ос и с. ОСиС. 1. Классификация программного обеспечения

• Название: 1. Классификация программного обеспечения
• Анкор: ос и с
• Дата: 11.12.2022
• Размер: 2.7 Mb.
• Имя файла: ОСиС.doc
• Тип: Документы; #839260
• страница: 1 из 29

1. Классификация программного обеспечения
Без программ (совокупности команд, которые должен выполнять процессор) компьютер - не более чем простое переплетение бесполезных электронных схем.

Программное обеспечение (software) на данный момент составляет сотни тысяч программ, которые предназначены для обработки самой разнообразной информация с самыми различными целями. В зависимости от того, какие задачи выполняет то или иное программное обеспечение, его можно разделять на несколько групп:

• 
  Базовое программное обеспечение
  
• 
  Трансляторы
  
• 
  Языки программирования
  
• 
  Инструментальные средства
  
• 
  Прикладное программное обеспечение
  

1. Базовое программное обеспечение
К Базовому программному обеспечению относят операционные системы и оболочки операционных систем.

Операционной системой – называется программа (совокупность программ), которая координирует работу компьютера и управляет размещением программ и данных в оперативной памяти компьютера, интерпретирует команды, управляет периферийными устройствами, распределяет аппаратные ресурсы.

Оболочки операционных систем обеспечивают удобный интерфейс (способ общения) для пользователя, программиста и компьютера. Их можно разделить на три подсистемы или части:

1) интерфейсные системы, в основном графического типа, модифицирующие как пользовательский, так и программный интерфейсы ОС, а также реализующие иногда дополнительные возможности по распределению ресурсов ЭВМ.

Из имеющихся интерфейсных систем наиболее известна Windows 3.0, выпущенная компанией Microsoft Corp. в 1990 году и признанная, кстати, лучшим программным продуктом года. Она отличается удобным графическим пользовательским интерфейсом и многозадачными возможностями. Устанавливается поверх MS-DOS.

2) оболочки ОС, модифицирующие только пользовательский интерфейс, повышая его уровень и наиболее полно удовлетворяя потребности пользователя. Пользователь-непрофессионал может считать себя свободным от кропотливого изучения соответствующего интерфейса ОС.

Большинство распространенных оболочек обеспечивают:

а) работу с файлами:

– манипулирование файлами (копирование, удаление, создание, и др., а также быстрый поиск файла по образцу составного имени);

– выдачу и смену характеристик файлов;

– выдачу содержимого каталогов и сравнение содержимого двух каталогов;

б) просмотр и редактирование (только текстовых) файлов.

в) создание пользовательских меню для упрощения запуска часто используемых программ;

г) выдачу сведений о размещении информации на дисках и ресурсах ЭВМ.

Самой распространенным примером оболочки ОС является оболочка Norton Commander для MS DOS компании Peter Norton computing. По своим возможностям ей не уступает оболочка Volkov Commander.

Операционных систем и оболочек операционных систем довольно много, они различаются интерфейсом, набором возможностей, способами защиты от вирусов (программ, которые портят другие программы), способами управления ресурсами памяти, периферийными устройствами. Различия ОС обоснованы обычно свойствами и назначением самих ЭВМ, спецификой их использования. Можно назвать наиболее распространенные операционные системы, это: MS DOS, UNIX, Windows 95 и далее, Windows NT и др.

Оболочки операционных систем дают возможность вводить команды операционных систем в более удобном для человека виде, с помощью выбора команд в предложенном оболочкой меню. Из наиболее распространенных оболочек можно назвать оболочки Norton Commander, DOS Shell, Windows2, 3.0, 3.11 и др.

3) утилиты – обслуживающие программы, которые предоставляют пользователю сервисные услуги, т.е. обогащают пользовательский интерфейс. Многие из утилит обладают развитым диалоговым интерфейсом с пользователем и приближаются по уровню общения к оболочкам. Остальные же используются путем их запуска с определенными аргументами.

Существующие в настоящее время утилиты обеспечивают реализацию таких функций:

а) Обслуживание магнитных дисков, а именно:

• 
  форматирование дисков в нескольких режимах;
  
• 
  восстановление ошибочно удаленных файлов, а также в случае разрушения;
  
• 
   дефрагментация файлов на диске, вследствие чего время доступа к файлам сокращается до 30% и облегчается восстановление информации в случае разрушения;
  
• 
  надежное затирание конфиденциальной информации.
  

