Презентация "История операционных систем"

Россошанский колледж мясной и молочной промышленности

Дисциплина

Операционные системы

Тема

История операционных систем

Для студентов II курса

по специальности 09.02.04

[email protected]

• Hardware и software эволюционируют совместно , влияя друг на друга
• Критерии естественного отбора в эволюции ЭВМ:

• УДОБСТВО ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕЗОПАСНОСТЬ
• УДОБСТВО
• ЭФФЕКТИВНОСТЬ
• БЕЗОПАСНОСТЬ
• История эволюции ВТ насчитывает четыре периода

История эволюции ВТ

1-й период (1940-1950): Ламповые машины. ОС отсутствуют!

• Июнь 1945 – принципы Джона фон Неймана. Программирование только на машинном языке. Перфокарты или панели переключателей. Организация вычислительного процесса выполнялась программистом с пульта управления. За пультом – только один человек. Одновременно выполняется только одна операция. 1-е системное ПО:
• Июнь 1945 – принципы Джона фон Неймана.
• Программирование только на машинном языке.
• Перфокарты или панели переключателей.
• Организация вычислительного процесса выполнялась программистом с пульта управления.
• За пультом – только один человек.
• Одновременно выполняется только одна операция.
• 1-е системное ПО:

• 1951-52 гг. – прообразы компиляторов, например, с Fortran 1954г. – ассемблер для IBM-701 (Нэт Рочестер)
• 1951-52 гг. – прообразы компиляторов, например, с Fortran 1954г. – ассемблер для IBM-701 (Нэт Рочестер)
• 1951-52 гг. – прообразы компиляторов, например, с Fortran
• 1954г. – ассемблер для IBM-701 (Нэт Рочестер)

Полный доступ к ресурсам ЭВМ на машинном языке, все программы разрабатываются в двоичном коде. Этот период характеризуется высокой стоимостью приобретения и эксплуатации компьютеров и низкой стоимостью труда программистов. Компьютеры использовались в монопольном интерактивном режиме. Основной режим работы компьютера – простой и ожидание каких-либо действий программиста. При этом наблюдается недостаточное использование дорогостоящего вычислительного оборудования.

История эволюции ВТ

2-й период (1955-нач. 60-х): к омпьютеры на основе транзисторов. Пакетные ОС

• Новая элементная база – транзисторы Компьютеризация бизнеса Бурное развитие алгоритмических языков (Algol-58, Lisp, Cobol, Algol-60, PL-1,…), настоящие инструментальные системы Разделение персонала на программистов и операторов Задания (программа, входные данные, требуемые ресурсы),пакеты заданий Вычислительным процессом управляют системы пакетной обработки , имеющие формализованный язык управления заданиями
• Новая элементная база – транзисторы
• Компьютеризация бизнеса
• Бурное развитие алгоритмических языков (Algol-58, Lisp, Cobol, Algol-60, PL-1,…), настоящие инструментальные системы
• Разделение персонала на программистов и операторов
• Задания (программа, входные данные, требуемые ресурсы),пакеты заданий
• Вычислительным процессом управляют системы пакетной обработки , имеющие формализованный язык управления заданиями

60-е годы – развитие первых операционных систем

Важной тенденцией этого периода является создание семейств программно-совместимых машин и ОС для них. Примерами семейств программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, являются серии машин IBM/360, IBM/370 и PDP-11.

Программная совместимость требовала и совместимости ОС. Совместимость подразумевает возможность работы на больших и малых вычислительных системах, с любым количеством периферии, в коммерческой области и в области научных исследований.

ОС оказались чрезвычайно сложными . Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. ОС этого поколения были очень дорогими.

GM-НАА была первой операционной системой для компьютеров. Она была создана в 1955 году Робертом Патриком с General Motors и Оуэном Моком с North American Aviation. Она была основана на системном мониторе и работала на больших машинах. Основная функция GM-НАА — автоматическое выполнение новой программы, когда старая программа завершилась.

