhibitiwa, kwa mfano, ili kuhakikisha ubora unaohitajika wa huduma kwa trafiki ya watumiaji, kusaidia programu kubwa zinazosambazwa, na kuunda mfumo mzuri wa barua.

Katika hatua ya sasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji, zana za usalama zimekuja mbele. Hii ni kutokana na ongezeko la thamani ya habari kusindika na kompyuta, kama vile kuongezeka kwa kiwango vitisho vilivyopo wakati wa kutuma data kwenye mitandao, haswa ile ya umma, kama vile Mtandao. Mifumo mingi ya uendeshaji leo imeunda zana za usalama wa habari kulingana na usimbaji fiche wa data, uthibitishaji na uidhinishaji.

Kuendelea kuboresha urahisi kazi ya maingiliano na kompyuta kwa kujumuisha katika mfumo wa uendeshaji violesura vya picha vinavyotumia sauti na video pamoja na michoro. Kiolesura cha mtumiaji wa mfumo wa uendeshaji kinazidi kuwa na akili zaidi na zaidi, kinaongoza vitendo vya kibinadamu katika hali za kawaida na kufanya maamuzi ya kawaida kwake.

2. Mgawo wa MathCAD No. 1 "Ujenzi wa grafu zenye pande mbili katika MathCAD"

2.1 Uundaji wa kazi

Chora grafu mbili. Onyesha jedwali la thamani za chaguo za kukokotoa zilizobainishwa katika fomu ya parametric.

Jedwali 1

Data ya awali

2.2 Matokeo - grafu inayosababisha

Kielelezo cha 1 - Kazi ya 1

3. Kazi ya MathCAD No. 2 "Kutatua SLAE"

3.1 Uundaji wa kazi

Pata suluhisho la SLAE:

1. kutumia matrix inverse;

2. kutumia kitendakazi cha lsolve kilichojengwa ndani;

3. kwa kutumia Kizuizi cha hesabu cha Given-Find.

3.2 Matokeo - ufumbuzi uliokamilika

Kielelezo 2 - Kazi 2

4. Mgawo wa 3 wa MathCAD "Mifumo ya kutatua milinganyo isiyo ya mstari"

4.1 Uundaji wa kazi

Tatua mfumo wa milinganyo isiyo ya mstari.

Unda grafu za kazi zinazofafanua milinganyo ya mfumo.

Thibitisha kwa picha usahihi wa suluhisho.

mfumo wa uendeshaji mathcad mtandao

4.2 Matokeo - ufumbuzi uliokamilika

Kielelezo 3 - Kazi 3

5. Mgawo wa MathCAD No. 4 "Kutatua milinganyo isiyo ya mstari"

5.1 Uundaji wa kazi

Pata suluhisho la equation isiyo ya mstari:

1. kutumia kazi ya mizizi iliyojengwa;

2. kutumia kazi ya polyroots iliyojengwa;

5.2 Matokeo - ufumbuzi uliokamilika

Kielelezo cha 4 - Jukumu la 4

Nyaraka zinazofanana

Vipengele vya hatua ya kisasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji. Kusudi la mifumo ya uendeshaji, aina zao kuu. Mifumo ya uendeshaji ya kompyuta ndogo. Kanuni ya uendeshaji kichapishi cha matrix ya nukta, kubuni na kuzalisha alama za kiholela kwa ajili yao.

kazi ya kozi, imeongezwa 06/23/2011

Dhana za msingi kuhusu mifumo ya uendeshaji. Aina za mifumo ya uendeshaji ya kisasa. Historia ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji Familia ya Windows. Tabia za mifumo ya uendeshaji ya familia ya Windows. Mpya utendakazi Mfumo wa uendeshaji wa Windows 7.

kazi ya kozi, imeongezwa 02/18/2012

Mageuzi na uainishaji wa OS. Mifumo ya uendeshaji ya mtandao. Usimamizi wa kumbukumbu. Dhana na teknolojia za kisasa za kubuni mifumo ya uendeshaji. Familia ya UNIX ya mifumo ya uendeshaji. Bidhaa za mtandao wa Novell. Mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa Microsoft.

kazi ya ubunifu, imeongezwa 11/07/2007

Tabia za kiini, madhumuni, kazi za mifumo ya uendeshaji. Vipengele tofauti mageuzi yao. Vipengele vya algorithms ya usimamizi wa rasilimali. Dhana za kisasa na teknolojia za kubuni mifumo ya uendeshaji, mahitaji ya OS ya karne ya 21.

kazi ya kozi, imeongezwa 01/08/2011

Historia ya maendeleo na uboreshaji wa mifumo ya uendeshaji ya Microsoft, sifa zao na vipengele tofauti kutoka kwa mifumo ya bidhaa nyingine, faida na hasara. Hali ya sasa na uwezo na matarajio ya mifumo ya uendeshaji ya Microsoft.

muhtasari, imeongezwa 11/22/2009

Kusudi na kazi kuu za mifumo ya uendeshaji. Inapakia programu za kutekelezwa kwenye RAM. Inashughulikia shughuli zote za I/O. Mageuzi, uainishaji wa mifumo ya uendeshaji. Uundaji wa taarifa za mishahara, kupanga na idara.

kazi ya kozi, imeongezwa 03/17/2009

Kusudi, uainishaji, utungaji na madhumuni ya vipengele vya mfumo wa uendeshaji. Maendeleo ya tata mifumo ya habari, vifurushi vya programu na programu za kibinafsi. Sifa za mifumo ya uendeshaji Windows, Linux, Android, Solaris, Symbian OS na Mac OS.

kazi ya kozi, imeongezwa 11/19/2014

Dhana na kazi za msingi za mifumo ya uendeshaji, muundo wao wa kawaida na kanuni ya uendeshaji. Historia fupi ya malezi na maendeleo ya mifumo ya uendeshaji ya Windows, aina zao na sifa za jumla, mahitaji ya msingi ya vifaa.

uwasilishaji, umeongezwa 07/12/2011

Dhana za kimsingi za mifumo ya uendeshaji. Usawazishaji na maeneo muhimu. Ishara na mwingiliano kati ya michakato. Usimamizi wa kumbukumbu. Madereva ya kifaa. Vipengele vya mifumo ya uendeshaji ya kisasa. Kisindikaji cha kati, saa na chips za timer.

mafunzo, yameongezwa 01/24/2014

Wazo la mifumo ya uendeshaji, uainishaji wao na aina, sifa tofauti na mali za kimsingi. Yaliyomo katika mifumo ya uendeshaji, mpangilio wa mwingiliano na madhumuni ya vifaa vyao. Shirika la nafasi ya diski. Maelezo ya mifumo ya uendeshaji ya kisasa.

Kipindi cha kwanza (1945 -1955). Katikati ya miaka ya 40, vifaa vya kwanza vya kompyuta vilivyo na taa viliundwa (huko USA na Uingereza); huko USSR, kompyuta ya kwanza iliyo na taa ilionekana mnamo 1951. Upangaji ulifanyika katika lugha ya mashine pekee. Msingi wa kipengele ni zilizopo za elektroniki na paneli za mawasiliano. Hakukuwa na mifumo ya uendeshaji; kazi zote za kupanga mchakato wa kompyuta zilitatuliwa kwa mikono na mpangaji programu kutoka kwa paneli dhibiti. Programu ya mfumo - maktaba ya utaratibu wa hisabati na matumizi.

Kipindi cha pili (1955 - 1965). Tangu katikati ya miaka ya 50, kipindi kipya kilianza katika maendeleo ya teknolojia ya kompyuta, inayohusishwa na kuibuka kwa msingi mpya wa kiufundi - vipengele vya semiconductor (transistors). Katika miaka hii, lugha za kwanza za algorithmic na, kwa hiyo, programu za kwanza za mfumo - wakusanyaji - zilionekana. Gharama ya muda wa CPU imeongezeka, na kuhitaji kupunguzwa kwa muda kati ya uendeshaji wa programu. Mifumo ya kwanza ya usindikaji wa kundi ilionekana, na kuongeza sababu ya mzigo wa processor. Mifumo ya usindikaji wa bechi ilikuwa mfano wa mifumo ya uendeshaji ya kisasa; ikawa programu za kwanza za mfumo iliyoundwa kudhibiti mchakato wa kompyuta. Lugha rasmi ya usimamizi wa kazi ilitengenezwa. Utaratibu wa kumbukumbu halisi umeonekana.

Kipindi cha tatu (1965 - 1975). Mpito kwa mizunguko iliyounganishwa. Uundaji wa familia za mashine zinazoendana na programu (Mfumo wa IBM/360 mfululizo wa mashine, analog ya Soviet - mashine za mfululizo wa EC). Katika kipindi hiki cha muda, karibu dhana zote za msingi zilizo katika mifumo ya uendeshaji ya kisasa zilitekelezwa: multiprogramming, multiprocessing, multi-terminal mode, kumbukumbu virtual, mfumo wa faili, udhibiti wa upatikanaji na mitandao. Wachakataji sasa wana njia za upendeleo na za watumiaji, rejista maalum za kubadilisha muktadha, njia za kulinda maeneo ya kumbukumbu, na mfumo wa kukatiza. Ubunifu mwingine ni spooling. Spooling wakati huo ilifafanuliwa kama njia ya kupanga mchakato wa kompyuta, kulingana na ambayo kazi zilisomwa kutoka kwa kadi zilizopigwa kwenye diski kwa kasi ambayo walionekana kwenye kituo cha kompyuta, na kisha, wakati kazi inayofuata imekamilika, mpya. kazi ilipakiwa kutoka kwa diski hadi kwa kizigeu cha bure. Imeonekana aina mpya OS - mifumo ya kugawana wakati. Mwishoni mwa miaka ya 60, kazi ilianza kuunda mtandao wa kimataifa wa ARPANET, ambao ukawa mwanzo wa mtandao. Kufikia katikati ya miaka ya 70, kompyuta ndogo zilienea. Usanifu wao umerahisishwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na mainframes, ambayo yalionyeshwa kwenye OS yao. Ufanisi wa gharama na upatikanaji wa kompyuta ndogo ulitumika kama motisha yenye nguvu kwa uundaji wa mitandao ya kwanza ya ndani. Tangu katikati ya miaka ya 70, matumizi makubwa ya UNIX OS ilianza. Mwishoni mwa miaka ya 70, toleo la kazi la itifaki ya TCP / IP iliundwa, na mwaka wa 1983 ilikuwa sanifu.

Kipindi cha nne (1980-sasa). Kipindi kinachofuata katika mageuzi ya mifumo ya uendeshaji inahusishwa na ujio wa nyaya za kuunganisha kwa kiasi kikubwa (LSI). Katika miaka hii, kulikuwa na ongezeko kubwa la kiwango cha ushirikiano na kupunguza gharama ya microcircuits. Enzi ya kompyuta za kibinafsi imefika. Kompyuta zimetumika sana na wasio wataalamu. Kiolesura cha picha cha mtumiaji (GUI) kimetekelezwa, nadharia ambayo ilitengenezwa miaka ya 60. Tangu 1985, Windows ilianza kuzalishwa, ilikuwa ganda la picha MS-DOS hadi 1995, wakati mfumo wa uendeshaji kamili wa Windows 95. IBM na Microsoft kwa pamoja walitengeneza mfumo wa uendeshaji wa OS/2. Iliauni shughuli nyingi za mapema, kumbukumbu pepe, kiolesura cha picha cha mtumiaji, na mashine pepe ya kuendesha programu za DOS. Toleo la kwanza lilitolewa mwaka wa 1987. Baadaye, Microsoft iliacha OS/2 na kuanza kuendeleza Windows NT. Toleo la kwanza lilitolewa mnamo 1993.

Mwaka 1987 Mfumo wa uendeshaji wa MINIX (Mfano wa LINUX) ulitolewa; ilijengwa juu ya kanuni ya usanifu wa microkernel.

Katika miaka ya 80, viwango kuu vya vifaa vya mawasiliano kwa mitandao ya ndani vilipitishwa: mwaka wa 1980 - Ethernet, mwaka wa 1985 - Gonga la Token, mwishoni mwa miaka ya 80 - FDDI. Hii ilifanya iwezekane kuhakikisha utangamano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao katika viwango vya chini, na pia kusawazisha kiolesura cha mfumo wa uendeshaji na viendeshi vya adapta za mtandao.

Katika miaka ya 90, karibu mifumo yote ya uendeshaji ikawa msingi wa mtandao. Mifumo maalum ya uendeshaji imeonekana ambayo imeundwa kwa ajili ya kutatua matatizo ya mawasiliano pekee (IOS kutoka kwa Cisco Systems). Kuibuka kwa huduma ya Ulimwengu Mtandao mpana(WWW) mnamo 1991 ilitoa msukumo mkubwa kwa umaarufu wa mtandao. Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa ushirika inakuja mbele. Utengenezaji wa Mfumo wa Uendeshaji wa Mfumo mkuu unaanza tena. Mwaka 1991 LINUX ilitolewa. Baadaye kidogo, FreeBSD ilitolewa (msingi wake ulikuwa BSD UNIX).

Historia ya OS inarudi karibu nusu karne. Ilikuwa na imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na maendeleo ya msingi wa kipengele na vifaa vya kompyuta.

Kizazi cha kwanza.

40s. Kompyuta za kwanza za dijiti bila OS. Shirika la mchakato wa kompyuta huamua na programu kutoka kwa jopo la kudhibiti.

Kizazi cha pili.

50s. Kuibuka kwa mfano wa OS - kufuatilia mifumo inayotekeleza mfumo wa usindikaji wa kundi kwa kazi.

Hali ya kundi

Uhitaji wa matumizi bora ya rasilimali za gharama kubwa za kompyuta ulisababisha kuibuka kwa dhana ya "mode ya kundi" kwa ajili ya utekelezaji wa programu. Njia ya kundi inachukua uwepo wa foleni ya programu za utekelezaji, na OS inaweza kuhakikisha kuwa programu hiyo inapakiwa kutoka. vyombo vya habari vya nje data kwenye RAM bila kusubiri programu ya awali ili kukamilisha utekelezaji, ambayo huepuka kupunguzwa kwa processor.

Kizazi cha tatu.

1965-1980 Mpito kwa mizunguko iliyounganishwa. IBM/360. Takriban dhana zote za kimsingi katika mifumo ya uendeshaji ya kisasa zinatekelezwa: kugawana wakati Na kufanya kazi nyingi, mgawanyo wa madaraka, Muda halisi, miundo ya faili Na mifumo ya faili. Utekelezaji wa programu nyingi ulihitaji kuanzishwa kwa mabadiliko muhimu sana kwa vifaa vya kompyuta: njia za upendeleo na za watumiaji, njia za kulinda maeneo ya kumbukumbu, na mfumo wa usumbufu ulioendelezwa.

Kushiriki wakati na kufanya kazi nyingi

Tayari hali ya kundi katika toleo lake la maendeleo inahitaji mgawanyiko wa muda wa processor kati ya utekelezaji wa programu kadhaa. Haja ya kushiriki wakati (kufanya kazi nyingi, upangaji programu nyingi) iliongezeka zaidi kwa kuenea kwa teletypes (na vituo vya baadaye vilivyo na vionyesho vya miale ya cathode) kama vifaa vya kuingiza/vya kutoa (miaka ya 1960). Kwa sababu kasi ingizo la kibodi(na hata kusoma kutoka skrini) data na operator ni chini sana kuliko kasi ya usindikaji data hii na kompyuta, kwa kutumia kompyuta katika hali ya "kipekee" (na operator mmoja) inaweza kusababisha kupungua kwa rasilimali za gharama kubwa za kompyuta.

Kushiriki kwa muda kuruhusiwa kuunda mifumo ya "watumiaji wengi", ambayo processor moja (kawaida) ya kati na block ya RAM iliunganishwa kwenye vituo vingi. Katika hali hii, baadhi ya kazi (kama vile kuingiza au kuhariri data na opereta) zinaweza kufanywa katika hali ya mazungumzo, na kazi nyingine (kama vile hesabu kubwa) zinaweza kufanywa katika hali ya bechi.

Mgawanyo wa madaraka

Kuenea kwa mifumo ya watumiaji wengi ilihitaji kutatua shida ya mgawanyiko wa madaraka, ambayo inafanya uwezekano wa kuzuia uwezekano wa kurekebisha programu inayoweza kutekelezwa au data ya programu moja kwenye kumbukumbu ya kompyuta ya mwingine (iliyo na kosa au iliyoandaliwa vibaya) , pamoja na urekebishaji wa OS yenyewe na programu ya programu.