в) шифрование информации;

г) защита от компьютерных вирусов;

д) архивация данных.
2. Трансляторы
К трансляторам относят программы, которые преобразуют команды программ, написанных на языках высокого уровня, таких как Qbasic, Pascal, С, Prolog, Ada и других, в команды, записанные в машинных кодах, использующих двоичный алфавит. Эти программы можно назвать программами-переводчиками с языков программирования высокого уровня на машинный язык.

Трансляторы бывают двух видов: интерпретаторы и компиляторы. Оба вида трансляторов выполняют одну и туже операцию, но делают это по-разному.

Интерпретаторы, преобразуя команду, записанную на каком либо языке программирования, в команду на машинном языке, сразу же дают указание машине выполнить ее, не записывая перевод. Так происходят с каждой командой программы. Программа будет выполнена машиной только с наличием интерпретатора, который от строки к строке переводит команды и сразу же их выполняет. Поэтому, когда встанет необходимость опять выполнить данную программу, то сделать это можно будет только имея интерпретатор языка программирования на котором она записана, что не всегда удобно.

Компилятор же не выполняет команды, а просто переводит всю программу на машинный язык и записывает свой перевод в специальную, так называемую, исполнимую программу, программу, записанную в двоичном коде, которую ЭВМ поймет уже без переводчика. Интерпретатор удобно использовать на этапе написания и отладки программы, так как интерпретатор позволяет отслеживать ошибки, допущенные программистом при написании программы, а компилятор используется для преобразования уже готовой, отлаженной, выверенной программы. Компилированная программа будет выполняться быстрее, так как машине не нужно перед выполнением команды осуществлять перевод, а так же, если учесть, что языков программирования на данный момент очень много, как и программистов (причем программисты выбирают для создания программ самые разные языки программирования, согласуясь со своими вкусами, возможностями и назначением программы), то можно представить, как неудобно было бы пользоваться программами, требующими присутствия интерпретаторов. Каждый пользователь должен был бы иметь большой набор интерпретаторов различных языков.
3. Языки программирования
Языки программирования, вернее - редакторы текстов программ для языков программирования, это программы, которые позволяют записывать алгоритмы решения каких-либо задач на том или ином языке программирования. Эти редакторы позволяют не просто записывать текст программы, но обычно имеют встроенный интерпретатор этого языка, систему отслеживания ошибок, возможность формирования библиотеки подпрограмм, возможность формирования собственных пользовательских функций, причем языки программирования позволяют записывать алгоритмы на языках приближенных к обычному человеческому языку, Непосредственно из них можно запускать программы на компиляцию. Кроме того, можно работать с блоками текста программ", осуществлять их перенос из одного места программы в другое, копировать программу или ее части в указанное место другой программы, осуществлять контекстный поиск и замену подстрок.
4. Инструментальные средства (утилиты)
Инструментальные средства, которые называют еще утилитами (англ. utility - полезность, удобство), включают в себя набор небольших вспомогательных специализированных обслуживающих программ, каждая из которых выполняет какую-либо одну рутинную, но необходимую операцию. В отличие от остальных программ, утилиты могут выполнять, как уже сказано, не много, а только одну операцию по обслуживанию какого либо из устройств компьютера. Например, утилита печати текстов, утилиты восстановления удаленных файлов (программ и текстов хранящихся на внешних носителях информации) или их архивации (сжатия), утилиты ремонта, обслуживания дисков и так далее.
5. Прикладное программное обеспечение
Программы, которые называют еще информационными и вычислительными системами, предназначенные для обработки больших массивов информации различного рода и для расчета больших массивов чисел и которые могут быть "приложены", применены к любому виду человеческой деятельности, составляют группу прикладных программ.

Прикладные программы предназначены для обработки самой разнообразной информации: текстовой, числовой, звуковой, графической. Существуют программы, например, для построения астрологических карт, ведения инвентарной ведомости вин в ресторане, оказания помощи в постановке диагноза заболевания, построения экономических графиков, обучения иностранному языку, обучения программированию, программы для организации досуга и множество других.

Вопреки внешним различиям все программы должны выполнять некоторые общие основополагающие функции. Такие как:

• 
  хранить информацию в ОЗУ
  
• 
  помнить, где она находится
  
• 
  извлекать ее определенным образом
  
• 
  записывать информацию на внешние носители
  
• 
  предъявлять ее для непосредственного восприятия и др.
  