История эволюции ВТ

3-й период (нач. 60-х-1980): компьютеры на основе ИМС. Первые многозадачные ОС

• Переход от транзисторов к интегральным микросхемам (ИМС) :
• Переход от транзисторов к интегральным микросхемам (ИМС) :

• ВТ становится надежной и дешевой Решаются многочисленные и сложные задачи Растет производительность процессоров
• ВТ становится надежной и дешевой Решаются многочисленные и сложные задачи Растет производительность процессоров
• ВТ становится надежной и дешевой
• Решаются многочисленные и сложные задачи
• Растет производительность процессоров

История эволюции ВТ

• Магнитные диски сменили магнитную ленту Мультипрограммирование
• Магнитные диски сменили магнитную ленту
• Мультипрограммирование

• Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор выполняет другую программу Аппаратная поддержка
• Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор выполняет другую программу Аппаратная поддержка
• Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор выполняет другую программу
• Аппаратная поддержка

• Защитные механизмы
• Защитные механизмы
• Защитные механизмы
• Защитные механизмы

• Привилегированные и непривилегированные команды Прерывания Внешние – произошло асинхронное событие Внутренние (исключительные ситуации) – ошибки, нарушения защиты,…
• Привилегированные и непривилегированные команды Прерывания Внешние – произошло асинхронное событие Внутренние (исключительные ситуации) – ошибки, нарушения защиты,…
• Привилегированные и непривилегированные команды Прерывания Внешние – произошло асинхронное событие Внутренние (исключительные ситуации) – ошибки, нарушения защиты,…
• Привилегированные и непривилегированные команды
• Привилегированные и непривилегированные команды
• Прерывания Внешние – произошло асинхронное событие Внутренние (исключительные ситуации) – ошибки, нарушения защиты,…
• Внешние – произошло асинхронное событие
• Внутренние (исключительные ситуации) – ошибки, нарушения защиты,…

История эволюции ВТ

• Мультипрограммирование привело к изменению ОС:

• Системные вызовы , как интерфейс между ОС и прикладными программами Планирование заданий Необходимость сохранения контекста (содержимого регистров и структур данных) при переключении задач Стратегии управления памятью
• Системные вызовы , как интерфейс между ОС и прикладными программами
• Планирование заданий
• Необходимость сохранения контекста (содержимого регистров и структур данных) при переключении задач
• Стратегии управления памятью
• Все же пользователь не мог непосредственно взаимодействовать с заданием 

История эволюции ВТ

• Появились дисплеи на основе ЭЛТ и полноценные клавиатуры
• Мультипрограммирование  time-sharing -системы, или системы разделения времени

• Процессор переключается между задачами не только во время операций ввода-вывода, но и просто через определенные промежутки времени Многопользовательский режим Механизм виртуальной памяти Развитые файловые системы
• Процессор переключается между задачами не только во время операций ввода-вывода, но и просто через определенные промежутки времени
• Многопользовательский режим
• Механизм виртуальной памяти
• Развитые файловые системы
• Семейства программно-совместимых машин

Возникновение UNIX

Первая система UNIX была разработана в 1969 году в подразделении Bell Labs компании AT & T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем.Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:

• Использование текстовых файлов для настройки и управления системой;
• Широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;
• Взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства — терминала;
• Представление физических и виртуальных устройств как файлов.

Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС. Эта ОС популяризирует идею иерархической файловой системы с произвольной глубиной вложенности.

1970-годы – развитие ОС

Важной вехой в истории ОС явилось создание ОС UNIX . Особенностью этой системы являлось то, что она была первой системной программой, которая была написана с использованием языка, отличного от машинного языка (ассемблера). С середины 70-х годов началось массовое использование ОС UNIX . К этому времени программный код для UNIX был на 90% написан на языке высокого уровня С. Широкое распространение эффективных С-компиляторов сделало UNIX уникальной для того времени ОС, обладающей возможностью сравнительно лёгкого переноса на различные типы компьютеров. Поскольку эта ОС поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала первой открытой ОС, которую могли совершенствовать простые пользователи-энтузиасты.