Utekelezaji wa mgawanyo wa madaraka katika OS uliungwa mkono na watengenezaji wa processor ambao walipendekeza usanifu na njia mbili za uendeshaji wa processor - "halisi" (ambapo nafasi nzima ya anwani ya kompyuta inapatikana kwa programu ya kutekeleza) na "ilindwa" (ndani). ambayo upatikanaji wa nafasi ya anwani ni mdogo kwa masafa yaliyotengwa wakati programu inapozinduliwa kwenye utendaji).

Muda halisi

Matumizi ya kompyuta za ulimwengu wote kudhibiti michakato ya uzalishaji ilihitaji utekelezaji wa "wakati halisi" ("wakati halisi") - maingiliano ya utekelezaji wa programu na michakato ya nje ya mwili.

Kuingizwa kwa kazi za wakati halisi katika OS ilifanya iwezekanavyo kuunda mifumo ambayo hutumikia wakati huo huo michakato ya uzalishaji na kutatua matatizo mengine (katika hali ya kundi na (au) katika hali ya kugawana wakati).

Mifumo hii ya uendeshaji inaitwa Mifumo ya uendeshaji yenye kuratibu kwa wakati halisi au RTOS kwa kifupi.

Mifumo ya faili na muundo

Ubadilishaji wa taratibu wa midia ya ufikiaji (tepu zilizopigwa, kadi zilizopigwa na tepi za sumaku) na viendeshi vya ufikiaji nasibu (diski ya sumaku)

Kizazi cha nne.

Mwisho wa 70s. Toleo la kufanya kazi la rafu ya itifaki ya TCP/IP imeundwa. Iliwekwa sanifu mnamo 1983. Uhuru wa mtengenezaji, kubadilika na ufanisi uliothibitishwa kazi yenye mafanikio Mtandao umefanya mrundikano huu wa itifaki kuwa mrundikano mkuu kwa mifumo mingi ya uendeshaji.

Mapema 80s. Ujio wa kompyuta za kibinafsi. Ukuaji wa haraka wa mitandao ya ndani. Usaidizi wa vitendaji vya mtandao umekuwa sharti.

miaka ya 80. Viwango kuu vya teknolojia za mawasiliano za mitandao ya ndani zimepitishwa: Ethernet, Gonga la Ishara, FDDI. Hii ilifanya iwezekanavyo kuhakikisha utangamano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao katika viwango vya chini.

Mapema miaka ya 90. Takriban mifumo yote ya uendeshaji imekuwa mtandao. Mifumo maalum ya uendeshaji wa mtandao imeonekana (kwa mfano, IOS inayoendesha kwenye ruta)

Muongo uliopita. Kipaumbele hasa hulipwa kwa mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa ushirika, ambayo ina sifa ya kiwango cha juu cha scalability, usaidizi wa uendeshaji wa mtandao, zana za juu za usalama, uwezo wa kufanya kazi katika mazingira tofauti, na upatikanaji wa zana za utawala wa kati.

Tabia za kiini, madhumuni, kazi za mifumo ya uendeshaji. Vipengele tofauti vya maendeleo yao. Vipengele vya algorithms ya usimamizi wa rasilimali. Dhana za kisasa na teknolojia za kubuni mifumo ya uendeshaji, mahitaji ya OS ya karne ya 21.

UTANGULIZI

1. Mageuzi ya OS

1.1 Kipindi cha kwanza (1945 -1955)

1.2 Kipindi cha pili (1955 - 1965)

1.3 Kipindi cha tatu (1965 - 1980)

1.4 Kipindi cha nne (1980-sasa)

2. Uainishaji wa OS

2.1 Vipengele vya kanuni za usimamizi wa rasilimali

2.2 Vipengele vya majukwaa ya maunzi

2.3 Vipengele vya maeneo ya matumizi

2.4 Makala ya mbinu za ujenzi

3. Dhana za kisasa na teknolojia za kubuni mifumo ya uendeshaji, mahitaji ya OS ya karne ya 21.

Hitimisho

Orodha ya fasihi iliyotumika

UTANGULIZI

Historia ya tawi lolote la sayansi au teknolojia inaruhusu sisi sio tu kukidhi udadisi wa asili, lakini pia kuelewa vizuri kiini cha mafanikio kuu ya sekta hii, kuelewa mwenendo uliopo na kutathmini kwa usahihi matarajio ya maeneo fulani ya maendeleo. Katika kipindi cha karibu nusu karne ya kuwepo kwao, mifumo ya uendeshaji imepitia njia ngumu, iliyojaa matukio mengi muhimu. Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji yaliathiriwa sana na mafanikio katika kuboresha msingi wa kipengele na vifaa vya kompyuta, hivyo hatua nyingi za maendeleo ya OS zinahusiana kwa karibu na kuibuka kwa aina mpya za majukwaa ya vifaa, kama vile kompyuta ndogo au kompyuta binafsi. Mifumo ya uendeshaji imepitia mageuzi makubwa kutokana na jukumu jipya la kompyuta katika mitandao ya ndani na kimataifa. Jambo muhimu zaidi katika maendeleo ya OS ilikuwa mtandao. Huku Mtandao huu ukichukua sifa tiba ya ulimwengu wote mawasiliano ya wingi, OS zinazidi kuwa rahisi na rahisi kutumia, na zinajumuisha zana za usaidizi wa hali ya juu habari za media titika, zina vifaa vya kuaminika vya ulinzi.

Kusudi la hii kazi ya kozi ni maelezo na uchambuzi wa mageuzi ya mifumo ya uendeshaji.

Lengo linapatikana kupitia kazi zifuatazo:

Fikiria kipengele cha kihistoria cha kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji;

Tambua na uzingatie hatua za mageuzi ya mifumo ya uendeshaji.

Ni muhimu kutambua ukweli kwamba haijafunikwa vya kutosha katika maandiko, ambayo imefanya utafiti wake kuwa mgumu.

Wakati wa utafiti, uchanganuzi mfupi wa vyanzo kama nyenzo kutoka kwa wavuti http://www.microsoft.com/rus, nyenzo kutoka Jarida la Windows NT, na zingine ulifanyika.

Kazi hiyo ina sura tatu: utangulizi, hitimisho na orodha ya marejeleo.

1 . Mageuzi ya OS

1.1 Kipindi cha kwanza (1945-1955)

Inajulikana kuwa kompyuta iligunduliwa na mwanahisabati wa Kiingereza Charles Babage mwishoni mwa karne ya kumi na nane. "Injini yake ya uchambuzi" haikuweza kufanya kazi kweli, kwa sababu teknolojia za wakati huo hazikukidhi mahitaji ya utengenezaji wa sehemu za mechanics za usahihi ambazo zilikuwa muhimu kwa teknolojia ya kompyuta. Pia inajulikana kuwa kompyuta hii haikuwa na mfumo wa uendeshaji.

Baadhi ya maendeleo katika uundaji wa kompyuta za kidijitali yalitokea baada ya Vita vya Kidunia vya pili. Katikati ya miaka ya 40, vifaa vya kwanza vya kompyuta vya tube viliundwa. Wakati huo, kikundi sawa cha watu kilishiriki katika kubuni, uendeshaji, na programu ya kompyuta. Ilikuwa zaidi ya kazi ya utafiti katika uwanja wa teknolojia ya kompyuta, badala ya matumizi ya kompyuta kama zana ya kutatua yoyote. matatizo ya vitendo kutoka kwa wengine maeneo ya maombi. Upangaji ulifanyika katika lugha ya mashine pekee. Hakukuwa na mazungumzo juu ya mifumo ya uendeshaji; kazi zote za kupanga mchakato wa kompyuta zilitatuliwa kwa mikono na kila programu kutoka kwa paneli ya kudhibiti. Hakukuwa na programu nyingine ya mfumo isipokuwa maktaba za utaratibu wa hisabati na matumizi.

1.2 Kipindi cha pili (1955 - 1965)

Tangu katikati ya miaka ya 50, kipindi kipya kilianza katika maendeleo ya teknolojia ya kompyuta, inayohusishwa na kuibuka kwa msingi mpya wa kiufundi - vipengele vya semiconductor. Kompyuta za kizazi cha pili zikawa za kutegemewa zaidi, sasa ziliweza kufanya kazi mfululizo kwa muda mrefu hivi kwamba wangeweza kukabidhiwa kufanya kazi muhimu kweli kweli. Ilikuwa katika kipindi hiki kwamba wafanyakazi waligawanywa katika programu na waendeshaji, waendeshaji na watengenezaji wa kompyuta.

Katika miaka hii, lugha za kwanza za algorithmic zilionekana, na kwa hivyo programu za mfumo wa kwanza - watunzi. Gharama ya muda wa CPU imeongezeka, na kuhitaji kupunguzwa kwa muda kati ya uendeshaji wa programu. Mifumo ya kwanza ya usindikaji wa kundi ilionekana, ambayo iliendesha tu uzinduzi wa programu moja baada ya nyingine na hivyo kuongeza sababu ya mzigo wa processor. Mifumo ya usindikaji wa bechi ilikuwa mfano wa mifumo ya uendeshaji ya kisasa; ikawa programu za kwanza za mfumo iliyoundwa kudhibiti mchakato wa kompyuta. Wakati wa utekelezaji wa mifumo ya usindikaji wa kundi, lugha rasmi ya udhibiti wa kazi ilitengenezwa, kwa msaada ambao mpangaji alifahamisha mfumo na operator ni kazi gani alitaka kufanya kwenye kompyuta. Mkusanyiko wa kazi kadhaa, kwa kawaida katika mfumo wa staha ya kadi zilizopigwa, inaitwa mfuko wa kazi.

1.3 Kipindi cha tatu (1965 - 1980)

Kipindi kinachofuata muhimu katika maendeleo ya kompyuta kilianza 1965-1980. Kwa wakati huu, kulikuwa na mpito katika msingi wa kiufundi kutoka kwa vipengele vya semiconductor binafsi kama vile transistors hadi mizunguko iliyounganishwa, ambayo ilitoa fursa kubwa zaidi kwa kizazi kipya cha tatu cha kompyuta.

Kipindi hiki pia kilikuwa na sifa ya kuundwa kwa familia za mashine zinazoendana na programu. Familia ya kwanza ya mashine zinazoendana na programu iliyojengwa kwenye mizunguko iliyojumuishwa ilikuwa safu ya mashine za IBM/360. Ilijengwa mapema miaka ya 60, familia hii ilikuwa bora zaidi kuliko mashine za kizazi cha pili kwa suala la bei/utendaji. Hivi karibuni wazo la mashine zinazoendana na programu lilikubaliwa kwa ujumla.

Utangamano wa programu pia ulihitaji utangamano wa mfumo wa uendeshaji. Mifumo hiyo ya uendeshaji ingehitaji kuendeshwa kwa mifumo mikubwa na midogo ya kompyuta, yenye idadi kubwa na ndogo ya vifaa vya pembeni, katika matumizi ya utafiti wa kibiashara na kisayansi. Mifumo ya uendeshaji iliyojengwa ili kukidhi mahitaji haya yote yanayokinzana iligeuka kuwa viumbe wazimu ngumu sana. Zilijumuisha mamilioni mengi ya mistari ya msimbo wa kusanyiko, iliyoandikwa na maelfu ya watayarishaji programu, na ilikuwa na maelfu ya makosa, na kusababisha mfululizo usio na mwisho wa masahihisho. Kwa kila toleo jipya mfumo wa uendeshaji, makosa kadhaa yalisahihishwa na mengine yalianzishwa.

Wakati huo huo, licha ya ukubwa wake mkubwa na matatizo mengi, OS/360 na mifumo mingine ya uendeshaji inayofanana kwenye mashine za kizazi cha tatu kwa kweli ilikidhi mahitaji mengi ya watumiaji. Mafanikio muhimu zaidi ya OS ya kizazi hiki ilikuwa utekelezaji wa programu nyingi. Multiprogramming ni njia ya kupanga mchakato wa kompyuta ambapo programu kadhaa hutekelezwa kwa kichakataji kimoja. Wakati programu moja inafanya operesheni ya I/O, kichakataji hakifanyi kazi, kama ilivyokuwa wakati wa kutekeleza programu kwa mpangilio (hali ya programu moja), lakini inatekeleza programu nyingine (modi ya programu nyingi). Katika kesi hii, kila mpango umewekwa kwenye sehemu yake ya RAM, inayoitwa kizigeu.

Ubunifu mwingine ni spooling. Spooling wakati huo ilifafanuliwa kama njia ya kupanga mchakato wa kompyuta, kulingana na ambayo kazi zilisomwa kutoka kwa kadi zilizopigwa kwenye diski kwa kasi ambayo walionekana kwenye kituo cha kompyuta, na kisha, wakati kazi inayofuata imekamilika, mpya. kazi ilipakiwa kutoka kwa diski hadi kwa kizigeu cha bure.

Pamoja na utekelezaji wa programu nyingi za mifumo ya usindikaji wa kundi, aina mpya ya OS imeibuka - mifumo ya kugawana wakati. Chaguo la programu nyingi linalotumiwa katika mifumo ya kugawana wakati inalenga kuunda kwa kila mtumiaji binafsi udanganyifu wa matumizi pekee ya kompyuta.

1.4 Kipindi cha nne (1980-sasa)

Kipindi kinachofuata katika mageuzi ya mifumo ya uendeshaji inahusishwa na ujio wa nyaya za kuunganisha kwa kiasi kikubwa (LSI). Katika miaka hii, kulikuwa na ongezeko kubwa la kiwango cha ushirikiano na kupunguza gharama ya microcircuits. Kompyuta ilipatikana kwa mtu binafsi, na zama za kompyuta za kibinafsi zilianza. Kwa mtazamo wa usanifu, kompyuta za kibinafsi hazikuwa tofauti na darasa la kompyuta ndogo kama vile PDP-11, lakini bei zao zilikuwa tofauti sana. Ikiwa kompyuta ndogo ilifanya iwezekane kwa idara ya biashara au chuo kikuu kuwa na kompyuta yake, basi kompyuta ya kibinafsi ilifanya hii iwezekane kwa mtu binafsi.

Kompyuta ilitumiwa sana na wasio wataalamu, ambayo ilihitaji maendeleo ya programu "ya kirafiki", ambayo ilikomesha tabaka la watengeneza programu.

Soko la mfumo wa uendeshaji lilitawaliwa na mifumo miwili: MS-DOS na UNIX. Programu moja, ya mtumiaji mmoja MS-DOS OS ilitumiwa sana kwa kompyuta zilizojengwa kwenye Intel 8088, na baadaye microprocessors 80286, 80386 na 80486. Programu nyingi, UNIX OS ya watumiaji wengi ilitawala kati ya kompyuta zisizo za Intel. , hasa zile zilizojengwa kwenye wasindikaji wa utendaji wa juu wa RISC.

Katikati ya miaka ya 80, mitandao ya kompyuta za kibinafsi zinazoendesha chini ya mtandao au mifumo ya uendeshaji iliyosambazwa ilianza kuendeleza haraka.

Katika OS zilizo na mtandao, watumiaji lazima wafahamu uwepo wa kompyuta zingine na lazima waingie kwenye kompyuta nyingine ili kutumia rasilimali zake, haswa faili. Kila mashine kwenye mtandao inaendesha mfumo wake wa uendeshaji wa ndani, ambao hutofautiana na OS ya kompyuta ya kujitegemea kwa kuwa ina zana za ziada zinazoruhusu kompyuta kufanya kazi kwenye mtandao. OS ya mtandao haina tofauti za kimsingi kutoka kwa OS ya kompyuta-processor moja. Ni lazima iwe na usaidizi wa programu kwa vifaa vya kiolesura cha mtandao (dereva ya adapta ya mtandao), pamoja na zana za kuingia kwa mbali kwa kompyuta zingine kwenye mtandao na njia za ufikiaji faili zilizofutwa, hata hivyo, nyongeza hizi hazibadilishi sana muundo wa mfumo wa uendeshaji yenyewe.

2. Uainishaji wa OS

Mifumo ya uendeshaji inaweza kutofautiana katika vipengele vya utekelezaji wa algorithms ya ndani ya kusimamia rasilimali kuu za kompyuta (wasindikaji, kumbukumbu, vifaa), vipengele vya mbinu za kubuni zinazotumiwa, aina za majukwaa ya vifaa, maeneo ya matumizi na mali nyingine nyingi.

