ПРОПРИЕТАРНЫЕ И СВОБОДНО РАСПРОСТРАНЯЕМЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. Реферат №1 ОС КТбо2-12 Пилипенко А.А.. Реферат по дисциплине Операционные системы

• Название: Реферат по дисциплине Операционные системы
• Анкор: ПРОПРИЕТАРНЫЕ И СВОБОДНО РАСПРОСТРАНЯЕМЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
• Дата: 14.04.2022
• Размер: 4.15 Mb.
• Имя файла: Реферат №1 ОС КТбо2-12 Пилипенко А.А..docx
• Тип: Реферат; #473131

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГАОУ ВО «ЮФУ»)
Институт компьютерных технологий и информационной безопасности

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Операционные системы»

ПРОПРИЕТАРНЫЕ И СВОБОДНО РАСПРОСТРАНЯЕМЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Выполнил:
студент группы КТбо2-12 _______________ А. А. Пилипенко


Принял:

профессор кафедры САПР _______________ Е. В. Нужнов

Содержание

1Операционные системы 4

2Проприетарные системы 9

3Свободно распространяемые 13

4Противостояние 17

5Перспективы и тенденции 19

Введение

Современный мир уже невозможно представить без компьютерных устройств, помогающих нам практически во всех аспектах нашей деятельности. Чем бы мы ни занимались, нам не обойтись без компьютеров. Компьютеры позволяют нам оставаться всегда на связи, создавать творческие и рабочие проекты, получать навыки и знания, обрабатывать информацию, делиться с миром своими идеями.

Работа любого компьютерного устройства зависит от его аппаратного и программного обеспечения. Важнейшим компонентом последнего является операционная система, под управлением которой и работает устройство. В наши дни существует великое множество систем, каждая из которых подходит для тех или иных задач, оборудования, требований и так далее.

Многие программисты считают, что выбор стоит между Windows, MacOS и Linux, так как они могут обеспечить большинство потребностей и просты в освоении. Самой популярной моделью среди семейства Linux является дистрибутив Ubuntu.

Немаловажным фактором для пользователей является эффективный выбор операционной системы. Он определяет, с какими программами возможно работать. От системы также зависит производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства.

На мой взгляд, для правильного выбора необходимо иметь представление об операционных системах, как проприетарных, так и свободно распространяемых, их видах, особенностях и тенденциях развития в современном мире.

1. Операционные системы

   1. Понятие

Особое место среди системных программ отведено операционным системам.

Она управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, отвечает за различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа способна работать только под управлением той системы, которая обеспечивает для неё услуги. Этот выбор зависит также от технических характеристик компьютера. Естественно, что более современная операционная система даёт больше возможностей и более наглядна, но она и предъявляет требования к компьютеру, такие как: тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств.

Необходимы элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами. Операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Система позволяет спрятать от пользователя сложные подробности и даёт ему удобный интерфейс для работы, также она выполняет и различные вспомогательные действия, например, копирование, печать файлов и другие.

Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передаёт им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной, а иногда и единственной частью системного программного обеспечения.

Можно также сказать, что операционная система – это программа, загружаемая при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами, запускает другие программы на выполнение. Также обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения, т.е. интерфейс, с устройствами компьютера. Она имеет некоторые особенности, что видно из Таблица 1.

Таблица 1 – Особенности операционной системы

Основные функции	Описание
Графический интерфейс	Удобная оболочка, с которой работает пользователь.
Многозадачность	Включает в себя возможность одновременной или поочерёдной работы с приложениями.
Ядро	Переводчик с программного языка на машинный.
Драйверы	Программы управления различными устройствами.
Файловая система	Предназначена для хранения и доступа к данным.
Разрядность	Определяет количество информации для обработки.

Кроме этого операционные системы могут представлять различные дополнительные возможности:

– параллельное/псевдопараллельное выполнение задач;

– взаимодействие между процессами;

– межмашинное взаимодействие;

– защита самой системы, а также пользовательских данных;

– разграничение прав доступа;

– многопользовательский режим.