Среди наиболее важных функций прикладных программ можно выделить: обработку текстов; проведение вычислений; организация информации; управление вводом-выводом. Обычно различные функции настолько тесно переплетаются друг с другом, что трудно сказать, где кончается одна и начинается другая. Хотя большинство функций в той или иной степени используется в любой программе, одна из них всегда преобладает. Так, например, вычисления - основа программ обработки финансовых ведомостей, управление вводом-выводом - основа графических и звуковых программ.

Среди прикладных программ, по преобладанию некоторых функций, выделяют:

• 
  текстовые редакторы
  

Текстовые редакторы предназначены для набора, редактирования, запоминания, воспроизведения и распечатки текстов. Такие редакторы называют еще системами обработки текстовой информации. Такие широко распространенные персональные компьютеры как IBM PC, Apple-2 задумывались как конторские машины для обработки текстов. И сейчас большая часть машинного времени используется для обработки именно текстовой информации, для подготовки разнообразных документов: писем, статей, служебных документов (справок, договоров, приказов), отчетов, рекламных материалов и тому подобное.

Программ для обработки текстов существует множество: от программ для подготовки текстов простой структуры до программ для полной подготовки к типографскому изданию книг, журналов. Редакторы текстов документов ориентированы на работу с текстами, имеющими структуру документов, то есть состоящими из разделов, страниц, абзацев, предложений, слов.

Современные текстовые редакторы предоставляют достаточно много возможностей для обработки текстов, это:

• 
  возможность использовать шрифты различного начертания
  
• 
  возможность работы с пропорциональными шрифтами
  
• 
  задание произвольных межстрочных промежутков
  
• 
  автоматический перенос слова на новую строку и форматирование текста по заданным параметрам полей
  
• 
  автонумерация страниц
  
• 
  обработка и нумерация сносок
  
• 
  задание колонтитулов
  
• 
  выравнивание краев абзаца
  
• 
  набор текста в несколько столбцов, что необходимо для верстки газетных страниц
  
• 
  создание таблиц
  
• 
  проверка правописания и подбор синонимов
  
• 
  построение оглавлений и еще множество функций
  

Среди текстовых редакторов выделяют группу, предназначенную для создания сложных документов высокого качества (рекламных буклетов, журналов, книг). Эти редакторы получили название издательских систем. Печать документов, подготовленных с помощью издательских систем, производится с помощью лазерного принтера или специальных фотонаборных аппаратов. Все издательские системы построены по принципу WYSWYG (What you see is whet you get - что ты видишь, то ты и получишь). Издательские системы имеют больший набор возможностей по сравнению с обычными текстовыми редакторами. Наиболее распространенные текстовые редакторы в России: Lexicon, Multi Edit, WinWord. Издательские системы: Page Maker, Venture Publisher.

• 
  графические редакторы
  

Графические редакторы позволяют создавать, редактировать и получать графические изображения в виде жестких копий (на бумаге) и в виде текстов программ, которые можно затем встраивать в другие программы или хранить для дальнейшего редактирования. Графические редакторы позволяют создавать не только статичные, но также движущиеся на экране объекты, создавать анимационные картинки. Графические редакторы имеют такие возможности, как использование различных цветовых оттенков в графическом изображении, так и использование графических примитивов (окружности, ломаные линии, прямоугольники, многоугольники, закрашенные фигуры) для построения рисунков, использование различных инструментов: кистей разнообразной формы, ластика, аэрографа, микроскопа или лупы для прорисовки каких либо тонких деталей изображения, имеется также возможность работать с выделенными частями рисунка: удалять, копировать, переносить, встраивать готовые изображения из библиотеки графических образов и так далее. Существуют графические редакторы как для создания двумерных, так и для создания трехмерных изображений. Примером графических редакторов наиболее распространенных в России можно назвать: AutoDesk Animator, Corel Draw, Paintbrush, Picture Maker, TruеSpacе и др.

• 
  электронные таблицы
  

Электронные таблицы исполняют роль очень удобного калькулятора, способного с большой скоростью и гибкостью манипулировать числами и формулами, причем все данные и результаты расчетов можно просмотреть на экране. Электронные таблицы построены по образу и подобию финансовых ведомостей, с которыми обычно работают бухгалтеры: она состоит из строк и столбцов, образующих сотни и даже тысячи клеток. Стоит только в какую- либо из клеток ввести наименования, числа и формулы, как практически мгновенно компьютер вычислит и покажет полученный результат. Электронные таблицы могут выполнить различные функции, которые обеспечивают очень удобный интерфейс пользователю. Это, например, следующие возможности:

• 
  работа с выделенными блоками, их копирование, перенос, удаление
  
• 
  возможность копировать одинаковые формулы с автоматической адаптацией коэффициентов в формулах текущему столбцу и строке
  
• 
  возможность сохранять результаты на внешних носителях информации в текстовом виде и в табличном формате с последующей возможностью редактировать таблицу
  
• 
  возможность распечатать результаты вычислений на бумаге
  
• 
  сортировать и выбирать данные по введенным параметрам
  
• 
  табличные процессоры имеют возможность строить различного рода графики по результатам вычисления, которые также можно сохранить на бумаге и внешних носителях
  

Примером электронных таблиц широко использующихся в настоящий момент в России являются таблицы Lotus 1-2-3, SuperCalk, Excel.

• 
  системы управления базами данных
  

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют вводить, накапливать, редактировать, сортировать, выбирать по запросу, удалять различные данные. СУБД позволяют также выполнять некоторые вычисления и создавать отчеты. Наиболее мощные СУБД имеют встроенный язык программирования, позволяющих создавать исполнимые программы дня обработки введенных данных. СУБД много, это, например, такие системы как FoxPro, dBASE, Paradox, Clipper, Clario, Assecc и другие.

• 
  музыкальные редакторы
  

Музыкальные редакторы предназначены для редактирования, создания, сохранения и исполнения различных звуковых комбинаций, музыкальных произведений.

• 
  интегрированные пакеты прикладных программ
  

Интегрированные пакеты - программы, сочетающие в себе возможность работать с различными видами информации. Он объединяет в себе возможности текстового редактора, электронной таблицы, базы данных, программы деловой графики. Известностью пользуются такие пакеты, как, например, FrameWork, Works. Основной принцип построения всех программных средств основан на выборе из меню. Как правило, фирменные программные средства содержат многоуровневое выпадающее меню. То есть в программе имеется основное меню, любой из разделов которого может иметь подменю, в котором находится либо команда, либо функция (установка чего-либо). Чтобы выполнить одну из команд на любом уровне меню необходимо просто переместить курсор (светящийся прямоугольник на экране) к этой команде, нажать на клавишу ввода команды в память машины или, при необходимости, дать ответ или подтверждение на запрос.


2. Основные задачи ОС
Архитектура любой современной ОС включает в себя множество не относящихся к ее функциональности составляющих: файловые менеджеры, оболочки, различные утилиты; при этом на разных ОС не могут работать одни и те же программы, хотя некоторые программы есть в версиях для разных ОС, но это не меняет дела, в то время как в принципе основная задача ОС распределение аппаратных ресурсов между рабочими приложениями. В результате мы выбираем ОС не по качествам ядра, что собственно является основной характеристикой ОС, а по набору работающих под ней приложений. При чём, абсолютно отсутствует конкуренция и развитие (ОС включает в себя все больше и больше новых компонентов, в то время как в других областях программной индустрии развитие весьма ощутимо) в этой области и практически нет никакой возможности для появления абсолютно новой ОС с применением искусственного интеллекта, нейро-сетей и тому подобных разработок.

Разница в производительности определяется в основном аппаратным обеспечением, а не ОС. ОС это единицы процентов, а это не стоит обсуждения. ОС определяет стабильность. Но, не смотря на все различия между ОС, остаётся общая концепция и общие функции.
Концептуальные основы построения ОС:

1. 
   Базовые функции и понятия ОС (процесс, процессор, ресурс):
   

• 
  Определение и классификация ресурсов:
  

• 
  Определение процесса, состояния процесса, классификация процессов;
  
• 
  Мультипрограммирование и многозадачность, понятие потока;
  
• 
  Средства ОС для управления процессами и потоками.
  

2. 
   Параллельность и проблема синхронизации (примеры):
   

• 
  Проблема взаимного исключения и критические секции;
  
• 
  Определение и свойства;
  
• 
  Программная реализация взаимного исключения, алгоритм Деккера:
  

• 
  Синхронизация с помощью семафоров (определение и свойства семафоров, семафорные примитивы, примеры использования);
  
• 
  Мониторы как средство синхронизации процессов;
  
• 
  Проблема тупиков;
  
• 
  Определение тупика;
  
• 
  Задачи, связанные с решением проблемы тупика (предотвращение, обходы тупиков, распознавание тупика, вывод системы из тупика и восстановление работоспособности системы);
  
• 
  Модель системы для исследования проблемы тупиков;
  
• 
  Необходимые условия возникновения тупика в системе и методы предотвращения тупиков;
  