Chini ni uainishaji wa OS kulingana na sifa kadhaa za msingi.

2.1 Vipengele vya algorithms ya usimamizi wa rasilimali

Ufanisi wa OS nzima ya mtandao kwa ujumla inategemea ufanisi wa algorithms ya kusimamia rasilimali za kompyuta za ndani. Kwa hiyo, wakati wa kuashiria OS ya mtandao, mara nyingi hutaja vipengele muhimu zaidi vya utekelezaji wa kazi za OS kwa kusimamia wasindikaji, kumbukumbu, na vifaa vya nje vya kompyuta ya uhuru. Kwa mfano, kulingana na sifa za algorithm ya kudhibiti processor inayotumiwa, mifumo ya uendeshaji imegawanywa katika kufanya kazi nyingi na kufanya kazi moja, watumiaji wengi na mtumiaji mmoja, mifumo inayounga mkono usindikaji wa nyuzi nyingi na ile isiyofanya kazi nyingi. processor na mifumo ya processor moja.

Usaidizi wa multitasking. Kulingana na idadi ya kazi zilizofanywa wakati huo huo, mifumo ya uendeshaji inaweza kugawanywa katika madarasa mawili:

kufanya kazi moja (kwa mfano, MS-DOS, MSX) na

multitasking (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

Mifumo ya uendeshaji ya kufanya kazi moja hasa hufanya kazi ya kumpa mtumiaji mashine ya kawaida, na kufanya mchakato wa mwingiliano kati ya mtumiaji na kompyuta kuwa rahisi na rahisi zaidi. Mifumo ya uendeshaji ya kazi moja inajumuisha zana za udhibiti wa kifaa cha pembeni, zana za usimamizi wa faili na zana za mawasiliano ya watumiaji.

Multitasking OS, pamoja na vipengele vilivyo hapo juu, hudhibiti mgawanyo wa rasilimali zinazoshirikiwa kama vile kichakataji, RAM, faili na vifaa vya nje.

Msaada kwa hali ya watumiaji wengi. Kulingana na idadi ya watumiaji wanaotumia wakati mmoja, mifumo ya uendeshaji imegawanywa katika:

mtumiaji mmoja (MS-DOS, Windows 3.x, matoleo ya awali ya OS/2);

watumiaji wengi (UNIX, Windows NT).

Tofauti kuu kati ya mifumo ya watumiaji wengi na mifumo ya mtumiaji mmoja ni upatikanaji wa njia za kulinda habari za kila mtumiaji kutoka kwa ufikiaji usioidhinishwa na watumiaji wengine. Ikumbukwe kwamba si kila mfumo wa multitasking ni wa watumiaji wengi, na sio kila OS ya mtumiaji mmoja ni kazi moja.

Shughuli nyingi za mapema na zisizo za mapema. Rasilimali muhimu zaidi iliyoshirikiwa ni wakati wa processor. Njia ya kusambaza muda wa processor kati ya michakato kadhaa iliyopo kwa wakati mmoja (au nyuzi) kwenye mfumo kwa kiasi kikubwa huamua maalum ya OS. Kati ya chaguzi nyingi zilizopo za kutekeleza multitasking, vikundi viwili vya algorithms vinaweza kutofautishwa:

multitasking isiyo ya preemptive (NetWare, Windows 3.x);

preemptive multitasking (Windows NT, OS/2, UNIX).

Tofauti kuu kati ya shughuli nyingi za mapema na zisizo za preemptive ni kiwango cha uwekaji kati wa utaratibu wa kuratibu mchakato. Katika kesi ya kwanza, utaratibu wa upangaji wa mchakato umejilimbikizia kabisa katika mfumo wa uendeshaji, na kwa pili, inasambazwa kati ya mfumo na programu za maombi. Kwa kufanya kazi nyingi zisizo za mapema, mchakato amilifu huendelea hadi, kwa hiari yake yenyewe, kutoa udhibiti kwa mfumo wa uendeshaji ili uchague mchakato mwingine ulio tayari kuendeshwa kutoka kwa foleni. Kwa kazi nyingi za mapema, uamuzi wa kubadili kichakataji kutoka kwa mchakato mmoja hadi mwingine hufanywa na mfumo wa uendeshaji, na sio mchakato yenyewe.

Usaidizi wa usomaji mwingi. Mali muhimu ya mifumo ya uendeshaji ni uwezo wa kusawazisha mahesabu ndani ya kazi moja. OS yenye nyuzi nyingi hugawanya wakati wa processor si kati ya kazi, lakini kati ya matawi yao binafsi (nyuzi).

Usindikaji mwingi. Mali nyingine muhimu ya OS ni kutokuwepo au kuwepo ndani yake ya usaidizi wa multiprocessing - multiprocessing. Usindikaji mwingi husababisha utata wa kanuni zote za usimamizi wa rasilimali.

Siku hizi, inakuwa mazoea ya kawaida kuanzisha kazi za usaidizi wa usindikaji nyingi kwenye OS. Vipengele kama hivyo vinapatikana katika Solaris 2.x ya Sun, Santa Crus Operations' Open Server 3.x, OS/2 ya IBM, Windows NT ya Microsoft, na Novell's NetWare 4.1.

Mifumo ya uendeshaji ya Multiprocessor inaweza kuainishwa kulingana na jinsi mchakato wa kompyuta unavyopangwa katika mfumo wenye usanifu wa multiprocessor: mifumo ya uendeshaji ya asymmetric na mifumo ya uendeshaji ya ulinganifu. Mfumo wa Uendeshaji usio na ulinganifu hutumika kabisa kwenye kichakataji kimoja tu cha mfumo, na kusambaza kazi za programu kwenye vichakataji vilivyosalia. Mfumo wa Uendeshaji linganifu umegatuliwa kabisa na hutumia kundi zima la wasindikaji, na kuwagawanya kati ya kazi za mfumo na programu.

Hapo juu tulijadili sifa za OS zinazohusiana na usimamizi wa aina moja tu ya rasilimali - processor. Vipengele vya mifumo midogo ya usimamizi wa rasilimali za ndani—kumbukumbu, faili, na mifumo midogo ya usimamizi wa vifaa vya pembejeo/towe—zina ushawishi muhimu katika mwonekano wa mfumo endeshi kwa ujumla na juu ya uwezekano wa matumizi yake katika eneo fulani.

Umuhimu wa OS pia unaonyeshwa kwa njia ya kutekeleza kazi za mtandao: utambuzi na uelekezaji wa maombi kwenye mtandao. rasilimali za mbali, kutuma ujumbe kwenye mtandao, kufanya maombi ya mbali. Wakati wa kutekeleza kazi za mtandao, seti ya kazi hutokea kuhusiana na asili iliyosambazwa ya kuhifadhi na usindikaji wa data kwenye mtandao: kudumisha taarifa za kumbukumbu kuhusu rasilimali zote na seva zinazopatikana kwenye mtandao, kushughulikia michakato ya kuingiliana, kuhakikisha uwazi wa upatikanaji, urudiaji wa data, upatanisho wa data. nakala, kudumisha usalama wa data.

2. 2 Vipengele vya majukwaa ya vifaa

Mali ya mfumo wa uendeshaji huathiriwa moja kwa moja na vifaa ambavyo imeundwa. Kulingana na aina ya vifaa, mifumo ya uendeshaji ya kompyuta binafsi, minicomputers, mainframes, makundi na mitandao ya kompyuta wanajulikana. Miongoni mwa aina zilizoorodheshwa za kompyuta, kunaweza kuwa na chaguzi zote mbili za processor na multiprocessor. Kwa hali yoyote, maalum ya vifaa kawaida huonyeshwa katika maalum ya mifumo ya uendeshaji.

Kwa wazi, OS ya mashine kubwa ni ngumu zaidi na inafanya kazi kuliko OS ya kompyuta binafsi. Kwa hivyo, katika OS ya mashine kubwa, kazi za kupanga mtiririko wa kazi zinazofanywa zinatekelezwa kwa utumiaji wa taaluma ngumu za kipaumbele na zinahitaji nguvu zaidi ya kompyuta kuliko kwenye OS ya kompyuta za kibinafsi. Hali ni sawa na kazi nyingine.

Mfumo wa Uendeshaji wa mtandao unajumuisha njia za kutuma ujumbe kati ya kompyuta kupitia njia za mawasiliano ambazo hazihitajiki kabisa katika Mfumo wa Uendeshaji uliojitegemea. Kulingana na ujumbe huu, mfumo wa uendeshaji wa mtandao unaunga mkono ugawaji wa rasilimali za kompyuta kati ya watumiaji wa mbali waliounganishwa kwenye mtandao. Ili kusaidia kazi za uhamishaji wa ujumbe, mifumo ya uendeshaji ya mtandao ina vifaa maalum vya programu ambavyo hutekelezea itifaki maarufu za mawasiliano kama vile IP, IPX, Ethernet na zingine.

Mifumo ya Multiprocessor inahitaji shirika maalum kutoka kwa mfumo wa uendeshaji, kwa msaada ambao mfumo wa uendeshaji yenyewe, pamoja na maombi ambayo inasaidia, inaweza kutekelezwa kwa sambamba na wasindikaji binafsi wa mfumo. Uendeshaji sambamba sehemu za mtu binafsi OS inajenga matatizo ya ziada kwa watengenezaji wa OS, kwa kuwa katika kesi hii ni vigumu zaidi kuhakikisha upatikanaji thabiti wa michakato ya mtu binafsi kwenye meza za mfumo wa kawaida, ili kuondoa athari za jamii na matokeo mengine yasiyofaa ya utekelezaji wa asynchronous wa kazi.

Mahitaji mengine yanatumika kwa mifumo ya uendeshaji ya nguzo. Kundi ni mkusanyiko uliounganishwa kwa urahisi wa mifumo kadhaa ya kompyuta inayofanya kazi pamoja ili kuendesha programu za kawaida na kuonekana kwa mtumiaji kama mfumo mmoja. Pamoja na vifaa maalum kwa ajili ya operesheni mifumo ya nguzo Usaidizi wa programu kutoka kwa mfumo wa uendeshaji pia unahitajika, ambayo inakuja chini hasa kwa usawazishaji wa upatikanaji wa rasilimali zilizoshirikiwa, kugundua makosa na usanidi wa mfumo wa nguvu. Moja ya maendeleo ya kwanza katika uwanja wa teknolojia ya nguzo ilikuwa suluhisho kutoka kwa Vifaa vya Dijiti kulingana na kompyuta za VAX. Kampuni hivi majuzi iliingia katika makubaliano na Microsoft Corporation ili kuendeleza teknolojia ya nguzo kwa kutumia Windows NT. Makampuni kadhaa hutoa makundi kulingana na mashine za UNIX.

Pamoja na OS ambazo zinazingatia aina maalum sana ya jukwaa la vifaa, kuna mifumo ya uendeshaji ambayo imeundwa mahsusi ili iweze kuhamishwa kwa urahisi kutoka kwa aina moja ya kompyuta hadi aina nyingine ya kompyuta, kinachojulikana kama OS ya simu. Wengi mfano mkali OS hii ni maarufu Mfumo wa UNIX. Katika mifumo hii, maeneo yanayotegemea vifaa yanawekwa kwa uangalifu, ili mfumo unapohamishiwa kwenye jukwaa jipya, pekee huandikwa upya. Njia ya kurahisisha kuhamisha sehemu nyingine ya Mfumo wa Uendeshaji ni kuiandika katika lugha inayojitegemea kwa mashine, kama vile C, ambayo iliundwa kwa ajili ya mifumo ya uendeshaji ya programu.

2. 3 Vipengele vya maeneo ya matumizi

Mifumo ya uendeshaji ya multitasking imegawanywa katika aina tatu kulingana na vigezo vya ufanisi vinavyotumiwa katika maendeleo yao:

mifumo ya usindikaji wa kundi (kwa mfano, OC EC),

mifumo ya kushiriki wakati (UNIX, VMS),

mifumo ya wakati halisi (QNX, RT/11).

Mifumo ya usindikaji wa bechi ilikusudiwa kutatua shida haswa za asili ya hesabu ambayo haihitaji risiti ya haraka matokeo. Lengo kuu na kigezo cha ufanisi wa mifumo ya usindikaji wa kundi ni kiwango cha juu matokeo, yaani, kutatua idadi kubwa ya matatizo kwa kitengo cha wakati. Ili kufikia lengo hili, mifumo ya usindikaji wa kundi hutumia mpango wa uendeshaji wafuatayo: mwanzoni mwa kazi, kundi la kazi linaundwa, kila kazi ina mahitaji ya rasilimali za mfumo; kutoka kwa kifurushi hiki cha kazi mchanganyiko wa programu nyingi huundwa, ambayo ni, kazi nyingi zilizofanywa wakati huo huo. Kwa utekelezaji wa wakati huo huo, kazi huchaguliwa ambazo zina mahitaji tofauti ya rasilimali, ili kuhakikisha mzigo wa usawa kwenye vifaa vyote vya kompyuta; kwa mfano, katika mchanganyiko wa programu nyingi, uwepo wa wakati huo huo wa kazi za computational na kazi kubwa za I / O ni za kuhitajika. Kwa hivyo, uchaguzi wa kazi mpya kutoka kwa kifurushi cha kazi inategemea hali ya ndani, inayojitokeza katika mfumo, yaani, kazi ya "faida" imechaguliwa. Kwa hiyo, katika OS hiyo haiwezekani kuhakikisha kukamilika kwa kazi fulani ndani kipindi fulani wakati. Katika mifumo ya usindikaji wa kundi, kubadili processor kutoka kuendesha kazi moja hadi nyingine hutokea tu ikiwa kazi yenyewe inaacha processor, kwa mfano, kutokana na haja ya kufanya operesheni ya I / O. Kwa hiyo, kazi moja inaweza kuchukua processor kwa muda mrefu, na hivyo haiwezekani kukamilisha kazi zinazoingiliana. Kwa hivyo, mwingiliano wa mtumiaji na kompyuta ambayo mfumo wa usindikaji wa kundi umewekwa chini ya ukweli kwamba yeye huleta kazi, humpa mtoaji-opereta, na mwisho wa siku, baada ya kukamilisha kundi zima la kazi. , anapokea matokeo. Kwa wazi, mpangilio huu unapunguza ufanisi wa mtumiaji.

Mifumo ya kugawana wakati imeundwa ili kurekebisha drawback kuu ya mifumo ya usindikaji wa kundi - kutengwa kwa mtumiaji-programu kutoka kwa mchakato wa kufanya kazi zake. Kila mtumiaji wa mfumo wa kugawana wakati hutolewa na terminal ambayo anaweza kufanya mazungumzo na programu yake. Kwa kuwa mifumo ya kushiriki wakati hutenga kipande cha muda wa CPU kwa kila kazi, hakuna kazi moja inayochukua kichakataji kwa muda mrefu sana, na nyakati za majibu zinakubalika. Ikiwa quantum imechaguliwa ndogo ya kutosha, basi watumiaji wote wanaofanya kazi wakati huo huo kwenye mashine moja wana hisia kwamba kila mmoja wao anatumia mashine pekee. Ni wazi kuwa mifumo ya kugawana wakati ina upitishaji wa chini kuliko mifumo ya usindikaji wa batch, kwani kila kazi iliyozinduliwa na mtumiaji inakubaliwa kwa utekelezaji, na sio ile ambayo ni "manufaa" kwa mfumo, na, kwa kuongeza, kuna ziada. ya nguvu ya kompyuta kwa ajili ya kubadilisha kichakataji mara kwa mara kutoka kazi hadi kazi. Kigezo cha ufanisi wa mifumo ya kugawana wakati sio upeo wa juu, lakini urahisi na ufanisi wa mtumiaji.

Mifumo ya wakati halisi hutumiwa kudhibiti vitu anuwai vya kiufundi, kama zana ya mashine, satelaiti, kisayansi usanidi wa majaribio au michakato ya kiteknolojia, kama vile mstari wa galvanic, mchakato wa tanuru ya mlipuko, nk. Katika matukio haya yote, kuna muda wa juu unaoruhusiwa wakati ambapo programu moja au nyingine inayodhibiti kitu lazima itekelezwe, vinginevyo ajali inaweza kutokea: satelaiti itaondoka eneo la mwonekano, data ya majaribio kutoka kwa sensorer itapotea, unene wa mipako ya galvanic haitafanana na kawaida. Kwa hivyo, kigezo cha ufanisi wa mifumo ya wakati halisi ni uwezo wao wa kuhimili vipindi vya muda vilivyopangwa kati ya kuzindua programu na kupata matokeo (kitendo cha kudhibiti). Wakati huu unaitwa wakati wa majibu ya mfumo, na mali inayofanana ya mfumo inaitwa reactivity. Kwa mifumo hii, mchanganyiko wa programu nyingi ni seti iliyowekwa ya programu zilizotengenezwa hapo awali, na uteuzi wa programu ya utekelezaji unafanywa kulingana na hali ya sasa ya kitu au kwa mujibu wa ratiba ya kazi iliyopangwa.