Конкретный выбор операционной системы определяется совокупностью предоставляемых функций конкретными требованиями к рабочему месту.

2. Классификация

1) В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

– однозадачные и многозадачные;

– однопользовательские и многопользовательские;

– однопроцессорные и многопроцессорные

– локальные и сетевые.

2) По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

– однозадачные;

– многозадачные.

3) В зависимости от областей использования многозадачные системы подразделяются на три типа:

– системы пакетной обработки;

– системы с разделением времени;

– системы реального времени.

4) По типу лицензии:

– проприетарные;

– свободно распространяемые.

3. История

Первые компьютеры работали без операционных систем, из-за чего каждая программа нуждалась в полной спецификации оборудования для правильной работы и выполнения своих задач. Развитие программ и самого программного обеспечения подвело операционные системы стать доступными для повседневного использования.

Первой операционной системой стало GM-НАА. Она создана в 1955 году Робертом Патриком с «General Motors» и Оуэном Моком с «North American Aviation». Основана на системном мониторе и работала на больших машинах. Её главная функция заключилась в автоматическом выполнении новой программы, когда старая завершилась [1].

Затем в 70-х была разработана система PLATO, которая имела ряд инноваций, таких как плазменная панель. Она включала в себя память и функции растровой графики. Плазменный дисплей поддерживал возможность быстрой отрисовки векторных линий. Многие инновации в дальнейшем стали фундаментом разработки других систем.

Тогда же появилась и система UNIX, в подразделении «Bell Labs» компании «AT & T». С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Их отличительными особенностями являются:

– использование текстовых файлов для настройки и управления системой;

– широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;

– взаимодействие через виртуальное устройство, терминал;

– представление физических и виртуальных устройств как файлов.

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

Для работы в режиме реального времени незаменимой для IBM-PC стала система MS-DOS, появившаяся в 1981. Она обеспечивала единовременное выполнение только одной программы. Система спроектирована так, чтобы пользователь мог легко заменить встроенный интерпретатор командной строки посторонним.

Система Windows от Microsoft тогда стала только дополнением для графической оболочки MS-DOS, но со временем, всё более совершенствовалась и появилась полноценная графика, которая лишила пользователей от просмотра системных файлов. Также был преодолён барьер многозадачности, который позволил запускать одновременно 2-3 программы. В 90-х система 32-разрядную доступность к жёсткому диску.

В ходе долгих модернизаций и обновлений функционала Windows она стала лидирующей системой для персональных компьютеров. Однако ближе к 2010-ым пользователям стала нужна мультиплатформенная операционная система, такая как Google Chrome OS. Она успешно работает как на маленьких нетбуках, так и на полноразмерных настольных систем. Поддерживает x86-и ARM-архитектуры процессоров и имеет открытый исходный код, основанный на оптимизированном Linux-ядре, управляется браузером Chrome. Главной особенностью является доминирование веб-приложений над обычными функциями систем. Ключевая роль при этом отводится браузеру.

В такой системе все приложения являются веб-сервисами. Фактически, все действия, проходящие на компьютере, выполняются в Интернете. Что объясняет отсутствие необходимости устанавливать приложения на жёсткий диск. Из-за этого работа в Chrome OS не требует наличия мощных ресурсов, ведь все процессы запускаются не на самом компьютере, а на серверах соответствующих служб.

2. Проприетарные системы

   1. Понятие

Проприетарные операционные системы – это те системы, которые распространяются по лицензии производителя. Их код закрыт для пользователей и, является собственностью производителя. Проприетарные операционные системы нельзя исправлять и дополнять. К таковым относятся операционные системы Windows и MacOS, Рисунок 1.



Рисунок 1 – Логотипы систем Windows и MacOS

Преимуществами таких систем является:

– количество качественного программного обеспечения;

– грамотная техподдержка.

Недостатками же можно отметить:

– полная зависимость от создателя;

– высокая стоимость;

– слабая совместимость с другим программным обеспечением.