1980-годы – развитие ОС MS DOS

История DOS (Disk Operation System) началась в 1980 году в фирме Seattle Computer Products. Сетевые функции появились у ОС персональных компьютеров не сразу. Первая версия наиболее популярной операционной системы раннего этапа развития персональных компьютеров – MS-DOS компании Microsoft – была лишена этих возможностей. Это была однопрограммная однопользовательская ОС с интерфейсом командной строки, способная стартовать с дискеты.

Недостающие функции для MS-DOS и подобных ей ОС компенсировались внешними программами, предоставлявшими пользователю удобный графический интерфейс (например, Norton Commander ).

История эволюции ВТ

4-й период (1980 – наше время): Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные операционные системы

• Появление БИС
• Появление БИС

• Возрастание степени интеграции Очередное удешевление Персональные компьютеры (ПК) Один пользователь в однозадачном режиме «Дружественный», интуитивно понятный интерфейс Возрождение ОС
• Возрастание степени интеграции Очередное удешевление
• Возрастание степени интеграции
• Очередное удешевление
• Персональные компьютеры (ПК) Один пользователь в однозадачном режиме «Дружественный», интуитивно понятный интерфейс Возрождение ОС
• Один пользователь в однозадачном режиме
• «Дружественный», интуитивно понятный интерфейс
• Возрождение ОС

• Автономные ( классические ) ОС Сетевые ОС (сер. 80-х) Распределенные ОС ПК стал своего рода бытовым прибором
• Автономные ( классические ) ОС Сетевые ОС (сер. 80-х) Распределенные ОС ПК стал своего рода бытовым прибором
• Автономные ( классические ) ОС Сетевые ОС (сер. 80-х) Распределенные ОС
• Автономные ( классические ) ОС
• Сетевые ОС (сер. 80-х)
• Распределенные ОС
• ПК стал своего рода бытовым прибором

1985 год – появление Microsoft Windows

В те времена, когда работа над Windows только начиналась, считалось, что будущее принадлежит интегрированным средам. Позиция фирмы Microsoft была иной: Билл Гейтс решил заняться созданием графической среды, которая послужила бы стандартной платформой для разработчиков прикладных программ. Итак, Microsoft поставила себе задачу по созданию платформы для разработчиков. Предполагалось обеспечить разработчиков встроенными функциями для реализации пользовательского интерфейса и его компонентов - окон, меню, панелей диалога, которые могли бы управляться с помощью клавиатуры или мыши.

1987 год – появление OS/2

В 1987 году в результате совместных усилий Microsoft и IBM появилась первая многозадачная ОС для персональных компьютеров с процессором Intel 80286, в полной мере использующая возможности защищённого режима - OS/2.

Эта система была хорошо продуманна. Она поддерживала многозадачность, виртуальную память, графический пользовательский интерфейс (не с первой версии) и виртуальную машину для выполнения DOS-приложений.

OS/2 выходила за пределы простой многозадачности с её концепцией распараллеливания отдельных процессов, получившей название многопоточности.

OS/2 с её развитыми функциями многозадачности и файловой системой HPFS со встроенными средствами многопользовательской защиты оказалась хорошей платформой для построения локальных сетей персональных компьютеров.

Linux

Linux была создана в 1991 году Линусом Торвальдсом , финским студентом. Тот факт, что Линус сразу после создания ОС выложил исходный код своей ОС в Интернет, был решающим в дальнейшей судьбе Linux.

Хотя в 1991 году Интернет еще не был так широко распространен, как в наши дни, зато пользовались им в основном люди, которые имеют достаточную техническую подготовку. И уже с самого начала Торвальдс получил несколько заинтересованных отзывов с предложением помочь в разработке, на что Линус ответил согласием, и уже через полгода к разработке присоединились сотни, потом сотни тысяч добровольных помощников. В силу того, что исходные коды Linux распространяются свободно и общедоступно, к развитию системы с самого начала подключилось большое число независимых разработчиков.