Mifumo mingine ya uendeshaji inaweza kuchanganya sifa za aina tofauti za mifumo, kwa mfano, kazi zingine zinaweza kufanywa katika hali ya usindikaji wa kundi, na zingine kwa wakati halisi au katika hali ya kugawana wakati. Katika hali kama hizi, hali ya usindikaji wa kundi mara nyingi huitwa hali ya nyuma.

2. 4 Makala ya mbinu za ujenzi

Wakati wa kuelezea mfumo wa uendeshaji, vipengele vyake vinaonyeshwa mara nyingi. shirika la muundo na dhana za msingi zinazohusika.

Dhana hizi za kimsingi ni pamoja na:

Njia za kujenga kernel ya mfumo - kernel monolithic au mbinu ya microkernel. Mifumo mingi ya uendeshaji hutumia kerneli ya monolithic, ambayo imeundwa kama programu moja inayoendesha katika hali ya upendeleo na hutumia mabadiliko ya haraka kutoka kwa utaratibu mmoja hadi mwingine bila kuhitaji kubadili kutoka kwa hali ya upendeleo hadi kwa mtumiaji na kinyume chake. Njia mbadala ni kujenga OS kulingana na microkernel, ambayo pia inafanya kazi katika hali ya upendeleo na hufanya kazi ndogo tu za usimamizi wa vifaa, wakati kazi za kiwango cha juu za OS zinafanywa na vipengele maalum vya OS - seva zinazoendesha katika hali ya mtumiaji. Kwa muundo huu, OS inafanya kazi polepole zaidi, kwani mabadiliko kati ya hali ya upendeleo na hali ya mtumiaji mara nyingi hufanywa, lakini mfumo unageuka kuwa rahisi zaidi - kazi zake zinaweza kupanuliwa, kurekebishwa au kupunguzwa kwa kuongeza, kurekebisha au kuwatenga seva za hali ya mtumiaji. . Kwa kuongezea, seva zinalindwa vyema kutoka kwa kila mmoja, kama ilivyo kwa michakato yoyote ya watumiaji.

Kujenga OS kulingana na mbinu ya mwelekeo wa kitu hufanya iwezekanavyo kutumia faida zake zote, ambazo zimejidhihirisha wenyewe katika ngazi ya maombi, ndani ya mfumo wa uendeshaji, yaani: mkusanyiko wa ufumbuzi wa mafanikio kwa namna ya vitu vya kawaida, uwezo wa unda vitu vipya kulingana na vilivyopo kwa kutumia utaratibu wa urithi, ulinzi mzuri wa data kwa sababu ya kuingizwa kwao ndani miundo ya ndani kitu, ambayo inafanya data haipatikani kwa matumizi yasiyoidhinishwa kutoka nje, muundo wa mfumo, unaojumuisha seti ya vitu vilivyoelezwa vizuri.

Uwepo wa mazingira kadhaa ya maombi hufanya iwezekanavyo kuendesha wakati huo huo maombi yaliyotengenezwa kwa mifumo kadhaa ya uendeshaji ndani ya OS moja. Mifumo mingi ya uendeshaji ya kisasa kwa wakati mmoja inasaidia MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2, au angalau kitengo kidogo cha seti hii maarufu. Wazo la mazingira ya programu nyingi hutekelezwa kwa urahisi katika OS kulingana na microkernel, ambayo seva mbalimbali hufanya kazi, ambazo baadhi hutekeleza mazingira ya matumizi ya mfumo fulani wa uendeshaji.

Shirika lililosambazwa la mfumo wa uendeshaji hufanya iwezekanavyo kurahisisha kazi ya watumiaji na waandaaji wa programu katika mazingira ya mtandao. Mfumo wa Uendeshaji uliosambazwa hutekeleza taratibu zinazoruhusu mtumiaji kufikiria na kutambua mtandao katika mfumo wa kompyuta ya kitamaduni ya kichakataji kimoja. Vipengele vya tabia shirika la OS lililosambazwa ni: uwepo wa huduma ya usaidizi iliyounganishwa kwa rasilimali zilizoshirikiwa, huduma ya muda iliyounganishwa, matumizi ya utaratibu wa simu ya mbali (RPC) kwa usambazaji wa uwazi wa taratibu za programu kwenye mashine, usindikaji wa nyuzi nyingi, ambayo inakuwezesha sambamba mahesabu ndani ya kazi moja na kufanya kazi hii kwenye kompyuta kadhaa mara moja mitandao, pamoja na upatikanaji wa huduma nyingine kusambazwa.

3. Dhana za kisasa na teknolojia za kubuni mifumo ya uendeshaji, mahitaji ya OSXXIkarne

Mfumo wa uendeshaji ndio msingi wa programu ya mtandao; huunda mazingira ya kuendesha programu na kwa kiasi kikubwa huamua ni faida gani programu hizo zitakuwa kwa mtumiaji. Katika suala hili, tutazingatia mahitaji ambayo OS ya kisasa inapaswa kukidhi.

Ni wazi, hitaji kuu la mfumo wa uendeshaji ni uwezo wa kufanya kazi za kimsingi: usimamizi bora wa rasilimali na kutoa kiolesura rahisi kwa mtumiaji na. programu za maombi. OS ya kisasa, kama sheria, lazima itekeleze usindikaji wa programu nyingi, kumbukumbu halisi, kubadilishana, kuunga mkono kiolesura cha madirisha mengi, na pia kufanya wengine wengi, kabisa. kazi muhimu. Mbali na mahitaji haya ya utendaji, mifumo ya uendeshaji inakabiliwa na mahitaji muhimu ya soko. Mahitaji haya ni pamoja na:

· Upanuzi. Kanuni inapaswa kuandikwa kwa njia ambayo ni rahisi kufanya nyongeza na mabadiliko ikiwa ni lazima, bila kuharibu uadilifu wa mfumo.

· Kubebeka. Nambari inapaswa kubebeka kwa urahisi kutoka kwa aina moja ya kichakataji hadi aina nyingine ya kichakataji, na kutoka kwa jukwaa la vifaa (ambalo linajumuisha, pamoja na aina ya kichakataji, jinsi vifaa vyote vya kompyuta vimepangwa) vya aina moja hadi nyingine ya jukwaa la vifaa.

· Kuegemea na uvumilivu wa makosa. Mfumo lazima ulindwe kutoka kwa ndani na makosa ya nje, kushindwa na kushindwa. Vitendo vyake vinapaswa kutabirika kila wakati, na programu hazipaswi kudhuru OS.

· Utangamano. OS lazima iwe na uwezo wa kuendesha programu za programu zilizoandikwa kwa mifumo mingine ya uendeshaji. Kwa kuongeza, kiolesura cha mtumiaji lazima kiendane na mifumo iliyopo na viwango.

· Usalama. Mfumo wa Uendeshaji lazima uwe na njia za kulinda rasilimali za watumiaji wengine kutoka kwa wengine.

· Uzalishaji. Mfumo lazima uwe wa haraka na msikivu kadri mfumo wa maunzi unavyoruhusu.

Hebu tuangalie kwa karibu baadhi ya mahitaji haya.

Upanuzi Ingawa vifaa vya kompyuta vinakuwa vya kizamani ndani ya miaka michache, maisha yenye manufaa mifumo ya uendeshaji inaweza kupimwa kwa miongo kadhaa. Mfano ni UNIX OS. Kwa hiyo, mifumo ya uendeshaji daima hubadilika kwa muda, na mabadiliko haya ni muhimu zaidi kuliko mabadiliko ya vifaa. Mabadiliko ya Mfumo wa Uendeshaji kawaida huwakilisha upataji wa mali mpya. Kwa mfano, usaidizi wa vifaa vipya kama vile CD-ROM, uwezo wa kuwasiliana na aina mpya za mitandao, usaidizi wa teknolojia za kuahidi kama vile violesura vya picha au mazingira ya programu yanayolengwa na kitu, na matumizi ya zaidi ya kichakataji kimoja. Kudumisha uadilifu wa kanuni, bila kujali mabadiliko yanayofanywa kwa mfumo wa uendeshaji, ni lengo kuu la maendeleo.

Upanuzi unaweza kupatikana kupitia muundo wa msimu wa OS, ambayo programu zinajengwa kutoka kwa seti ya moduli za kibinafsi zinazoingiliana tu kupitia kiolesura cha kazi. Vipengele vipya vinaweza kuongezwa kwa mfumo wa uendeshaji kwa njia ya kawaida, na hufanya kazi yao kwa kutumia miingiliano inayoungwa mkono na vipengele vilivyopo.

Kutumia vitu kuwakilisha rasilimali za mfumo pia huboresha upanuzi wa mfumo. Vipengee ni aina za data dhahania ambazo unaweza kutekeleza tu vitendo ambavyo vinatolewa na seti maalum ya kazi za kitu. Vitu hukuruhusu kudhibiti rasilimali za mfumo kwa njia thabiti. Kuongeza vitu vipya hakuharibu vitu vilivyopo na hauhitaji mabadiliko kwa msimbo uliopo.

Fursa bora za upanuzi hutolewa na mbinu ya seva-teja ya kuunda OS kwa kutumia teknolojia ya microkernel. Kwa mujibu wa mbinu hii, OS imejengwa kama mchanganyiko wa programu ya udhibiti wa upendeleo na seti ya huduma za seva zisizo na upendeleo. Sehemu kuu ya Mfumo wa Uendeshaji inaweza kubaki bila kubadilika wakati seva mpya zinaongezwa au za zamani zikiboreshwa.

Simu za utaratibu wa mbali (RPC) pia hutoa uwezo wa kupanua utendakazi wa OS. Taratibu mpya za programu zinaweza kuongezwa kwa mashine yoyote kwenye mtandao na kupatikana mara moja kwa programu za programu kwenye mashine zingine kwenye mtandao.

Ili kuboresha upanuzi, baadhi ya mifumo ya uendeshaji inasaidia viendeshi vinavyoweza kupakuliwa ambavyo vinaweza kuongezwa kwenye mfumo wakati unafanya kazi. Mifumo mipya ya faili, vifaa, na mitandao inaweza kuungwa mkono kwa kuandika kiendeshi cha kifaa, kiendesha mfumo wa faili, au kiendeshi cha usafiri na kuipakia kwenye mfumo.

Kubebeka Mahitaji ya kubebeka kwa msimbo yanahusiana kwa karibu na upanuzi. Upanuzi hukuruhusu kuboresha mfumo wa uendeshaji, wakati kubebeka hukuruhusu kuhamisha mfumo mzima kwa mashine kulingana na processor tofauti au jukwaa la vifaa, wakati wote ukifanya mabadiliko madogo kwa nambari iwezekanavyo. Ingawa mifumo ya uendeshaji mara nyingi hufafanuliwa kuwa ya kubebeka au isiyoweza kubebeka, kubebeka si hali ya mfumo shirikishi. Swali sio ikiwa mfumo unaweza kuhamishwa, lakini jinsi unaweza kufanywa kwa urahisi. Kuandika OS inayobebeka ni sawa na kuandika msimbo wowote wa kubebeka - unahitaji kufuata sheria fulani.

Kwanza, msimbo mwingi unapaswa kuandikwa katika lugha ambayo inapatikana kwenye mashine zote ambazo ungependa kuweka mfumo. Kwa kawaida hii inamaanisha kuwa msimbo lazima uandikwe katika lugha ya kiwango cha juu, ikiwezekana lugha sanifu kama vile C. Programu iliyoandikwa kwa lugha ya mkusanyiko haiwezi kubebeka isipokuwa ikiwa unakusudia kuihamisha hadi kwa mashine ambayo ina upatanifu wa amri na yako.

Pili, unapaswa kuzingatia ni mazingira gani ya kimwili ambayo programu inapaswa kuhamishiwa. Vifaa tofauti vinahitaji ufumbuzi tofauti wakati wa kuunda OS. Kwa mfano, OS iliyojengwa kwenye anwani za 32-bit haiwezi kutumwa kwa mashine yenye anwani 16-bit (isipokuwa kwa shida kubwa).

Tatu, ni muhimu kupunguza au, ikiwa inawezekana, kuondokana na sehemu hizo za kanuni zinazoingiliana moja kwa moja na vifaa. Utegemezi wa vifaa unaweza kuchukua aina nyingi. Baadhi ya aina dhahiri za utegemezi ni pamoja na udanganyifu wa moja kwa moja wa rejista na vifaa vingine.

Nne, ikiwa kanuni inayotegemea vifaa haiwezi kuondolewa kabisa, basi inapaswa kutengwa katika moduli kadhaa za ujanibishaji vizuri. Nambari inayotegemea maunzi haipaswi kusambazwa katika mfumo mzima. Kwa mfano, unaweza kuficha muundo maalum wa maunzi katika data iliyoainishwa na programu ya aina ya dhahania. Modules nyingine za mfumo zitafanya kazi na data hii, na si kwa vifaa, kwa kutumia seti ya kazi fulani. Wakati OS inapohamishwa, data hii pekee na vitendakazi vinavyoidhibiti hubadilika.

Kwa uhamisho rahisi Wakati wa kuunda OS, mahitaji yafuatayo lazima yakamilishwe:

· Lugha ya hali ya juu inayobebeka. Mifumo mingi ya uendeshaji imeandikwa katika C (ANSI X3.159-1989 standard). Wasanidi programu huchagua C kwa sababu imesawazishwa na kwa sababu vikusanyaji vya C vinapatikana kwa wingi. Lugha ya kukusanyika inatumika tu kwa sehemu zile za mfumo ambazo lazima ziingiliane moja kwa moja na maunzi (kwa mfano, kidhibiti cha kukatiza) au kwa sehemu zinazohitaji. kasi ya juu(kwa mfano, hesabu kamili ya usahihi wa juu). Wakati huo huo, msimbo usio na portable lazima utenganishwe kwa makini ndani ya vipengele ambako hutumiwa.

· Kutengwa kwa processor. Baadhi ya sehemu za kiwango cha chini za Mfumo wa Uendeshaji lazima ziwe na ufikiaji wa miundo na rejista za data nyeti kwa kichakataji. Hata hivyo, msimbo unaofanya hivi lazima uwe ndani ya moduli ndogo ambazo zinaweza kubadilishwa na moduli zinazofanana kwa wasindikaji wengine.

· Kutengwa kwa jukwaa. Utegemezi wa jukwaa unarejelea tofauti kati ya vituo vya kazi kutoka kwa wazalishaji tofauti ambavyo vimejengwa kwenye kichakataji sawa (kwa mfano, MIPS R4000). Lazima iingizwe kiwango cha programu, ambayo huondoa maunzi (cache, vidhibiti vya kukatiza vya I/O, n.k.) pamoja na safu ya programu za kiwango cha chini ili msimbo wa kiwango cha juu hauhitaji kubadilika unapohamishwa kutoka jukwaa moja hadi jingine.

Utangamano Kipengele kimoja cha utangamano ni uwezo wa OS kuendesha programu zilizoandikwa kwa mifumo mingine ya uendeshaji au kwa zaidi matoleo ya awali mfumo huu wa uendeshaji, pamoja na majukwaa mengine ya vifaa.

Ni muhimu kutenganisha masuala ya utangamano wa binary na utangamano katika ngazi maandishi ya chanzo maombi. Utangamano wa binary unapatikana wakati unaweza kuchukua programu inayoweza kutekelezwa na uiendeshe kwenye OS nyingine. Hii inahitaji: utangamano katika kiwango cha maagizo ya processor, utangamano katika kiwango cha simu za mfumo, na hata katika kiwango cha simu za maktaba, ikiwa zimeunganishwa kwa nguvu.

Utangamano katika kiwango cha chanzo unahitaji uwepo wa mkusanyaji unaofaa kama sehemu ya programu, na pia utangamano katika kiwango cha maktaba na simu za mfumo. Katika kesi hii, ni muhimu kukusanya tena maandishi ya chanzo yaliyopo kwenye moduli mpya inayoweza kutekelezwa.