2. Windows

Список операционных систем Microsoft насчитывает уже десяток поколений. Они крайне популярны в мире и занимают почти 90% рынка. На Рисунок 2 видна ведущая система – Windows 10. Именно её и разберём далее.

Преимущества:

– меню Пуск, которое ранее было утеряно и заменено на плиточную версию исполнения;

– браузер, на замену Internet Explorer пришёл удобный Microsoft Edge;

– доступ к облачному хранилищу OneDrive;

– оптимизация проигрывателя видео, больше не нужно устанавливать дополнительные кодеки;

– улучшенный оконный режим для переключения между задачами;

– оптимизация командной строки, шрифт и буфер обмена;

– поддержка DirectX 12.

Недостатки:

– отслеживание действий пользователей, пароли и история просмотров, фото, звук и файлы отправляются в базы данных Microsoft;

– периодические затормаживания, замедленная реакция на действия;

– отсутствие поддержки драйверов на дисководы и дискеты;

– удаление медиа-центра;

– сложности с установкой обновлений, появление новых ошибок;

– проблемы с установкой и активацией системы;

– автоматические изменение региона на США и языка на английский.

Мнение о системах Windows неоднозначно. Имеются серьёзные бреши в безопасности и постоянные малозначимые, а порой и вредные для системы обновления. Большим преимуществом при выборе является пакет Microsoft Office и массивный каталог компьютерных игр. В целом же продукт подходит абсолютному большинству.



Рисунок 2 – Интерфейс Windows 10

3. MacOS

Менее распространённый, но не менее качественный продукт, созданный компанией «Apple». Стоит упомянуть, что ранее система была полностью закрытой, сейчас же её код почти полностью открыт и доступен на сервисе «GitHub». На Рисунок 3 видна одна из систем линейки MacOS.



Рисунок 3 – Интерфейс MacOS

Ведущей версией на текущий момент является – macOS Monterey.

Преимущества:

– браузер, обновлённый Safari;

– уведомления и режим фокусировки, настройка отображения;

– синхронизация воспроизведения музыки и видео с iPhone;

– режим с размытием фона;

– голосовая изоляция и объёмное пространственное аудиозвучание;

– поиск фраз по фото.

Недостатки:

– быстрая разрядка аккумулятора;

– сбой и зависания приложений;

– проблемы с подключением по сети Wi-Fi;

– быстрый перегрев;

– ошибки подключения по Bluetooth;

– внезапная заторможенность;

– повреждение буфера обмена;

Можно сказать, что системы macOS имеют в целом очень плавные анимации, повышенное быстродействие на фоне Windows, поддержка множественных рабочих столов, упрощённая установка и удаление программ, облечённая версия контроля админ-пароля, поддержка стороннего программного обеспечения других операционных систем и встроенная виртуальная машина, однако не лишены проблем с питанием на ноутбуках, подключением с другими устройствами и периодическими провисаниями.

3. Свободно распространяемые

   1. Понятие

Свободно распространяемые операционные системы – это системы, которые создаются независимыми разработчиками совместно с сообществом. К таковым относится практически всё семейство Linux. Эти системы можно загрузить абсолютно бесплатно и установить на любой компьютер.

Примеры: Linux, FreeBSD, Minix, Darwin. Они показаны на Рисунок 4.



Рисунок 4 – Логотипы свободно распространяемых систем

История этих систем начинается в 1983 году, когда Ричард Столлман объявил о создании GNU. Это был проект для создания свободной UNIX-подобной операционной системы с нуля, без использования оригинального исходного кода. Большая часть программного обеспечения играет ключевую роль в других свободных операционных системах. Однако работы по созданию замены для ядра UNIX, необходимые для полного выполнения задач GNU, продвигались длительно. До сих пор GNU Hurd как попытка создать современное ядро на основе микроядерной архитектуры Mach всё ещё далека от завершения.

Когда в 1991 году, Линус Торвальдс опубликовал ядро Linux и привлёк помощников стало очевидно использование инструментов, разработанных до этого в GNU. Операционная система GNU и ядро Linux вместе составляют операционную систему, известную, как GNU/Linux. Дистрибутивы системы по типу Red Hat и Debian, включающие ядро, утилиты GNU и дополнительное программное обеспечение стали популярными как среди любителей, так и среди представителей бизнеса.