Мобильные ОС

Смартфоны на различных операционных системах: Windows Phone, Bada, IOS. Самыми популярными из них являются IOS и Android.

IOS — мобильная ОС, созданная на ядре Linux (создана Apple).

Была выпущена в 2007 году изначально — для iPhone и iPod Touch. Сейчас она установлена ​​на всех устройствах Apple.

Мобильные ОС

Android («Андро́ид») — ОС для смартфонов, интернет-планшетов, электронных книг, цифровых проигрывателей, наручных часов, игровых приставок, нетбуков, смартбуков, очков Google, телевизоров и других устройств.

В будущем планируется поддержка автомобилей и бытовых роботов. Основана на ядре Linux и собственной реализации виртуальной машины Java от Google.

Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки.

Google Chrome OS (облачная ОС)

Chrome OS позиционируется как ОС для различных устройств — от маленьких нетбуков до полноразмерных настольных систем и поддерживает x86-и ARM-архитектуры процессоров.

ОС Chrome имеет открытый исходный код, основанный на оптимизированном Linux-ядре и управляется браузером Chrome. Главной особенностью будет доминирование веб-приложений над обычными функциями ОС.

Ключевая роль при этом отводится браузеру. Стратегия создания нового продукта подразумевает архитектуру, нетребовательную к аппаратным ресурсам ПК, используемого для выхода в Интернет.

Все приложения, которые запускает ОС — веб-сервисы. Работа в Chrome OS не требует наличия у компьютера мощных ресурсов, ведь все процессы запускаются не на самом компьютере, а на серверах соответствующих служб.

Будущее ОС

ОС пользователя становится чем-то похожим на веб-браузер, установленной на голое железо. Современный классический интерфейс (разработанный в Xerox PARC и впервые внедрен Apple почти 30 лет назад) отойдет в прошлое.

Многие современные составные части ОС станут просто не нужны, другие уйдут от пользователя и превратятся в сервисы для программистов.

Основной задачей ОС станет предоставление возможности запуска клиентской части облачных сервисов.

Многое зависит от решений, успехов и неудач крупных софтверных компаний, таких как Microsoft, Google.

В отличие от той эволюции софта, которую мы наблюдали в девяностых и двухтысячных, новая эволюция все меньше зависит от производителей железа, и все больше — от производителей конечного ПО для пользователей.

ВЫВОДЫ

• Пять основных функций классических ОС:

• планирование заданий; средства коммуникации и синхронизации программ; управление памятью; файловая система; управление вводом-выводом; обеспечение безопасности.
• планирование заданий;
• средства коммуникации и синхронизации программ;
• управление памятью;
• файловая система;
• управление вводом-выводом;
• обеспечение безопасности.
• Реальная эволюция проходила не так плавно и равномерно
• ОС существуют потому, что на данный момент это разумный способ использования ВТ

Вопросы

• Что такое ОС?
• Важной тенденцией какого периода является создание семейств программно-совместимых машин и операционных систем для них?
• Что является главной особенностью ОС UNIX?
• В каком году появилась ОС OS/2?
• Основные задачи ОС MS DOS?
• Какая версия ОС Windows включает в свой состав сетевые средства?
• В какой версии ОС Windows стала использоваться новая файловая система NTFS?
• В чем отличие Windows XP Professional и Windows XP Home Edition?
• Что такое Longhorn?

Разработка Windows Vista (под кодовым названием «Longhorn») началась в мае 2001 года и продолжалась до ноября 2006 года. Первоначально Microsoft ожидала завершить версию в конце 2003 года и представить её как незначительный шаг между Windows XP (под кодовым названием «Whistler») и Windows 7 (под кодовым названием «Blackcomb» и «Vienna»).