• 
  Методы распознавания тупиков в системах с повторно используемыми и потребляемыми ресурсами;
  
• 
  Реализация обходов тупиков;
  
• 
  Вывод системы из тупика и восстановление;
  

3. 
   Управление данными:
   

• 
  Понятие файла, логическая и физическая организация данных;
  

• 
  Функция управления данными в ОС (основные задачи, решаемые при реализации файловой системы) и структура подсистемы управления данными ОС;
  
• 
  Представление файлов, именование;
  
• 
  Основные операции над файлами, выполняемые по запросу (создание/уничтожение файла; открытие/закрытие файла; переименование, копирование, переписывание и т.д.);
  
• 
  Логическая организация файлов: последовательные файлы, файлы прямого доступа (индексные и индексно-последовательные файлы), библиотеки;
  
• 
  Функции, выполняемые автоматически;
  
• 
  Перемещение файлов между уровнями внешней памяти;
  
• 
  Динамическое распределение внешней памяти и размещение данных (непрерывное распределение, разрывные распределения (организация цепочек блоков, списков индексов, использование карт памяти)); 
  
• 
  Организация системы файлов (хранение информации о наличии и размещении данных во внешней памяти, иерархическая структура справочников, каталоги и директории, их организация);
  
• 
  Управление доступом к внешним устройствам;
  
• 
  Управление вводом/выводом;
  
• 
  Управление внешними устройствами: особенности работы с ВУ, каналы, адаптеры, контроллеры; буферизация и блокирование, двойная буферизация;
  
• 
  драйверы внешних устройств: назначение, принципы построения.
  

• 
  Две точки зрения:
  

• 
  Пользователя - предоставление пользователю программисту удобной в работе виртуальной ЭВМ (особенно важно поддержка операций ввода/вывода);
  
• 
  Использование вычислительной системы - эффективное распределение разнообразных ресурсов (процессоров, многоуровневой оперативной памяти, коммуникационного оборудования, внешних и других устройств, а также данных) между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.
  

• 
   Две основных задачи распределения ресурсов:
  

• 
  Планирование ресурса (кому, когда, сколько);
  
• 
  Контроль состояния ресурса (занят или нет, сколько имеется).
  

3. Типы ОС

1. 
   Типы ОС по алгоритмам управления ресурсами:
   

1. 
   Однозадачные (MS-DOS, DR-DOS и т.д.). Как правило, ограничиваются предоставлением пользователю виртуальной машины, управлением периферией и файлами;
   
2. 
   Многозадачные (Windows 95, Unix и др.). Поддерживается параллельное исполнение нескольких задач. Обеспечивают управление разделяемыми ресурсами (процессор, память, периферия, файлы):
   

1. 
   Невытесняющая многозадачность (Windows 3.x);
   
2. 
   Вытесняющая многозадачность (Unix, ¼).
   

Многозадачная многопользовательская.
Однопользовательская однозадачная.

3. 
   Многонитевые. Процессорное время делится между отдельными ветвями задач;
   
4. 
   Одно- (MS-DOS, DR-DOS, Windows 3.x) и многопользовательские;
   
5. 
   Мультипроцессорные (Windows NT, Unix, ¼):
   

1. 
   Асимметричные ОС;
   
2. 
   Симметричные ОС.
   

6. 
   сетевые:
   

1. 
   Справочник о сетевых ресурсах, серверах;
   
2. 
   Средства адресации процессов в сети;
   
3. 
   Прозрачность доступа к ресурсам;
   
4. 
   Разделение и безопасность данных.
   

2. 
   Типы ОС по аппаратной платформе:
   

1. 
   ОС ПК,
   
2. 
   ОС мини и мега мини,
   
3. 
   ОС майнфреймов,
   
4. 
   ОС кластеров ЭВМ,
   
5. 
   ОС сетей ЭВМ,
   
6. 
   мобильные ОС.
   

ОС многопроцессорных ЭВМ обеспечивает параллельное выполнение на отдельных процессорах сети, как самой ОС, так и прикладных систем. Основные задачи следующие:

1. 
   Синхронизация процессов;
   
2. 
   Согласование доступа процессоров к общим ресурсам.
   

Кластер - совокупность слабо связанных ВС, решающих общую задачу. Основные проблемы следующие:

1. 
   Аппаратная поддержка кластера;
   
2. 
   Согласование доступа к разделяемым ресурсам;
   
3. 
   Обнаружение отказов и динамическая реконфигурация.
   