Utangamano katika kiwango cha chanzo ni muhimu hasa kwa wasanidi programu, ambao daima wana msimbo wa chanzo. Lakini kwa watumiaji wa mwisho Upatanifu wa binary pekee ndio wa umuhimu wa vitendo, kwani ni wakati huo tu wanaweza kutumia bidhaa sawa ya kibiashara, iliyotolewa kama msimbo wa kutekelezwa wa binary, katika mazingira tofauti ya uendeshaji na kwenye mashine tofauti.

Ikiwa OS mpya inaoana au chanzo inaoana na mifumo iliyopo inategemea mambo mengi. Muhimu zaidi kati yao ni usanifu wa processor ambayo OS mpya inaendesha. Ikiwa kichakataji ambacho mfumo wa uendeshaji umewekwa kinatumia seti sawa ya maagizo (labda na nyongeza zingine) na safu sawa ya anwani, basi utangamano wa binary unaweza kupatikana kwa urahisi kabisa.

Ni vigumu zaidi kufikia utangamano wa binary kati ya wasindikaji kulingana na usanifu tofauti. Ili kompyuta moja iendeshe programu za nyingine (kwa mfano, programu ya DOS kwenye Mac), kompyuta hiyo lazima ifanye kazi na maagizo ya mashine ambayo haielewi mwanzoni. Kwa mfano, kichakataji cha 680x0 kwenye Mac lazima kitekeleze msimbo wa binary iliyoundwa kwa ajili ya kichakataji cha 80x86 kwenye Kompyuta. Kichakataji cha 80x86 kina avkodare yake ya mafundisho, rejista, na usanifu wa ndani. Kichakataji cha 680x0 haelewi msimbo wa binary 80x86, kwa hivyo ni lazima ichukue kila maagizo, isimbue ili kubainisha inafanya nini, kisha itekeleze utaratibu sawa ulioandikwa kwa 680x0. Kwa kuwa 680x0 pia haina rejista, bendera na kitengo cha mantiki ya ndani ya hesabu sawa na 80x86, ni lazima iige vipengele hivi vyote kwa kutumia rejista au kumbukumbu zake. Na inapaswa kuzaliana kwa uangalifu matokeo ya kila maagizo, ambayo yanahitaji utaratibu maalum wa maandishi kwa 680x0 ili kuhakikisha kuwa hali ya rejista na bendera zilizoigwa baada ya kila maagizo kutekelezwa ni sawa na kwenye 80x86 halisi.

Ni rahisi lakini sana kazi polepole, kwa kuwa msimbo mdogo ndani ya kichakataji cha 80x86 huendesha kwa kasi zaidi kuliko maagizo ya nje ya 680x0 ambayo yanaiga. Kwa wakati inachukua kutekeleza amri moja ya 80x86 kwenye 680x0, 80x86 halisi inaweza kutekeleza amri kadhaa. Kwa hivyo, ikiwa kichakataji cha uigaji hakina kasi ya kutosha kufidia hasara zote za kuiga, basi programu zinazoendeshwa chini ya uigaji zitakuwa polepole sana.

Suluhisho katika hali kama hizi ni kutumia kinachojulikana mazingira ya maombi. Kwa kuzingatia kwamba sehemu kuu ya programu, kama sheria, ina simu kwa kazi za maktaba, mazingira ya maombi yanaiga kazi zote za maktaba, kwa kutumia maktaba iliyoandikwa ya kazi za kusudi sawa, na amri zilizobaki huiga kila moja tofauti. .

Kuzingatia viwango vya POSIX pia ni njia ya kuhakikisha upatanifu kati ya programu na violesura vya mtumiaji. Katika nusu ya pili ya miaka ya 1980, mashirika ya serikali ya Merika yalianza kuunda POSIX kama viwango vya vifaa vya mikataba ya kompyuta ya serikali. POSIX ni "kiolesura cha mfumo wa uendeshaji kinachobebeka kulingana na UNIX". POSIX ni mkusanyiko wa viwango vya kimataifa vya kiolesura cha Mfumo wa Uendeshaji katika mtindo wa UNIX. Kutumia kiwango cha POSIX (kiwango cha IEEE 1003.1 - 1988) hukuruhusu kuunda programu za mtindo wa UNIX ambazo zinaweza kuhamishwa kwa urahisi kutoka kwa mfumo mmoja hadi mwingine.

Usalama Mbali na kiwango cha POSIX, serikali ya Marekani pia imefafanua mahitaji usalama wa kompyuta kwa maombi yanayotumiwa na serikali. Mengi ya mahitaji haya ni mali zinazohitajika kwa mfumo wowote wa watumiaji wengi. Sheria za usalama hufafanua sifa kama vile kulinda rasilimali za mtumiaji mmoja kutoka kwa wengine na kuweka sehemu za rasilimali ili kuzuia mtumiaji mmoja kuchukua rasilimali zote za mfumo (kama vile kumbukumbu).

Kuhakikisha ulinzi wa habari kutoka kwa upatikanaji usioidhinishwa ni kazi ya lazima ya mifumo ya uendeshaji ya mtandao. Katika walio wengi mifumo maarufu Kiwango cha usalama wa data kinacholingana na kiwango cha C2 katika mfumo wa viwango vya Marekani kimehakikishwa.

Misingi ya viwango vya usalama iliwekwa na Vigezo vya Kutathmini Mifumo ya Kompyuta Inayoaminika. Hati hii, iliyochapishwa nchini Marekani mwaka wa 1983 na Kituo cha Kitaifa cha Usalama wa Kompyuta (NCSC), mara nyingi huitwa Kitabu cha Orange.

Kwa mujibu wa mahitaji ya Kitabu cha Orange, mfumo salama unachukuliwa kuwa ule ambao "kupitia njia maalum za usalama hudhibiti ufikiaji wa habari kwa njia ambayo watu walioidhinishwa tu au michakato inayoendeshwa kwa niaba yao inaweza kupata ufikiaji wa kusoma, kuandika; kuunda au kufuta habari ".

Daraja la viwango vya usalama lililotolewa katika Orange Book linaweka kiwango cha chini cha usalama kuwa D na cha juu zaidi kama A.

· Daraja D linajumuisha mifumo ambayo tathmini yake imefichua kutokidhi mahitaji ya madarasa mengine yote.

· Sifa kuu za mifumo ya C ni: uwepo wa mfumo mdogo wa kurekodi matukio ya usalama na udhibiti wa ufikiaji uliochaguliwa. Kiwango cha C kimegawanywa katika viwango vidogo 2: kiwango cha C1, ambacho hutoa ulinzi wa data kutoka kwa makosa ya mtumiaji, lakini sio kutoka kwa vitendo vya washambuliaji, na kiwango cha C2 kali zaidi. Katika ngazi ya C2 lazima kuwe na njia mlango wa siri, kuhakikisha kuwa watumiaji wanatambuliwa kwa kuingiza jina la mtumiaji na nenosiri la kipekee kabla ya kuruhusiwa kufikia mfumo. Udhibiti mahususi wa ufikiaji unaohitajika katika kiwango hiki huruhusu mmiliki wa rasilimali kubainisha ni nani anayeweza kufikia rasilimali na anachoweza kufanya nayo. Mmiliki hufanya hivi kwa kutoa haki za ufikiaji kwa mtumiaji au kikundi cha watumiaji. Ukaguzi - Hutoa uwezo wa kutambua na kurekodi matukio muhimu ya usalama au majaribio yoyote ya kuunda, kufikia, au kufuta rasilimali za mfumo. Ulinzi wa kumbukumbu ni pale ambapo kumbukumbu huanzishwa kabla ya kutumika tena. Katika kiwango hiki, mfumo haujalindwa kutokana na makosa ya mtumiaji, lakini tabia ya mtumiaji inaweza kufuatiliwa kwa kutumia maingizo ya kumbukumbu yaliyoachwa na zana za ufuatiliaji na ukaguzi.

· Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya kwanza

· Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya programu nyingi kwa mifumo kuu

· Mifumo ya uendeshaji na mitandao ya kimataifa

Mifumo ya uendeshaji ya kompyuta ndogo na mitandao ya kwanza ya ndani

· Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji katika miaka ya 80

· Vipengele vya hatua ya sasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji

· Matatizo na mazoezi

Historia ya tawi lolote la sayansi au teknolojia inaruhusu sisi sio tu kukidhi udadisi wa asili, lakini pia kuelewa vizuri kiini cha mafanikio kuu ya sekta hii, kuelewa mwenendo uliopo na kutathmini kwa usahihi matarajio ya maeneo fulani ya maendeleo. Katika kipindi cha karibu nusu karne ya kuwepo kwao, mifumo ya uendeshaji imepitia njia ngumu, iliyojaa matukio mengi muhimu. Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji yaliathiriwa sana na mafanikio katika kuboresha msingi wa kipengele na vifaa vya kompyuta, hivyo hatua nyingi za maendeleo ya OS zinahusiana kwa karibu na kuibuka kwa aina mpya za majukwaa ya vifaa, kama vile kompyuta ndogo au kompyuta binafsi. Mifumo ya uendeshaji imepitia mageuzi makubwa kutokana na jukumu jipya la kompyuta katika mitandao ya ndani na kimataifa. Jambo muhimu zaidi katika maendeleo ya OS ilikuwa mtandao. Kadiri Mtandao huu unavyopata vipengele vya njia ya kimataifa ya mawasiliano ya watu wengi, mifumo ya uendeshaji inakuwa rahisi zaidi na rahisi kutumia, inajumuisha njia zilizotengenezwa za kusaidia habari za multimedia, na zina vifaa vya usalama vya kuaminika.

Kuibuka kwa mifumo ya kwanza ya uendeshaji

Wazo la kompyuta lilipendekezwa na mwanahisabati wa Kiingereza Charles Babage katikati ya karne ya kumi na tisa. "Injini yake ya Uchambuzi" haikuweza kufanya kazi kwa kweli kwa sababu teknolojia ya wakati huo haikukidhi mahitaji muhimu ili kutoa sehemu muhimu za mechanics. Bila shaka, hapakuwa na mazungumzo ya mfumo wa uendeshaji wa "kompyuta" hii.

Kuzaliwa halisi kwa kompyuta ya kidijitali kulitokea muda mfupi baada ya kumalizika kwa Vita vya Kidunia vya pili. Katikati ya miaka ya 40, vifaa vya kwanza vya kompyuta vya tube viliundwa. Wakati huo, kikundi sawa cha watu kilishiriki katika kubuni, uendeshaji, na programu ya kompyuta. Ilikuwa zaidi ya kazi ya utafiti katika uwanja wa teknolojia ya kompyuta, badala ya matumizi ya kompyuta kama chombo cha kutatua matatizo yoyote ya vitendo kutoka kwa maeneo mengine yaliyotumika. Upangaji ulifanyika katika lugha ya mashine pekee. Hakukuwa na programu ya mfumo isipokuwa maktaba za utaratibu wa hesabu na matumizi ambazo mpangaji programu angeweza kutumia ili kuepuka kulazimika kuandika msimbo kila wakati ili kukokotoa thamani ya baadhi ya chaguo za kukokotoa za hisabati au kudhibiti kifaa cha kawaida cha kuingiza/towe. Mifumo ya uendeshaji ilikuwa bado haijaonekana; kazi zote za kuandaa mchakato wa kompyuta zilitatuliwa kwa mikono na kila programu kutoka kwa paneli ya udhibiti, ambayo ilikuwa kifaa cha awali cha pato kilichojumuisha vifungo, swichi na viashiria. Tangu katikati ya miaka ya 50, kipindi kipya kilianza katika maendeleo ya teknolojia ya kompyuta, inayohusishwa na kuibuka kwa msingi mpya wa kiufundi - vipengele vya semiconductor. Utendaji wa wasindikaji umeongezeka, na kiasi cha RAM na kumbukumbu ya nje imeongezeka. Kompyuta zikawa za kutegemewa zaidi, sasa zingeweza kufanya kazi mfululizo kwa muda mrefu hivi kwamba wangeweza kukabidhiwa kufanya kazi muhimu kweli kweli.

Pamoja na uboreshaji wa vifaa, maendeleo yanayoonekana pia yalionekana katika uwanja wa otomatiki wa programu na shirika la kazi ya kompyuta. Katika miaka hii, lugha za kwanza za algorithmic zilionekana, na kwa hivyo aina mpya ya programu ya mfumo iliongezwa kwenye maktaba ya utaratibu wa hisabati na matumizi - watafsiri.

Utekelezaji wa kila programu ulianza kujumuisha idadi kubwa ya kazi za usaidizi: kupakia mtafsiri anayehitajika (ALGOL, FORTRAN, COBOL, nk), kuzindua mtafsiri na kupata programu inayosababisha. kanuni za mashine, kuunganisha programu na taratibu za maktaba, kupakia programu kwenye RAM, kuzindua programu, kutoa matokeo kwa kifaa cha pembeni. Ili kuandaa ushiriki mzuri wa watafsiri, programu za maktaba na wapakiaji, nafasi za waendeshaji zilianzishwa kwa wafanyikazi wa vituo vingi vya kompyuta, ambao walifanya kazi ya utaalam ya kuandaa mchakato wa kompyuta kwa watumiaji wote wa kituo hiki.

Lakini bila kujali jinsi waendeshaji walivyofanya kazi haraka na kwa uhakika, hawakuweza kushindana katika tija na kazi ya vifaa vya kompyuta. Mara nyingi kichakataji hakikuwa na kazi, kikingoja mwendeshaji kuzindua kazi inayofuata. Na kwa kuwa processor ilikuwa kifaa cha gharama kubwa sana, ufanisi wake wa chini ulimaanisha ufanisi mdogo katika kutumia kompyuta kwa ujumla. Ili kutatua tatizo hili, mifumo ya kwanza ya usindikaji wa kundi ilitengenezwa, ambayo ilifanya automatiska mlolongo mzima wa vitendo vya operator ili kuandaa mchakato wa kompyuta. Mifumo ya awali ya usindikaji wa bechi ilikuwa mfano wa mifumo ya uendeshaji ya kisasa; ikawa programu za kwanza za mfumo iliyoundwa sio kwa usindikaji wa data, lakini kwa kusimamia mchakato wa kompyuta.

Wakati wa utekelezaji wa mifumo ya usindikaji wa kundi, lugha rasmi ya udhibiti wa kazi ilitengenezwa, kwa msaada wa ambayo programu alifahamisha mfumo na operator ni vitendo gani na katika mlolongo gani alitaka kufanya kwenye kompyuta. Seti ya kawaida ya maagizo kawaida hujumuisha ishara ya kuanza kazi tofauti, akiita mtafsiri, akiita kipakiaji, ishara za mwanzo na mwisho wa data ya chanzo.

Opereta alikusanya kifurushi cha kazi, ambazo zilizinduliwa kwa mpangilio ili kutekelezwa bila ushiriki wake. programu ya kudhibiti- kufuatilia. Kwa kuongezea, mfuatiliaji alikuwa na uwezo wa kuchakata kwa uhuru hali za dharura za kawaida zilizokutana wakati wa uendeshaji wa programu za watumiaji, kama vile ukosefu wa data ya chanzo, kufurika kwa rejista, mgawanyiko kwa sifuri, ufikiaji wa eneo ambalo halipo, nk. kawaida ilikuwa seti ya kadi zilizopigwa, lakini kwa Ili kuharakisha kazi, inaweza kuhamishiwa kwa njia rahisi zaidi na yenye uwezo, kwa mfano, kwa mkanda wa magnetic au disk magnetic. Mpango wa kufuatilia yenyewe katika utekelezaji wa kwanza pia ulihifadhiwa kwenye kadi zilizopigwa au mkanda uliopigwa, na katika utekelezaji wa baadaye - kwenye mkanda wa magnetic na disks magnetic.

Mifumo ya awali ya usindikaji wa bechi ilipunguza kwa kiasi kikubwa muda uliotumika katika shughuli za usaidizi ili kuandaa mchakato wa kompyuta, ambayo ina maana kwamba hatua nyingine ilichukuliwa ili kuboresha ufanisi wa matumizi ya kompyuta. Walakini, wakati huo huo, watengenezaji wa programu za watumiaji walinyimwa ufikiaji wa moja kwa moja kwenye kompyuta, ambayo ilipunguza ufanisi wa kazi zao - kufanya marekebisho yoyote kunahitaji muda zaidi kuliko wakati wa kufanya kazi kwa maingiliano kwenye koni ya mashine.