Linux без компонентов GNU используется в программном обеспечении для встраиваемых и мобильных систем. Далее мы рассмотрим две свободно распространяемые системы.

2. Darwin

Это открытая POSIX-совместимая операционная система, выпущенная Apple Inc. в 2000 году. Она совмещает код, написанный самой Apple, с полученным от NeXTSTEP от 1989, FreeBSDот 1993 и прочих свободных проектов. Система Darwin представляет собой набор основных компонентов, используемых в Mac OS X и Apple iOS. Она совместима с третьей версией спецификации единой UNIX и POSIX-приложениями и утилитами.

Darwin построен на основе гибридного ядра XNU, включающего микроядро Mach 3, некоторые части операционных систем семейства BSD такие как модель процессов, сетевой стек, виртуальная файловая система и I/O Kit – объектно-ориентированный программный интерфейс приложения для написания драйверов.

На основе Darwin и GNU разрабатывалась свободная операционная система OpenDarwin, которая показана на Рисунок 5.



Рисунок 5 – Интерфейс Darwin

3. Ubuntu

Ubuntu – это дистрибутив Linux, построенный на базе другого дистрибутива Linux – Debian, и распространяющийся под свободной лицензией GNU/GPL. В общем-то, думаю всем ясно, что дистрибутив распространяется свободно, и любой пользователь может просто загрузить его для личного пользования. Логотипы Debian и Ubuntu видны на Рисунок 6. Ubuntu разрабатывается компанией Canonical и поставляется в двух версиях:

– LTS – дистрибутивы с долгосрочной поддержкой от разработчиков;

– простые версии, поддерживаемые не более года.

Свою историю дистрибутив начал в 2004 году в качестве временного ответвления Debian. Целью разработчиков было обеспечить релиз стабильных версий операционной системы раз в полгода [2].



Рисунок 6 – Debian и Ubuntu

Спустя время появилась необходимость в некоторых изменениях, которые не были предусмотрены основной версией. Всё меньше совместимости и всё больше самостоятельного опыта. Разработчики приняли судьбоносные решения, что, в конце концов, и привело их к успеху.

Ubuntu становится самостоятельным дистрибутивом Linux, и начинает продвигать свою собственную философию, которая заключалась в создании удобной и функциональной операционной системы для каждого.

Многие вещи, недоступные простым пользователям, стали значительно легче в использовании. Многие приложения получили графический интерфейс, какие-то просто были облегчены или обновлены полезным функционалом.

Сегодня Ubuntu это не только система, а ещё и сообщество единомышленников, которые стремятся создать лучший продукт для всех.

У этого дистрибутива Linux есть огромное количество особенностей, которые можно отнести как к плюсам, так и к минусам:

– Ориентация на простых пользователей;

– Упрощённый интерфейс и функционал;

– Своеобразный графический интерфейс;

– Высокая аппаратная совместимость.

Графическая оболочка системы показана на Рисунок 7.



Рисунок 7 – Интерфейс Ubuntu

4. Противостояние

На протяжении всего существования между свободно распространяемыми и проприетарными системами есть ключевые различия, которые мы рассмотрим на примере Linux и Windows, что показано на Таблица 2.

Таблица 2 – Сравнительная таблица параметров Linux и Windows [3]

Параметр	Linux	Windows
Совместимость	Ограниченная	Полная
Безопасность	Высокая	Слабая
Файловая система	Каталоги	Папки
Ядро	Больше ресурсов, больший вес	Меньше ресурсов, меньший вес
Конфиденциальность	Высокая	Слабая
Исходный код	Открытый	Закрытый
Лицензия	Бесплатная, дешёвая	Платная, дорогая
Надёжность	Высокая	Низкая
Дистрибутивы	Разношёрстные	Монолитные
Игры	Слабая поддержка	Полная поддержка
Программное обеспечение	Надёжное	Ненадёжное
Сервер	Надёжный	Ненадёжный

Помимо приведённых выше характеристик системы также можно сравнить через бенчмарки, т.е. тест производительности на одном и том же компьютере, но с разными операционными системами.