Сетевая ОС должна поддерживать обмен между ЭВМ по линиям связи с целью разделения ресурсов компьютера между удаленными пользователями.

 

Мобильная (переносимая) ОС - ОС, которая сравнительно легко переносится между программно несовместимыми платформами. Ее характерные особенности:

1. 
   Четкая локализация аппаратно зависимого кода;
   
2. 
   Написание на языке высокого уровня.
   

3. 
   Типы ОС по области приложений:
   

1. 
   ОС пакетной обработки:
   

1. 
   Область приложений - вычислительные неоперативные задачи;
   
2. 
   Критерий качества - эффективное использование оборудования;
   
3. 
   Формируется (на внешней памяти) пакет заданий;
   
4. 
   Каждое задание имеет паспорт с описанием требуемых ресурсов;
   
5. 
   Из пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, максимально сбалансировано использующая ресурсы;
   
6. 
   Переключение задач в смеси - при отказе очередной исполняемой от процессора или при завершении;
   
7. 
   Результат - работа пользователя неэффективна, ресурсы ВС используются эффективно.
   

2. 
   ОС разделения времени:
   

1. 
   Область приложений - диалоговые оперативные задачи;
   
2. 
   Критерий качества - эффективная работа пользователя;
   
3. 
   Каждому заданию в мультипрограммной смеси предоставляется квант времени (менее 100 мс) на обслуживание, т.е. задачи в смеси переключаются достаточно часто;
   
4. 
   Результат - повышение эффективности работы пользователя, снижение эффективности использования аппаратуры ВС.
   

3. 
   ОС реального времени:
   

1. 
   Область приложений - системы автоматизированного управления;
   
2. 
   Критерий качества - обслуживание всех заявок
   (до сотен тысяч сигналов и временем реакции от 10 мкс и более);
   
3. 
   Мультипрограммная смесь обычно состоит из фиксированного набора заранее разработанных программ.
   Программы, как правило, создаются с помощью той или иной инструментальной SCADA-системы.
   Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) - диспетчерские системы сбора данных и управления;
   
4. 
   Выбор исполняемой программы определяется расписанием обслуживания и текущим состоянием объекта управления (событиями на объекте);
   
5. 
   Критерии эффективности - время реакции системы и гарантированность времени ответа.
   

4. 
   ОС со смешанным режимом:
   

1. 
   Пакетный режим + разделение времени или реальное время;
   
2. 
   Пакетные задания - в фоновом разделе.
   

4. 
   Типы ОС по их архитектурам:
   

1. 
   ОС с монолитным ядром:
   

1. 
   Монолитные ОС состоят из наборов процедур;
   
2. 
   Любая из процедур может вызывать требуемую, когда ей это нужно;
   
3. 
   Для построения такой ОС необходимо оттранслировать все процедуры и связать их с помощью компоновщика в единый исполняемый код;
   

2. 
   Ос с микроядром:
   

1. 
   Основные функции ядра:
   

1. 
   Обмен сообщениями;
   
2. 
   Доступ к аппаратуре.
   

2. 
   Характерные особенности:
   

1. 
   Функции планирования выносятся в сервера;
   
2. 
   Сервера выполняются в режиме пользователя;
   

3. 
   Достоинства:
   

1. 
   Сокращение размеров;
   
2. 
   Упрощение разработки;
   
3. 
   Упрощение адаптации к обстановке (выбором только требуемых серверов);
   
4. 
   Упрощение сопровождения.
   

4. 
   Недостаток - понижение реактивности.
   

3. 
   Объектно-ориентированный подход:
   

1. 
   Объектно-ориентированное программирование - данные и программы их обработки составляют модуль с недоступностью данных (и процедур) извне, кроме программных точек входа;
   
2. 
   Создание новых объектов из имеющихся с помощью механизма наследования свойств;
   
3. 
   Хорошая защита данных;
   
4. 
   Увеличение объема кода;
   
5. 
   Понижение реактивности системы.
   

4. 
   Распределенная ОС (по процессорам сети):
   

1. 
   Сеть представляется в виде однопроцессорной ЭВМ;
   
2. 
   Единая служба времени;
   
3. 
   Удаленный вызов процедур (Remote Procedure Call - RPC) для прозрачного распределения процедур по ЭВМ;
   
4. 
   Единая подсистема контроля за разделяемыми ресурсами;
   
5. 
   Многонитевость;
   
6. 
   Симметричные и асимметричные ОС.
   