Kuibuka kwa mifumo ya uendeshaji ya programu nyingi kwa mainframes

Kipindi cha pili muhimu katika maendeleo ya mifumo ya uendeshaji ilianza 1965-1975.

Kwa wakati huu, katika msingi wa kiufundi wa kompyuta kulikuwa na mpito kutoka kwa vipengele vya semiconductor binafsi kama vile transistors hadi mizunguko iliyounganishwa, ambayo ilifungua njia ya kutokea kwa kizazi kijacho cha kompyuta. Utendaji mkubwa wa saketi zilizojumuishwa umefanya iwezekane kutekeleza usanifu tata wa kompyuta, kama vile IBM/360, kwa vitendo.

Katika kipindi hiki, karibu taratibu zote za msingi za mifumo ya uendeshaji ya kisasa zilitekelezwa: multiprogramming, multiprocessing, msaada kwa multi-terminal mode multi-user, kumbukumbu virtual, mifumo ya faili, udhibiti wa upatikanaji na mitandao. Katika miaka hii, programu ya mfumo ilianza kustawi. Kutoka tawi la hisabati inayotumika ya riba hadi mduara finyu wa wataalam, upangaji wa mfumo unageuka kuwa tawi la tasnia ambalo lina athari ya moja kwa moja kwenye shughuli za vitendo za mamilioni ya watu. Tukio la mapinduzi la hatua hii lilikuwa utekelezaji wa viwanda wa programu nyingi. (Kumbuka kwamba katika mfumo wa dhana na mifumo ya majaribio, njia hii ya kuandaa hesabu imekuwepo kwa takriban miaka kumi.) Kwa kuzingatia uwezo ulioongezeka sana wa kompyuta kwa usindikaji na kuhifadhi data, kutekeleza programu moja tu kwa wakati mmoja. kuwa na ufanisi mkubwa sana. Suluhisho lilikuwa multiprogramming - njia ya kuandaa mchakato wa kompyuta ambayo programu kadhaa zilihifadhiwa wakati huo huo kwenye kumbukumbu ya kompyuta na kutekelezwa kwa njia tofauti kwenye processor moja. Maboresho haya yaliboresha sana ufanisi wa mfumo wa kompyuta: kompyuta sasa inaweza kutumika karibu kila wakati, badala ya chini ya nusu ya muda ambao kompyuta ilikuwa inafanya kazi, kama ilivyokuwa hapo awali.

Multiprogramming ilitekelezwa katika matoleo mawili - katika usindikaji wa kundi na mifumo ya kugawana wakati.

Mifumo ya usindikaji wa bechi nyingi, kama watangulizi wao wa programu moja, inayolenga kutoa mzigo wa juu vifaa vya kompyuta, hata hivyo, vilitatua tatizo hili kwa ufanisi zaidi. Katika hali ya bechi za programu nyingi, kichakataji hakikukaa bila kufanya kitu wakati programu moja ilifanya operesheni ya I/O (kama ilivyotokea kwa utekelezaji wa programu mfuatano katika mifumo ya mapema ya kuchakata bechi), lakini ilihamia programu nyingine ambayo ilikuwa tayari kutekelezwa. Matokeo yake, mzigo wa usawa kwenye vifaa vyote vya kompyuta ulipatikana, na kwa hiyo, idadi ya kazi zilizotatuliwa kwa kitengo cha muda iliongezeka. Katika mifumo ya usindikaji wa kundi la programu nyingi, mtumiaji bado hakuweza kuingiliana na programu zake. Ili angalau sehemu ya kurudi kwa watumiaji hisia ya mwingiliano wa moja kwa moja na kompyuta, toleo jingine la mifumo ya multiprogram ilitengenezwa - mifumo ya kugawana wakati. Chaguo hili limeundwa kwa mifumo ya vituo vingi, wakati kila mtumiaji anafanya kazi kwenye terminal yake mwenyewe. Mifumo ya awali ya kugawana wakati iliyotengenezwa katikati ya miaka ya 1960 ilijumuisha TSS/360 (IBM), CTSS, na MULTICS (MIT, Bell Labs, na General Electric). Chaguo la programu nyingi lililotumiwa katika mifumo ya kugawana wakati lililenga kuunda kwa kila mtumiaji binafsi udanganyifu wa umiliki pekee wa kompyuta kwa kutenga mara kwa mara kila programu sehemu yake ya muda wa processor. Katika mifumo ya kugawana muda, ufanisi wa matumizi ya vifaa ni chini kuliko mifumo ya usindikaji wa kundi, ambayo ilikuwa bei ya urahisi wa mtumiaji.

Njia ya vituo vingi haikutumiwa tu katika mifumo ya kugawana wakati, lakini pia katika mifumo ya usindikaji wa kundi. Wakati huo huo, si tu operator, lakini pia watumiaji wote waliweza kuunda kazi zao na kusimamia utekelezaji wao kutoka kwa terminal yao. Mifumo hiyo ya uendeshaji inaitwa mifumo pembejeo ya mbali kazi. Miundo ya terminal inaweza kuwa iko kwa umbali mkubwa kutoka kwa racks za processor, kuunganisha kwao kwa kutumia viunganisho mbalimbali vya kimataifa - viunganisho vya modem ya mitandao ya simu au njia za kujitolea. Ili kusaidia uendeshaji wa mbali wa vituo, moduli maalum za programu zilionekana katika mifumo ya uendeshaji ambayo ilitekeleza itifaki mbalimbali za mawasiliano (wakati huo, kwa kawaida zisizo za kawaida). mfano mitandao ya kisasa, na programu inayolingana ya mfumo ni mfano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao.

Kwa wakati huu, tunaweza kusema mabadiliko makubwa katika usambazaji wa kazi kati ya vifaa vya kompyuta na programu. Mifumo ya uendeshaji ikawa vipengele muhimu vya kompyuta, ikicheza jukumu la "kuendelea" kwa vifaa. Katika kompyuta za kwanza, programu, ikiingiliana moja kwa moja na vifaa, inaweza kupakua misimbo ya programu kwa kutumia swichi za mbali na taa za viashiria, na kisha kuzindua programu kwa ajili ya utekelezaji kwa kubonyeza kitufe cha "anza". Katika kompyuta za miaka ya 60, vitendo vingi vya kuandaa mchakato wa kompyuta vilichukuliwa na mfumo wa uendeshaji. (Kompyuta nyingi za kisasa hazina hata uwezo wa kinadharia wa kufanya yoyote kazi ya hesabu bila ushiriki wa mfumo wa uendeshaji. Baada ya kuwasha nguvu, mfumo wa uendeshaji hutafutwa kiotomatiki, kupakiwa na kuzinduliwa, na ikiwa haipo, kompyuta itaacha tu.)

Utekelezaji wa programu nyingi ulihitaji kuanzishwa kwa mabadiliko muhimu sana kwa vifaa vya kompyuta, moja kwa moja yenye lengo la kusaidia njia mpya ya kuandaa mchakato wa kompyuta. Wakati wa kugawanya rasilimali za kompyuta kati ya programu, ni muhimu kuhakikisha kubadili haraka kwa processor kutoka kwa programu moja hadi nyingine, na pia kulinda kwa uaminifu kanuni na data ya programu moja kutokana na uharibifu usio na nia au kwa makusudi na programu nyingine. Wasindikaji sasa wana njia za upendeleo na za uendeshaji za watumiaji, rejista maalum za kubadili haraka kutoka kwa programu moja hadi nyingine, njia za kulinda maeneo ya kumbukumbu, pamoja na mfumo wa usumbufu ulioendelezwa.

Katika hali ya upendeleo, iliyoundwa kwa ajili ya uendeshaji wa moduli za programu za mfumo wa uendeshaji, processor inaweza kutekeleza amri zote, ikiwa ni pamoja na wale ambao waliruhusu usambazaji na ulinzi wa rasilimali za kompyuta. Baadhi ya amri za kichakataji hazikupatikana kwa programu zinazoendeshwa katika hali ya mtumiaji. Kwa hivyo, OS pekee ndiyo ingeweza kudhibiti maunzi na kutenda kama mfuatiliaji na msuluhishi wa programu za watumiaji ambazo zilifanya kazi katika hali mbaya, ya mtumiaji.

Mfumo wa kukatiza ulifanya iwezekane kusawazisha kazi vifaa mbalimbali kompyuta zinazofanya kazi kwa uwiano na ulandanishi, kama vile chaneli za ingizo/pato, diski, vichapishi, n.k. Usaidizi wa maunzi kwa mifumo ya uendeshaji umekuwa kipengele muhimu cha karibu mifumo yoyote ya kompyuta, ikiwa ni pamoja na kompyuta binafsi.

Mwelekeo mwingine muhimu wa kipindi hiki ni kuundwa kwa familia za mashine zinazoendana na programu na mifumo ya uendeshaji kwao. Mifano ya familia za mashine zinazoendana na programu zilizojengwa kwenye mizunguko iliyojumuishwa ni safu ya IBM/360 na IBM/370 (analogues za familia hizi za uzalishaji wa Soviet - mashine za safu ya EC), PDP-11 (analogues za Soviet - CM-3. , CM-4, CM -1420). Hivi karibuni wazo la mashine zinazoendana na programu lilikubaliwa kwa ujumla.

Utangamano wa programu pia ulihitaji utangamano wa mfumo wa uendeshaji. Walakini, utangamano kama huo unamaanisha uwezo wa kufanya kazi kwenye mifumo mikubwa na ndogo ya kompyuta, yenye idadi kubwa na ndogo ya pembeni tofauti, katika uwanja wa kibiashara na katika uwanja wa utafiti wa kisayansi. Mifumo ya uendeshaji iliyojengwa ili kukidhi mahitaji haya yote yanayokinzana imethibitishwa kuwa changamano sana. Zilijumuisha mamilioni mengi ya mistari ya msimbo wa kusanyiko, iliyoandikwa na maelfu ya watayarishaji programu, na ilikuwa na maelfu ya makosa, na kusababisha mfululizo usio na mwisho wa masahihisho. Mifumo ya uendeshaji ya kizazi hiki ilikuwa ghali sana. Kwa hivyo, maendeleo ya OS/360, kiasi cha msimbo ambacho kilikuwa 8 MB, kiligharimu IBM $80 milioni.

Walakini, licha ya ukubwa wake mkubwa na shida nyingi, OS/360 na mifumo mingine ya uendeshaji ya kizazi hiki ilikidhi mahitaji mengi ya watumiaji. Katika muongo huu, hatua kubwa ya kusonga mbele ilifanywa na msingi thabiti uliwekwa kwa uundaji wa mifumo ya kisasa ya uendeshaji.

Mifumo ya uendeshaji na mitandao ya kimataifa

Katika miaka ya 70 ya mapema, mifumo ya kwanza ya uendeshaji wa mtandao ilionekana, ambayo, tofauti na mifumo ya uendeshaji ya vituo vingi, ilifanya iwezekanavyo sio tu kutawanya watumiaji, lakini pia kuandaa uhifadhi wa kusambazwa na usindikaji wa data kati ya kompyuta kadhaa zilizounganishwa na uhusiano wa umeme. Mfumo wowote wa uendeshaji wa mtandao, kwa upande mmoja, hufanya kazi zote za mfumo wa uendeshaji wa ndani, na kwa upande mwingine, una vifaa vingine vya ziada vinavyowezesha kuingiliana kwenye mtandao na mifumo ya uendeshaji ya kompyuta nyingine. Moduli za programu zinazotekeleza kazi za mtandao zilionekana katika mifumo ya uendeshaji hatua kwa hatua, wakati teknolojia za mtandao, vifaa vya kompyuta vilivyotengenezwa, na kazi mpya zinazohitaji usindikaji wa mtandao zilijitokeza.

Ingawa kazi ya kinadharia juu ya uundaji wa dhana za mwingiliano wa mtandao ilifanyika karibu kutoka kwa kuonekana kwa kompyuta, matokeo muhimu ya vitendo katika kuunganisha kompyuta kwenye mitandao yalipatikana mwishoni mwa miaka ya 60, wakati, kwa msaada wa viunganisho vya kimataifa na teknolojia ya kubadili pakiti, iliwezekana kutekeleza mwingiliano wa mashine za darasa kuu na kompyuta kuu. Kompyuta hizi za gharama kubwa mara nyingi zilihifadhi data na programu za kipekee ambazo zilihitaji kufikiwa na watumiaji mbalimbali walioko katika miji mbalimbali kwa umbali mkubwa kutoka kwa vituo vya kompyuta.

Mnamo 1969, Idara ya Ulinzi ya Merika ilianzisha kazi ya kuunganisha kompyuta kuu za vituo vya ulinzi na utafiti kuwa mtandao mmoja. Mtandao huu uliitwa ARPANET na ulikuwa mahali pa kuanzia kwa uundaji wa mtandao maarufu wa kimataifa leo - Mtandao. Mtandao wa ARPANET uliunganisha kompyuta za aina tofauti, zinazoendesha mifumo tofauti ya uendeshaji na moduli zilizoongezwa ambazo zilitekeleza itifaki za mawasiliano zinazojulikana kwa kompyuta zote kwenye mtandao.

Mnamo 1974, IBM ilitangaza kuunda usanifu wake wa mtandao kwa mainframes yake, inayoitwa SNA (Usanifu wa Mtandao wa Mfumo). Usanifu huu wa tabaka, kama vile mtindo wa baadaye wa OSI, ulitoa utendakazi wa terminal-to-terminal, terminal-to-computer, na mwingiliano wa kompyuta hadi kompyuta juu ya mawasiliano ya kimataifa. Viwango vya chini vya usanifu vilitekelezwa na vifaa maalum, ambayo muhimu zaidi ilikuwa teleprocessor. Kazi za viwango vya juu vya SNA zilifanywa na moduli za programu. Mmoja wao aliunda msingi wa programu ya teleprocessor. Moduli zingine ziliendeshwa kwenye kichakataji cha kati kama sehemu ya mfumo wa uendeshaji wa mfumo mkuu wa kawaida wa IBM.

Wakati huo huo, kazi hai ilikuwa ikiendelea barani Ulaya kuunda na kusawazisha mitandao ya X.25. Mitandao hii ya kubadilisha pakiti haikuunganishwa na mfumo wowote wa uendeshaji. Baada ya kupokea hadhi kiwango cha kimataifa mnamo 1974, itifaki za X.25 zilianza kuungwa mkono na mifumo mingi ya uendeshaji. Tangu 1980, IBM imejumuisha usaidizi wa itifaki za X.25 katika usanifu wa SNA na katika mifumo yake ya uendeshaji.

Mifumo ya uendeshaji ya kompyuta ndogo na mitandao ya kwanza ya ndani

Kufikia katikati ya miaka ya 70, pamoja na mifumo kuu, kompyuta ndogo kama vile PDP-11, Nova, na HP zilienea. Kompyuta ndogo zilikuwa za kwanza kuchukua fursa ya mizunguko mikubwa iliyojumuishwa, ambayo ilifanya iwezekane kutekeleza kazi zenye nguvu kabisa kwa gharama ya chini ya kompyuta.

Usanifu wa kompyuta ndogo umerahisishwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na mainframes, ambayo yalijitokeza katika mifumo yao ya uendeshaji. Vipengele vingi vya programu nyingi, mifumo ya uendeshaji ya mfumo mkuu wa watumiaji wengi zilipunguzwa kutokana na rasilimali chache za kompyuta ndogo. Mifumo ya uendeshaji ya kompyuta ndogo mara nyingi ilianza kufanywa maalum, kwa mfano, tu kwa udhibiti wa wakati halisi (RT-11 OS kwa kompyuta ndogo za PDP-11) au tu kusaidia hali ya kugawana wakati (RSX-11M kwa kompyuta sawa). Mifumo hii ya uendeshaji haikuwa kila mara ya watumiaji wengi, ambayo mara nyingi ilihesabiwa haki na gharama ya chini ya kompyuta.