Синтетический тест Geekbench оценивает производительность процессора с такими задачами как: сжатие, распаковка, обработка, браузинг и прочее. Результаты тестирования для Windows (для записи использовался Bandicam и MSI Autoberner для мониторинга)¹ показаны на Рисунок 8, а для Linux(Для записи использовался SimpleScreenRecorder и Mangohud для мониторинга)² на Рисунок 9.



Рисунок 8 – Результаты бенчмарка компьютера с Windows



Рисунок 9 – Результаты бенчмарка компьютера с Linux

Исходя из результатов, можно сказать, что планировщик работы с центральным процессором от Linux действительно реализован лучше. Система Windows же показывает себя слабее как в однопоточном, так и в мультипоточном режиме. Стоит также отметить, что для бенчмарка было использовано тяжёлое графическое окружение Linux – Gnome 3. Если учесть это и тот, что существуют оболочки, потребляющих меньше сотни мегабайт оперативной памяти, то преимущества по мощности становятся очевидными.

5. Перспективы и тенденции

Операционная система в целом всё больше становится похожей на браузер, установленной на голое железо. Современный классический интерфейс почти 30 лет назад отойдёт в прошлое. Многие современные составные части операционных систем станут просто не нужны, а другие уйдут от пользователя и превратятся в API-сервисы для программистов. Основной задачей операционной системы в будущем станет запуск клиента облачных сервисов. Преимущества систем Microsoft, которыми они обладают, будут пересмотрены и этим вынудят искать новые способы привязки пользователей и программистов в новой среде, более конкурентной по сравнению с нынешней [4].

Многое зависит от решений, успехов и неудач крупных компаний, таких как Microsoft и Google. В отличие от той эволюции софта, которую мы наблюдали в 90-х и 0-х, развитие всё меньше зависит от производителей железа и всё больше от производителей конечного программного обеспечения для пользователей.

Говоря же о свободно распространяемых системах, можно выделить такие тренды как:

– Введение антивирусов для веб-защиты;

– Создание единого дистрибутива для портирования приложений;

– Обновление шрифтов в интерфейсе;

– Выпуск компьютеров полностью на Linux;

– Более профессиональные программы для обычных пользователей;

– Очистка каталога приложений от устаревших.

Заключение

В настоящее время уже не существует как такового соперничества операционных систем разного типа лицензии. Тем не менее, однозначный выбор между проприетарной и свободно распространяемой операционной системой сделать непросто. Для этого нужно опираться на конкретные цели и ресурсы пользователя. В целом можно сказать, что если Вы хотите детально разбираться в устройстве компьютера, быть максимально защищённым от хакеров и шпионов, то выбор лучше сделать в пользу системы типа Linux. С другой стороны, если Вам важна работа с документами или Вы геймер, то лучше оставаться на Windows или MacOS, но будьте готовы к покупке лицензии, постоянным обновлениям, уязвимостям и проблемам совместимости версий.

Список использованных источников

1. 
   Востокин С. В. : Операционные системы, учеб., 2-ое изд., испр. И доп., Самара, Самарский университет, 2018 г.
   
2. 
   Что такое Ubuntu, URL: https://omgubuntu.ru/chto-takoie-ubuntu. (Дата обращения: 17.10.2021).
   
3. 
   Сравнение Linux и Windows, URL: https://ravesli.com/sravnenie-linux-i-windows-v-chem-raznitsa-i-chto-luchshe. (Дата обращения: 17.10.2021).
   
4. 
   Эволюция операционных систем или как это было и как будет, URL: https://habr.com/ru/sandbox/63209. (Дата обращения: 19.10.2021).
   

1^ Для записи использовался Bandicam и MSI Autoberner для мониторинга.

2^ Для записи использовался SimpleScreenRecorder и Mangohud для мониторинга.

Таганрог 2021