5. 
   Множественность операционного окружения:
   

1. 
   Исполнение программ, написанных для других ОС и процессоров;
   
2. 
   Двоичная совместимость - на уровне готовых программ;
   
3. 
   Эмуляторы (низкая скорость);
   
4. 
   Имитация библиотек (вызовы те же, но код для ОС, на которой исполняется);
   
5. 
   Реализация требуемой прикладной среды;
   
6. 
   Примеры:
   

1. 
   Некоторые версии UNIX (фирмы Sun, IBM, HP) транслятор прикладных сред - на уровне прикладной программы;
   
2. 
   Windows NT (фирма Microsoft), Workplace OS (фирма IBM) модули прикладной среды уже тесно связаны с ОС, но все же относительно независимы;
   
3. 
   OS/2.2x (фирма IBM) – реализация прикладной среды встроена в ОС.
   

6. 
   ОС с сетевым ядром:
   

1. 
   Общий случай - совокупность ОС отдельных ЭВМ, взаимодействующих по четко определенным протоколам с целью обмена сообщениями и обеспечения разделения ресурсов;
   
2. 
   Локальная ОС;
   
3. 
   Сервер для предоставления локальных ресурсов и услуг в общее пользование (ведение справочников сетевых ресурсов; обработка запросов удаленного доступа к локальным ресурсам; управление очередями запросов удаленного доступа к локальным периферийным устройствам);
   
4. 
   Клиент (редиректор) для доступа к удаленным ресурсам (прием запроса на обслуживание, трансляция в форму, требуемую сервером, обслуживающим запрос, передача его в сеть; обратное преобразование результатов исполнения запроса на обслуживание на удаленном сервере);
   
5. 
   Коммуникационные средства, используемые для обмена сообщениями в сети (адресация и буферизация сообщений, выбор маршрутов, обеспечение надежности передачи и т.д.).
   

4. Базовая система ввода/вывода (BIOS)
Разработка любого компьютера требует, чтобы множество технических элементов, из которых и состоит компьютер, взаимодействовали между собой. Поэтому для удобства были введены адреса, по которым эти устройства могут общаться между собой. А роль “справочника” отдали BIOS.

BIOS - Базовая система ввода-вывода (Basic Input Output System) называется так потому, что включает в себя обширный набор программ ввода-вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами, как самого компьютера, так и подключенными к нему. Вообще говоря, в PS система BIOS занимает особое место. С одной стороны, ее можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, она является как бы одним из программных модулей операционной системы. Сам термин BIOS, видимо, заимствован из операционной системы CP/M, в которой модуль с подобным названием был реализован программно и выполнял примерно подобные действия.

Её можно отнести и к аппаратным средствам и программным. Такая двойственность происходит оттого, что BIOS – это программа, но она “зашита” внутри одной из микросхем. Присутствие такой микросхемы – обязательное условие взаимодействия всех программ с аппаратными средствами компьютера. Такая микросхема имеет важную особенность, она не теряет информацию при отключении питания и позволяет перезаписывать BIOS, для чего раньше требовались специальные устройства – “программаторы”.

Большинство современных видеоадаптеров, а также контроллеры накопителей имеют собственную систему BIOS, которая обычно дополняет системную. Во многих случаях программы, входящие в конкретную BIOS, заменяют соответствующие программные модули основной BIOS. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывания.

Заметим, что система BIOS помимо программ взаимодействия с аппаратными средствами на физическом уровне содержит программу тестирования при включении питания компьютера POST (Power–On-Self-Test, Самотестирование при включении питания компьютера). Тестируются основные компоненты, такие как процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Если при включении питания компьютера возникают проблемы (BIOS не может выполнить начальный тест), вы услышите последовательность звуковых сигналов:

Код сигнала	Значение
1	Ошибка регенерации DRAM
2	Отказ схемы четности
3	Отказ базового ОЗУ 64 Кб
4	Отказ системного таймера
5	Отказ процессора
6	Ошибка адресной линии A20 контроллера клавиатуры
7	Ошибка исключения виртуального режима Virtual Mode Exception
8	Ошибка теста чтения, записи памяти дисплея
9	Ошибка контрольной суммы ROM-BIOS

Если вы сталкиваетесь с чем-либо подобным, существует высокая вероятность того, что эта проблема связана с аппаратными средствами.