Hatua muhimu katika historia ya kompyuta ndogo na katika historia ya mifumo ya uendeshaji kwa ujumla ilikuwa kuundwa kwa UNIX OS. Mfumo huu wa uendeshaji ulikusudiwa kusaidia hali ya kushiriki wakati katika kompyuta ndogo ya PDP-7. Tangu katikati ya miaka ya 70, matumizi makubwa ya UNIX OS ilianza. Kufikia wakati huu, msimbo wa programu ya UNIX ulikuwa 90% imeandikwa katika lugha ya kiwango cha juu C. Utumizi mkubwa wa wakusanyaji bora wa C ulifanya UNIX kuwa OS ya kipekee kwa wakati huo, yenye uwezo wa kubebeka kwa urahisi kwa aina mbalimbali za kompyuta. Kwa kuwa OS hii ilitolewa na msimbo wa chanzo, ikawa OS ya kwanza wazi ambayo inaweza kuboreshwa na watumiaji wa kawaida wenye shauku. Ingawa UNIX iliundwa awali kwa ajili ya kompyuta ndogo, unyumbufu wake, umaridadi, utendakazi wenye nguvu, na uwazi umeiruhusu kupata nafasi nzuri katika madarasa yote ya kompyuta: kompyuta kuu, fremu kuu, kompyuta ndogo, seva na vituo vya kazi vinavyotegemea RISC, na kompyuta za kibinafsi.

Upatikanaji wa kompyuta ndogo na, kwa sababu hiyo, kuenea kwao katika makampuni ya biashara kuliwahi kuwa motisha yenye nguvu kwa ajili ya kuundwa kwa mitandao ya ndani. Biashara inaweza kumudu kuwa na kompyuta ndogo kadhaa ziko kwenye jengo moja au hata kwenye chumba kimoja. Kwa kawaida, kulikuwa na haja ya kubadilishana habari kati yao na kushiriki vifaa vya gharama kubwa vya pembeni.

Mitandao ya kwanza ya ndani ilijengwa kwa kutumia vifaa vya mawasiliano visivyo vya kawaida, kwa hali rahisi - kwa kuunganisha moja kwa moja bandari za serial za kompyuta. Programu pia haikuwa ya kawaida na ilitekelezwa kwa njia ya maombi ya mtumiaji. Programu ya kwanza ya mtandao kwa UNIX OS ni programu ya UUCP (UNIX-to-UNIX Copy program). ilionekana mnamo 1976 na ilianza usambazaji na toleo la 7 la AT&T UNIX mnamo 1978. Programu hii ilifanya iwezekane kunakili faili kutoka kwa kompyuta moja hadi nyingine ndani ya mtandao wa ndani kupitia miingiliano mbalimbali ya vifaa - RS-232, kitanzi cha sasa, nk, na kwa kuongeza, inaweza kufanya kazi kupitia miunganisho ya kimataifa, kama vile modemu.

Maendeleo ya mifumo ya uendeshaji katika miaka ya 80

Matukio muhimu zaidi ya muongo huu ni pamoja na ukuzaji wa safu ya TCP/IP, kuibuka kwa Mtandao, kusanifishwa kwa teknolojia za mtandao wa ndani, na kuibuka kwa kompyuta za kibinafsi na mifumo ya uendeshaji kwao.

Toleo la kufanya kazi la safu ya itifaki ya TCP/IP iliundwa mwishoni mwa miaka ya 70. Rafu hii ilikuwa seti itifaki za kawaida kwa mazingira tofauti ya kompyuta na ilikusudiwa kuunganisha mtandao wa majaribio wa ARPANET na mitandao mingine ya "satellite". Mnamo 1983, safu ya itifaki ya TCP/IP ilipitishwa na Idara ya Ulinzi ya Merika kama kiwango cha kijeshi. Uhamishaji wa kompyuta za ARPANET hadi rundo la TCP/IP uliharakishwa na utekelezaji wake kwa mfumo wa uendeshaji wa BSD UNIX. Tangu wakati huo, kuwepo kwa UNIX na itifaki za TCP/IP zilianza, na karibu matoleo mengi ya Unix yakawa msingi wa mtandao.

Kuanzishwa kwa itifaki za TCP/IP kwenye ARPANET kuliupa mtandao huu vipengele vyote muhimu vinavyotofautisha Mtandao wa kisasa. Mnamo 1983, ARPANET iligawanywa katika sehemu mbili: MILNET, kusaidia jeshi la Merika, na ARPANET mpya. Ili kuteua mtandao wa composite ARPANET na MILNET, jina Internet lilianza kutumika, ambalo kwa Kirusi baada ya muda (na kwa mkono mwepesi wa Microsoft localizers) liligeuka kwenye mtandao. Mtandao umekuwa uwanja bora wa majaribio kwa mifumo mingi ya uendeshaji ya mtandao, inayowaruhusu kufanya majaribio hali halisi uwezekano wa mwingiliano wao, kiwango cha scalability, uwezo wa kufanya kazi chini ya mizigo kali iliyoundwa na mamia na maelfu ya watumiaji. Mlundikano wa itifaki wa TCP/IP pia ulikuwa na hatima ya kuonea wivu. Uhuru wa muuzaji, kubadilika na ufanisi kuthibitishwa na uendeshaji wa mafanikio kwenye mtandao, pamoja na viwango vya wazi na vinavyopatikana vimefanya itifaki za TCP / IP sio tu utaratibu kuu wa usafiri wa mtandao, lakini pia stack kuu ya mifumo mingi ya uendeshaji ya mtandao.

Muongo mzima uliwekwa alama na kuibuka mara kwa mara kwa matoleo mapya, yanayozidi kuongezeka ya UNIX OS. Miongoni mwao kulikuwa na matoleo ya wamiliki wa UNIX: SunOS, HP-UX, Irix, AIX na wengine wengi, ambayo watengenezaji wa kompyuta walibadilisha msimbo wa kernel na huduma za mfumo kwa vifaa vyao. Matoleo anuwai yalisababisha shida ya utangamano wao, ambayo mashirika anuwai yalijaribu kutatua mara kwa mara. Matokeo yake, viwango vya POSIX na XPG vilipitishwa ili kufafanua miingiliano ya OS kwa programu, na mgawanyiko maalum wa AT&T ulitoa matoleo kadhaa ya UNIX System III na UNIX System V, iliyoundwa ili kuunganisha watengenezaji katika kiwango cha msimbo wa kernel.

Mwanzo wa miaka ya 80 unahusishwa na tukio lingine muhimu kwa historia ya mifumo ya uendeshaji - kuibuka kwa kompyuta za kibinafsi. Kwa mtazamo wa usanifu, kompyuta za kibinafsi hazikuwa tofauti na darasa la kompyuta ndogo kama PDP-11, lakini gharama zao zilikuwa chini sana. Ikiwa kompyuta ndogo iliruhusu idara ya biashara au chuo kikuu kuwa na kompyuta yake, basi kompyuta ya kibinafsi ilitoa fursa hii kwa mtu binafsi. Kompyuta ilitumiwa sana na wasio wataalamu, ambayo ilihitaji maendeleo ya programu "ya kirafiki", na kutoa kazi hizi "za kirafiki" ikawa wajibu wa moja kwa moja wa mifumo ya uendeshaji. Kompyuta za kibinafsi pia zilitumika kama kichocheo chenye nguvu cha ukuaji wa haraka wa mitandao ya ndani, na kuunda msingi bora wa nyenzo kwa hili kwa njia ya makumi na mamia ya kompyuta za biashara moja na ziko ndani ya jengo moja. Matokeo yake, usaidizi wa kazi za mtandao umekuwa sharti la mifumo ya uendeshaji ya kompyuta binafsi.

Hata hivyo, kiolesura cha mtumiaji-kirafiki na kazi za mtandao hazikuonekana katika mifumo ya uendeshaji ya kompyuta binafsi mara moja. Toleo la kwanza la mfumo wa uendeshaji maarufu zaidi wa hatua ya mwanzo ya maendeleo ya kompyuta binafsi - MS-DOS ya Microsoft - ilinyimwa uwezo huu. Ilikuwa ni programu moja, OS ya mtumiaji mmoja na interface ya mstari wa amri, yenye uwezo wa kukimbia kutoka kwenye diski ya floppy. Kazi kuu kwake ilikuwa kusimamia faili ziko kwenye flexible na anatoa ngumu katika mfumo wa faili wa kihierarkia wa UNIX, pamoja na uzinduzi wa mfululizo wa programu. MS-DOS haikulindwa kutokana na programu za watumiaji kwa sababu kichakataji cha Intel 8088 hakikutumia hali ya upendeleo. Waendelezaji wa kompyuta za kwanza za kibinafsi waliamini kwamba wakati wa kutumia kompyuta binafsi na ulemavu Vifaa havina maana ya kuunga mkono programu nyingi, kwa hivyo processor haikutoa hali ya upendeleo na mifumo mingine ya kusaidia mifumo ya programu nyingi.

Kazi zinazokosekana za MS-DOS na mifumo ya uendeshaji sawa ililipwa na programu za nje ambazo zilimpa mtumiaji kiolesura cha picha cha urahisi (kwa mfano, Kamanda wa Norton) au zana za usimamizi wa diski zilizowekwa laini (kwa mfano, Zana za Kompyuta). Mfumo wa uendeshaji ulikuwa na ushawishi mkubwa zaidi katika maendeleo ya programu kwa kompyuta binafsi. Mazingira ya Windows Microsoft, ambayo ilikuwa nyongeza kwa MS-DOS.

Kazi za mtandao pia zilitekelezwa hasa na makombora ya mtandao yanayoendesha juu ya OS. Wakati wa kufanya kazi kwenye mtandao, daima ni muhimu kuunga mkono hali ya watumiaji wengi, ambayo mtumiaji mmoja anaingiliana, na wengine wanapata upatikanaji wa rasilimali za kompyuta kwenye mtandao. Katika kesi hii, mfumo wa uendeshaji unahitaji angalau usaidizi wa chini wa kazi kwa hali ya watumiaji wengi. Historia ya zana za mtandao za MS-DOS ilianza na toleo la 3.1. Toleo hili la MS-DOS liliongeza uwezo muhimu wa kufunga faili na rekodi kwenye mfumo wa faili, ambayo iliruhusu zaidi ya mtumiaji mmoja kupata faili. Kwa kutumia vipengele hivi, makombora ya mtandao yanaweza kutoa kushiriki faili kati ya watumiaji wa mtandao.

Pamoja na kutolewa kwa MS-DOS 3.1 mnamo 1984, Microsoft pia ilitoa bidhaa inayoitwa Mitandao ya Microsoft, inayojulikana kama MS-NET kwa njia isiyo rasmi. Baadhi ya dhana asili katika MS-NET, kama vile kuanzisha muundo wa vipengele vya msingi vya mtandao - kielekezi na seva ya mtandao, imehamishiwa kwa mtandao wa baadaye Bidhaa za Microsoft: Meneja wa LAN, Windows kwa Vikundi vya Kazi, na baadaye katika Windows NT.

Makampuni mengine pia yalizalisha shells za mtandao kwa kompyuta za kibinafsi: IBM, Artisoft, Teknolojia ya Utendaji na wengine.

Novell alichagua njia tofauti. Hapo awali ilitegemea maendeleo ya mfumo wa uendeshaji na kazi za mtandao zilizojengwa na kupata mafanikio bora kwenye njia hii. Mifumo yake ya uendeshaji ya mtandao iko kwenye NetWare kwa muda mrefu zimekuwa kiwango cha utendaji, kutegemewa na usalama kwa mitandao ya ndani.

Mfumo wa uendeshaji wa mtandao wa kwanza wa Novell ulifika sokoni mnamo 1983 na uliitwa OS-Net. Mfumo huu wa uendeshaji ulikusudiwa kwa mitandao ambayo ilikuwa na topolojia ya nyota, kipengele cha kati ambacho kilikuwa kompyuta maalumu kulingana na microprocessor ya Motorola 68000. Baadaye kidogo, IBM ilipotoa kompyuta za kibinafsi za PC XT, Novell alitengeneza. Bidhaa Mpya- NetWare 86, iliyoundwa kwa ajili ya usanifu wa microprocessor Familia ya Intel 8088.

Kutoka kwa toleo la kwanza la NetWare OS, ilisambazwa kama mfumo wa uendeshaji kwa seva kuu ya mtandao wa ndani, ambayo, kwa sababu ya utaalam wake katika kufanya kazi za seva ya faili, hutoa kasi ya juu zaidi kwa darasa hili la kompyuta. ufikiaji wa mbali kwa faili na usalama wa data ulioongezeka. Watumiaji wa mitandao ya Novell NetWare hulipa bei kwa utendaji wa juu - seva ya faili iliyojitolea haiwezi kutumika kama kituo cha kazi, na OS yake maalum ina programu maalum sana. kiolesura cha programu(API), ambayo inahitaji wasanidi programu kuwa na maarifa maalum, uzoefu, na juhudi kubwa.

Tofauti na Novell, kampuni zingine nyingi zilitengenezwa zana za mtandao kwa kompyuta za kibinafsi ndani ya mifumo ya uendeshaji iliyo na kiolesura cha API cha ulimwengu wote, yaani, mifumo ya uendeshaji ya madhumuni ya jumla. Pamoja na maendeleo ya majukwaa ya vifaa vya kompyuta binafsi, mifumo hiyo ilianza kupata sifa za mifumo ya uendeshaji ya minicomputer.

OS/2 iliyo na vitendaji vya juu vya kufanya kazi nyingi na kushiriki faili Mfumo wa HPFS na ulinzi wa kujengwa kwa watumiaji wengi, iligeuka kuwa jukwaa nzuri la kujenga mitandao ya ndani ya kompyuta za kibinafsi. Makombora ya mtandao yanayotumika sana ni Meneja wa LAN kutoka Microsoft na LAN Server kutoka IBM, iliyotengenezwa na makampuni haya kulingana na msimbo wa msingi sawa. Magamba haya yalikuwa duni katika utendaji wa seva ya faili ya NetWare na yalitumia rasilimali nyingi za vifaa, lakini yalikuwa na faida muhimu - yaliruhusu, kwanza, kuendesha kwenye seva programu zozote zilizotengenezwa kwa OS/2, MS-DOS na Windows, na pili, tumia kompyuta waliyofanyia kazi kama kituo cha kazi.

Maendeleo ya mtandao na Microsoft na IBM yalisababisha kuibuka kwa NetBIOS - itifaki ya usafiri maarufu sana na wakati huo huo interface ya programu ya programu kwa mitandao ya ndani, ambayo hutumiwa karibu na mifumo yote ya uendeshaji ya mtandao kwa kompyuta za kibinafsi. Itifaki hii bado inatumika leo kuunda mitandao midogo ya ndani.

Hatima ya soko isiyofanikiwa sana ya OS/2 haikuruhusu Kidhibiti cha LAN na mifumo ya Seva ya LAN kupata sehemu kubwa ya soko, lakini kanuni za uendeshaji wa hizi. mifumo ya mtandao kwa kiasi kikubwa kupatikana embodiment yao katika mfumo wa uendeshaji wa mafanikio zaidi wa miaka ya 90 - Microsoft Windows NT, ambayo ina vipengele vya mtandao vilivyojengwa, ambavyo baadhi yao vina kiambishi awali cha LM - kutoka kwa Meneja wa LAN.

Katika miaka ya 80, viwango kuu vya teknolojia za mawasiliano kwa mitandao ya ndani vilipitishwa: mwaka wa 1980 - Ethernet, mwaka wa 1985 - Gonga la Ishara, mwishoni mwa miaka ya 80 - FDDI. Hii ilifanya iwezekane kuhakikisha utangamano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao katika viwango vya chini, na pia kusawazisha kiolesura cha OS na viendeshi vya adapta za mtandao.

Kwa kompyuta za kibinafsi, sio tu mifumo ya uendeshaji iliyoundwa kwa ajili yao, kama vile MS-DOS, NetWare na OS/2, ilitumiwa, lakini pia mifumo iliyopo ya uendeshaji ilibadilishwa. Ujio wa Intel 80286 na wasindikaji hasa 80386 wenye usaidizi wa multiprogramming ilifanya iwezekanavyo kuhamisha UNIX OS kwenye jukwaa la kompyuta binafsi. Mfumo unaojulikana zaidi wa aina hii ulikuwa toleo la Uendeshaji la Santa Cruz la UNIX (SCO UNIX).

Vipengele vya hatua ya sasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji

Katika miaka ya 90, karibu mifumo yote ya uendeshaji ambayo ilichukua nafasi kubwa kwenye soko ikawa msingi wa mtandao. Kazi za mtandao leo zimejengwa kwenye kernel ya OS, kuwa sehemu yake muhimu. Mifumo ya uendeshaji imepokea zana za kufanya kazi na teknolojia zote kuu za mitandao ya ndani (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) na kimataifa (X.25, relay ya fremu, ISDN, ATM), pamoja na zana za kuunda mitandao ya mchanganyiko (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP). Mifumo ya uendeshaji hutumia uwezo wa kuzidisha kwenye rafu nyingi za itifaki, kuruhusu kompyuta kuauni mtandao kwa wakati mmoja na wateja na seva nyingi tofauti. Mifumo maalum ya uendeshaji imeonekana ambayo imeundwa kwa ajili ya kufanya kazi za mawasiliano pekee. Kwa mfano, uendeshaji wa mtandao Mfumo wa iOS Mifumo ya Cisco, inayofanya kazi katika ruta, inapanga utekelezaji wa seti ya programu katika hali ya multiprogram, ambayo kila mmoja hutumia moja ya itifaki za mawasiliano.