Система BIOS в PS реализована в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо «ROM» - предполагает использование постоянных запоминающих устройств (ROM - Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяются в основном перепрограммируемые (стираемые электрически или с помощью ультрафиолетового излучения) запоминающие устройства. Мало того, наиболее перспективным для хранения системы BIOS является сейчас флэш-память. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять дополнительные функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

Поскольку содержимое ROM BIOS фирмы IBM было защищено авторским правом, то есть его нельзя подвергать копированию, то большинство других производителей компьютеров вынуждены были использовать микросхемы BIOS независимых фирм, системы BIOS которых, разумеется, были практически полностью совместимы с оригиналом. Наиболее известные из этих фирм три: American Megatrends Inc. (AMI), Award Software и Phoenix Technologies. Заметим, что конкретные версии BIOS неразрывно связаны с набором микросхем (chipset), используемым на системной плате. Кстати, компания Phoenix Technologies считается пионером в производстве лицензионно-чистых BIOS. Именно в них впервые были реализованы такие функции, как задание типа жесткого диска, поддержка привода флоппи-дисков емкостью 1,44 Мб и т.д. Более того, считается, что процедура POST этих BIOS имеет самую мощную диагностику. Справедливости ради надо отметить, что BIOS компании AMI наиболее распространены. По некоторым данным, AMI занимает около 60% этого сегмента рынка. Кроме того, из программы Setup AMI BIOS можно вызвать несколько утилит для тестирования основных компонентов системы и работы с накопителями. Однако при их использовании особое внимание следует обратить на тип интерфейса, который использует привод накопителя.

Система BIOS в компьютерах, неразрывно связана с SMOS RAM. Под этим понимается «неизменяемая» память, в которой хранится информация о текущих показаниях часов, значении времени для будильника, конфигурации компьютера: количестве памяти, типах накопителей и т.д. Именно в этой информации нуждаются программные модули системы BIOS. Своим названием SMOS RAM обязана тому, что эта память выполнена на основе КМОП-структур (CMOS – Complementary Metal Oxide Semiconductor), которые, как известно, отличаются малым энергопотреблением. Заметим, что CMOS-память энергонезависима только постольку, поскольку постоянно подпитывается, например, от аккумулятора, расположенного на системной плате, или батареи гальванических элементов, как правило, смонтированной на корпусе системного блока. Заметим, что большинство системных плат допускают питание CMOS RAM как от встроенного, так и от внешнего источника.

Заметим, что в случае повреждения микросхемы CMOS RAM (или разряде батареи или аккумулятора) программа Setup имеет возможность воспользоваться некой информацией по умолчанию (BIOS Setup Default Values), которая хранится в таблице соответствующей микросхемы ROM BIOS. Кстати, на некоторых материнских платах питание микросхемы CMOS RAM может осуществляться как от внутреннего, так и от внешнего источника. Выбор определяется установкой соответствующей перемычки.

Программа Setup поддерживает установку нескольких режимов энергосбережения, например Doze (дремлющий), Standby (ожидания, или резервный) и Suspend (приостановки работы). Данные режимы перечислены в порядке возрастания экономии электроэнергии. Система может переходить в конкретный режим работы по истечении определенного времени, указанного в Setup. Кроме того, BIOS обычно поддерживает и спецификацию АРМ (Advanced Power Management). Как известно, впервые ее предложили фирмы Microsoft и Intel. В их совместном документе содержались основные принципы разработки технологии управления потребляемой портативным компьютером мощностью.

Напомним, что задание полной конфигурации компьютера осуществляется не только установками из программы Setup, но и замыканием (или размыканием) соответствующих перемычек на системной плате. Назначение каждой из них указано в соответствующей документации.

Чтобы позволять пользователю изменять установки в CMOS, BIOS содержит небольшую программу - SETUP. Чаще всего SETUP может быть вызван нажатием специальной комбинации клавиш (DEL, ESC, CTRL-ESC, или CRTL-ALT-ESC) во время начальной загрузки (некоторые BIOS позволяют запускать SETUP в любое время, нажимая CTRL-ALT-ESC). В AMI BIOS, чаще всего, это осуществляется нажатием клавиши DEL (и удержанием ее) после нажатия кнопки RESET или включения ЭВМ. Как правило, все параметры в BIOS устанавливаются изготовителем. В некоторых случаях они могут быть защищены паролем. Это делается не случайно – изменение, какого либо параметра может привести к потере работоспособности компьютером. И если Вы уже готовы к тому что бы самостоятельно вносить изменения в настройки Вашего компьютера то, мой Вам совет, перед любым изменением запишите все начальные установки на бумагу. Это позволит Вам в случае неудачи попытаться восстановить работоспособность компьютера.