Katika nusu ya pili ya miaka ya 90, wazalishaji wote wa mfumo wa uendeshaji waliongeza kwa kasi msaada wao kwa zana za mtandao (isipokuwa kwa watengenezaji wa mfumo wa UNIX, ambao msaada huu umekuwa muhimu kila wakati). Mbali na mrundikano wa TCP/IP yenyewe, kifurushi kilianza kujumuisha huduma zinazotekeleza huduma maarufu za Mtandao kama vile telnet, ftp, DNS na Web. Ushawishi wa Mtandao pia ulionyeshwa kwa ukweli kwamba kompyuta imebadilika kutoka kwa kifaa cha kompyuta hadi kuwa njia ya mawasiliano na uwezo wa juu wa kompyuta.

Uangalifu hasa umelipwa kwa mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa biashara katika muongo mmoja uliopita. Ukuaji wao zaidi unawakilisha moja ya kazi muhimu zaidi katika siku zijazo zinazoonekana. Mfumo wa uendeshaji wa kampuni unatofautishwa na uwezo wake wa kufanya kazi vizuri na kwa uhakika katika mitandao mikubwa, ambayo ni ya kawaida kwa biashara kubwa zilizo na matawi katika miji kadhaa na, ikiwezekana, katika nchi tofauti. Mitandao kama hiyo ina asili katika kiwango cha juu cha utofauti wa programu na maunzi, kwa hivyo OS ya ushirika lazima iingiliane bila mshono na mifumo ya uendeshaji ya aina tofauti na kufanya kazi kwenye majukwaa tofauti ya maunzi. Kufikia sasa, viongozi watatu wa juu katika darasa la OS la shirika wamefafanuliwa wazi - Novell NetWare 4.x na 5.0, Microsoft Windows NT 4.0 na Windows 2000, pamoja na mifumo ya UNIX. wazalishaji mbalimbali majukwaa ya vifaa.

Kwa OS ya ushirika, ni muhimu sana kuwa na zana za utawala na usimamizi wa kati zinazokuwezesha kuhifadhi Akaunti takriban makumi ya maelfu ya watumiaji, kompyuta, vifaa vya mawasiliano na moduli za programu zinazopatikana kwenye mtandao wa shirika. Katika mifumo ya uendeshaji ya kisasa, zana za usimamizi wa kati kawaida hutegemea dawati moja la usaidizi. Utekelezaji wa kwanza wenye mafanikio wa dawati la usaidizi wa kiwango cha biashara ulikuwa mfumo wa StreetTalk wa Banyan. Kufikia sasa, utambuzi mkubwa zaidi umefikiwa na huduma ya usaidizi ya Novell's NDS, iliyotolewa kwa mara ya kwanza mnamo 1993 kwa mara ya kwanza. toleo la ushirika NetWare 4.O. Jukumu la dawati la usaidizi la kati ni kubwa sana kwamba ni kwa ubora wa dawati la usaidizi kwamba kufaa kwa mfumo wa uendeshaji kwa kufanya kazi kwa kiwango cha ushirika hupimwa. Kuchelewa kwa muda mrefu Kutolewa kwa Windows NT 2000 ilikuwa na mengi ya kufanya na uundaji wa dawati la usaidizi linaloweza kuenea kwa OS Saraka Inayotumika, bila ambayo itakuwa vigumu kwa familia hii ya OS kudai jina la OS ya biashara ya kweli.

Kuunda dawati la usaidizi la kazi nyingi, linaloweza kupanuka ni mwelekeo wa kimkakati katika mageuzi ya OS. Maendeleo zaidi ya mtandao kwa kiasi kikubwa inategemea mafanikio ya mwelekeo huu. Huduma kama hiyo inahitajika ili kugeuza Mtandao kuwa mfumo unaoweza kutabirika na unaoweza kudhibitiwa, kwa mfano, kuhakikisha ubora unaohitajika wa huduma kwa trafiki ya watumiaji, kuunga mkono programu kubwa zilizosambazwa, kuunda mfumo mzuri wa barua, nk.

Katika hatua ya sasa ya maendeleo ya mifumo ya uendeshaji, zana za usalama zimekuja mbele. Hii ni kutokana na ongezeko la thamani ya taarifa zinazochakatwa na kompyuta, pamoja na ongezeko la viwango vya vitisho vinavyokuwepo wakati wa kusambaza data kwenye mitandao, hasa ile ya umma kama vile Mtandao. Mifumo mingi ya uendeshaji leo imeunda zana za usalama wa habari kulingana na usimbaji fiche wa data, uthibitishaji na uidhinishaji.

Mifumo ya kisasa ya uendeshaji ni jukwaa nyingi, yaani, uwezo wa kufanya kazi kwenye aina tofauti kabisa za kompyuta. Mifumo mingi ya uendeshaji ina matoleo maalum ya kusaidia usanifu wa nguzo ambao hutoa utendaji wa juu na uvumilivu wa makosa. Isipokuwa hadi sasa ni NetWare OS, matoleo yote ambayo yanatengenezwa kwa jukwaa la Intel, na utekelezaji wa kazi za NetWare kwa namna ya shell kwa OS nyingine, kwa mfano NetWare kwa AIX, haijafanikiwa.

Katika miaka ya hivi karibuni, mwelekeo wa muda mrefu wa kuongeza urahisi wa mwingiliano wa binadamu na kompyuta umeendelezwa zaidi. Utendaji wa mwanadamu unakuwa sababu kuu inayoamua ufanisi wa mfumo wa kompyuta kwa ujumla. Juhudi za kibinadamu hazipaswi kupotea katika kurekebisha vigezo vya mchakato wa kompyuta, kama ilivyotokea katika OS ya vizazi vilivyotangulia. Kwa mfano, katika mifumo ya usindikaji wa kundi kuu, kila mtumiaji alipaswa kutumia lugha ya udhibiti wa kazi ili kufafanua idadi kubwa ya vigezo vinavyohusiana na shirika la michakato ya kompyuta kwenye kompyuta. Kwa hivyo, kwa mfumo wa OS/360, lugha ya udhibiti wa kazi ya JCL ilitoa uwezo kwa mtumiaji kufafanua vigezo zaidi ya 40, ikiwa ni pamoja na kipaumbele cha kazi, mahitaji kuu ya kumbukumbu, muda wa juu wa utekelezaji wa kazi, orodha ya vifaa vya pembejeo / pato vinavyotumiwa na wao. njia za uendeshaji.

Mfumo wa uendeshaji wa kisasa unachukua kazi ya kuchagua vigezo vya mazingira ya uendeshaji, kwa kutumia algorithms mbalimbali za kukabiliana na kusudi hili. Kwa mfano, kuisha kwa muda itifaki za mawasiliano mara nyingi huamuliwa kulingana na hali ya mtandao. Usambazaji wa RAM kati ya michakato hufanyika kiatomati kwa kutumia mifumo ya kumbukumbu ya kawaida, kulingana na shughuli za michakato hii na habari juu ya mzunguko wa matumizi yao ya ukurasa fulani. Vipaumbele vya mchakato wa papo hapo huamuliwa kwa nguvu kulingana na historia, ikijumuisha, kwa mfano, wakati mchakato uliotumika kwenye foleni, asilimia ya kipande cha muda kilichotengwa, ukubwa wa I/O, n.k. Hata wakati wa usakinishaji, OS nyingi. toa hali ya chaguo-msingi ya uteuzi ambayo inahakikisha labda sio sawa, lakini kila wakati ubora unaokubalika uendeshaji wa mifumo.

Urahisi wa kazi ya mwingiliano na kompyuta inaboreshwa kila wakati kwa kujumuisha katika mfumo wa uendeshaji miingiliano ya kielelezo inayotumia sauti na video pamoja na michoro. Hii ni muhimu sana kwa kugeuza kompyuta kuwa terminal kwa mtandao mpya wa umma, ambayo polepole inakuwa Mtandao, kwani kwa mtumiaji wa wingi, terminal inapaswa kuwa karibu kueleweka na rahisi kama simu. Kiolesura cha mtumiaji wa mfumo wa uendeshaji kinazidi kuwa na akili zaidi na zaidi, kinaongoza vitendo vya kibinadamu katika hali za kawaida na kufanya maamuzi ya kawaida kwake.

Kiwango cha urahisi wa utumiaji wa rasilimali ambazo mifumo ya uendeshaji ya kompyuta iliyotengwa hutoa leo kwa watumiaji, wasimamizi na watengenezaji wa programu ni matarajio ya kuvutia tu ya mifumo ya uendeshaji ya mtandao. Wakati watumiaji wa mtandao na wasimamizi hutumia muda mwingi kujaribu kubaini mahali rasilimali iko, watengenezaji wa programu za mtandao hutumia juhudi nyingi kujaribu kubainisha eneo la data na moduli za programu kwenye mtandao. Mifumo ya uendeshaji ya siku zijazo lazima itoe ngazi ya juu uwazi wa rasilimali za mtandao, kuchukua kazi ya kuandaa kompyuta iliyosambazwa, kugeuza mtandao kuwa kompyuta ya kawaida. Hii ndiyo maana hasa ambayo wataalamu wa Jua waliweka katika kauli mbiu ya laconic "Mtandao ni Kompyuta," lakini ili kugeuza kauli mbiu kuwa ukweli, watengenezaji wa mfumo wa uendeshaji bado wana njia ndefu ya kwenda.

Historia ya OS inarudi karibu nusu karne. Ilikuwa na imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na maendeleo ya msingi wa kipengele na vifaa vya kompyuta.
Kompyuta za kwanza za dijiti, ambazo zilionekana mapema miaka ya 40, zilifanya kazi bila mifumo ya kufanya kazi; kazi zote za kuandaa mchakato wa kompyuta zilitatuliwa kwa mikono na kila programu kutoka kwa paneli ya kudhibiti.
Mfano wa mifumo ya kisasa ya uendeshaji ilikuwa mifumo ya ufuatiliaji ya miaka ya kati ya 50, ambayo iliendesha vitendo vya operator kukamilisha kifurushi cha kazi.
Mnamo 1965-1975, mpito kwa mizunguko iliyojumuishwa ilifungua njia kwa kizazi kijacho cha kompyuta, mwakilishi mashuhuri ambayo ni IBM/360. Katika kipindi hiki, karibu dhana zote za msingi za mifumo ya uendeshaji ya kisasa zilitekelezwa: multiprogramming, multiprocessing, multi-terminal mode, kumbukumbu virtual, mifumo ya faili, udhibiti wa upatikanaji na mitandao.
Utekelezaji wa programu nyingi ulihitaji kuanzishwa kwa mabadiliko muhimu sana kwenye vifaa vya kompyuta. Wasindikaji sasa wana njia za upendeleo na za mtumiaji, rejista maalum za kubadili haraka kutoka kwa kazi moja hadi nyingine, njia za kulinda maeneo ya kumbukumbu, pamoja na mfumo wa usumbufu ulioendelezwa.
Mwishoni mwa miaka ya 60, kazi ilianza kuunda mtandao wa kimataifa wa ARPANET, ambao ulikuwa mahali pa kuanzia kwa mtandao - kimataifa. mtandao wa umma, ambayo ikawa eneo la majaribio kwa mifumo mingi ya uendeshaji wa mtandao, ambayo ilifanya iwezekanavyo kupima katika hali halisi uwezekano wa mwingiliano wao, kiwango cha scalability, na uwezo wa kufanya kazi chini ya mizigo kali.
Kufikia katikati ya miaka ya 70, kompyuta ndogo zilienea. Usanifu wa kompyuta ndogo umerahisishwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na mifumo kuu, ambayo ilionekana kwenye OS yao. Ufanisi wa gharama na upatikanaji wa kompyuta ndogo ulitumika kama kichocheo kikubwa cha kuunda mitandao ya ndani. Biashara, ambayo sasa inaweza kumudu kuwa na kompyuta ndogo kadhaa, ilihitaji kuandaa ugawanaji wa data na vifaa vya gharama kubwa vya pembeni. Mitandao ya kwanza ya ndani ilijengwa kwa kutumia vifaa vya mawasiliano visivyo vya kawaida na programu zisizo za kawaida.
Tangu katikati ya miaka ya 70, matumizi makubwa ya UNIX yalianza, OS ya kipekee kwa wakati huo, ambayo ilikuwa rahisi kubeba kwa aina mbalimbali za kompyuta. Ingawa UNIX iliundwa awali kwa ajili ya kompyuta ndogo, unyumbufu wake, umaridadi, utendakazi wenye nguvu, na uwazi umeiruhusu kupata nafasi nzuri katika aina zote za kompyuta.
Mwishoni mwa miaka ya 70, toleo la kufanya kazi la stack ya itifaki ya TCP/IP iliundwa. Mnamo 1983, safu ya itifaki ya TCP/IP ilisawazishwa. Uhuru wa muuzaji, kubadilika na ufanisi, kuthibitishwa kwa ufanisi kwenye mtandao, imefanya itifaki za TCP / IP sio tu utaratibu kuu wa usafiri wa mtandao, lakini pia stack kuu ya mifumo mingi ya uendeshaji wa mtandao.
Mwanzo wa miaka ya 80 inahusishwa na tukio muhimu kwa historia ya mifumo ya uendeshaji - kuibuka kwa kompyuta za kibinafsi, ambazo zilitumika kama kichocheo chenye nguvu cha ukuaji wa haraka wa mitandao ya ndani, na kujenga msingi bora wa nyenzo kwa hili kwa namna ya makumi. na mamia ya kompyuta ziko ndani ya jengo moja. Matokeo yake, usaidizi wa kazi za mtandao umekuwa sharti la mifumo ya uendeshaji ya kompyuta binafsi.
Katika miaka ya 80, viwango kuu vya teknolojia za mawasiliano kwa mitandao ya ndani vilipitishwa: mwaka wa 1980 - Ethernet, mwaka wa 1985 - Gonga la Ishara, mwishoni mwa miaka ya 80 - FDDI. Hii ilifanya iwezekane kuhakikisha utangamano wa mifumo ya uendeshaji ya mtandao katika viwango vya chini, na pia kusawazisha kiolesura cha mfumo wa uendeshaji na viendeshi vya adapta za mtandao.
Kufikia mapema miaka ya 90, karibu mifumo yote ya uendeshaji ilikuwa imeunganishwa, yenye uwezo wa kusaidia kazi na wateja na seva tofauti. Mifumo maalum ya uendeshaji wa mtandao imeonekana ambayo imeundwa pekee kwa ajili ya kufanya kazi za mawasiliano, kwa mfano, mfumo wa IOS kutoka kwa Cisco Systems, unaoendesha kwenye ruta.
Katika muongo mmoja uliopita, tahadhari maalum imelipwa kwa mifumo ya uendeshaji ya mtandao wa ushirika, ambayo ina sifa ya kiwango cha juu cha scalability, usaidizi wa kazi ya mtandao, zana za usalama za juu, uwezo wa kufanya kazi katika mazingira tofauti, na upatikanaji wa utawala wa kati. na zana za usimamizi.

Kazi na mazoezi

1. Ni matukio gani katika maendeleo ya msingi wa kiufundi wa kompyuta ikawa hatua muhimu katika historia ya mifumo ya uendeshaji?

2. Ni tofauti gani ya kimsingi kati ya wachunguzi wa usindikaji wa kundi la kwanza na programu za usindikaji wa mfumo ambazo tayari zilikuwepo wakati huo - watafsiri, wapakiaji, viunga, maktaba za utaratibu?

3. Je, kompyuta inaweza kufanya kazi bila mfumo wa uendeshaji?

4. Mtazamo kuelekea dhana ya multiprogramming umebadilikaje katika historia ya OS?

5. Mtandao ulikuwa na ushawishi gani katika maendeleo ya OS?

6. Ni nini kinachoelezea nafasi maalum ya UNIX OS katika historia ya mifumo ya uendeshaji?

7. Eleza historia ya mifumo ya uendeshaji ya mtandao.

8. Je, ni mwelekeo gani wa sasa katika maendeleo ya OS?