Из истории создания операционных систем

Гари Килдалл разработал операционную систему CP/M для компьютеров с 8-разрядными процессорами Intel 8080 или Z80, имеющими дисковод. За кроткое время примерно 2000 компьютерных фирм стали использовать эту систему. К 1979 году она стала практически стандартом для 8-разрядных компьютеров.

Гари Килдалл хотел стать учителем математики в средней школе и в начале 60-х годов поступил в Вашингтонский университет. Два семестра он изучал программирование и к концу обучения свободно программировал на Фортране. После получения докторской степени в 1972 г.

На этапе становления потребителям предлагалось множество моделей персональных компьютеров. Наибольшим спросом пользовались компьютеры Apple II и компьютеры с операционной системой CP/M.

12 августа 1981 года корпорация IBM (крупнейший в мире производитель компьютеров и компьютерных систем) выпускает в свет свой первый персональный компьютер IBM PC (IBM Personal Computer). В своей версии персонального компьютера IBM не использовала ни одну из уже существующих операционных систем. В октябре 1980 года IBM обратилась к фирмам, занимающимся программным обеспечением, с предложением принять участие в новом проекте. Компания Digital Research предложила собственную 8-разрядную операционную систему. Билл Гейтс, президент компании Microsoft убедил руководство IBM в том, что новый компьютер должен быть 16-разрядным, в результате IBM подписала контракт на разработку операционной системы с компанией Microsoft. Гейтс поставил в неловкое положение своего главного конкурента компанию Digital Research, поскольку до завершения CP/M для 16-разрядного компьютера было еще далеко. После этого фирма приобрела права на 16-разрядную систему QDOS у ничего не подозревавшей компании Seattle Computer Products. Переработанная версия QDOS получила название MS DOS 1.0. Эта история подтверждает два утверждения: первое, что аппаратные средства развиваются быстрее программных и второе, что информация (осведомленность) правит миром.

В состав системного ПО входят:

операционные системы;

драйверы устройств;

сервисные программы;

программы технического обслуживания.

Под операционной системой понимается комплекс программ, предназначенный для управления:

работой устройств компьютера как частей единого целого;

процессом исполнения программ;

данными на машинных носителях информации (файловая система);

а также для поддержания пользовательского интерфейса — определенного способа взаимодействия человека с аппаратными средствами.

Операционные системы (ОС) обеспечивают управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем. Одна из важнейших функции ОС — автоматизация процессов ввода-вывода информации, управления выполнением прикладных задач, решаемых пользователем. ОС загружает нужную программу в память ЭВМ и следит за ходом ее выполнения; анализирует ситуации, препятствующие нормальным вычислениям, и дает указания о том, что необходимо сделать, если возникли затруднения.

Исходя из выполняемых функций, ОС можно разбить на три группы:

однозадачные (однопользовательские);

многозадачные (многопользовательские);

сетевые.

Однозадачные ОС предназначены для работы одного пользователя в каждый конкретный момент с одной конкретной задачей. Типичным представителем таких операционных систем была MS DOS (разработанная фирмой Microsoft).

Многозадачные ОС обеспечивают коллективное использование ЭВМ в мультипрограммном режиме разделения времени (в памяти ЭВМ находится несколько программ — задач, — и процессор распределяет ресурсы компьютера между задачами). Типичными представителями подобного класса ОС являются: UNIX, OS/2 корпорации IBM, Microsoft Windows, и некоторые другие.

Сетевые операционные системы связаны с появлением локальных и глобальных сетей и предназначены для обеспечения доступа пользователя ко всем ресурсам вычислительной сети. Типичными представителями сетевых ОС являются: Novell NetWare, Microsoft Windows, IBM LAN, UNIX.

Каждое аппаратное устройство компьютера: монитор, мышь, клавиатура, принтер, видеокарта, звуковая карта и т.д. работает под управлением своей программы. Так, например, при подключении нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ связь с этим оборудованием. Программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств – они так же входят в состав системного ПО.

Сервисное программное обеспечение — это совокупность программных продуктов, предоставляющих пользователю дополнительные услуги в работе с компьютером и расширяющих возможности операционных систем.

По функциональным возможностям сервисные средства можно подразделить на следующие:

улучшающие пользовательский интерфейс;

защищающие данные от разрушения и несанкционированного доступа;

восстанавливающие данные;

ускоряющие обмен данными между диском и ОЗУ;

архивации — разархивации:

антивирусные средства.

По способу организации и реализации сервисные средства могут быть представлены: оболочками, утилитами и автономными программами. Разница между оболочками и утилитами зачастую выражается лишь в универсальности первых и специализации вторых.

Оболочки предоставляют пользователю качественно новый интерфейс и освобождают его от детального знания операций и команд ОС. Функции большинства оболочек, например семейства MS DOS, были направлены на работу с файлами и каталогами и обеспечивают быстрый поиск файлов; создание, просмотр и редактирование текстовых файлов; выдачу сведений о размещении файлов на дисках, о степени занятости дискового пространства и ОЗУ. Среди имеющихся оболочек для семейства MS DOS наиболее популярна была оболочка Norton Commander.

Утилиты предоставляют пользователю дополнительные услуги (не требующие разработки специальных программ) в основном по обслуживанию дисков и файловой системы. Утилиты чаще всего позволяют выполнять следующие функции:

обслуживание дисков (форматирование, обеспечение сохранности информации, возможности ее восстановления в случае сбоя и т. д.);

обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам);

создание и обновление архивов;

предоставление информации о ресурсах компьютера, дисковом пространстве, распределении ОЗУ между программами;

печать текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

защита от компьютерных вирусов.

Из утилит, получивших наибольшую известность, можно назвать многофункциональный комплекс Norton Utilities.

Программные средства антивирусной защиты обеспечивают диагностику (обнаружение) и лечение (нейтрализацию) вирусов. Термином “вирус” обозначается программа, способная размножаться, внедряясь в другие программы, совершая при этом различные нежелательные действия.

Под программами технического обслуживания понимается совокупность программно-аппаратных средств для диагностики и обнаружения ошибок в процессе работы компьютера или вычислительной системы в целом.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Прикладное программное обеспечение предназначено для разработки и выполнения конкретных задач (приложений) пользователя.

Прикладное программное обеспечение работает под управлением системого ПО, в частности операционных систем. В состав прикладного ПО входят:

пакеты прикладных программ различного назначения;

рабочие программы пользователя.

Пакеты прикладных программ служат мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры по обработке информации.

В настоящее время имеется широкий спектр ППП, различающихся по своим функциональным возможностям и способам реализации.

Пакет прикладных программ (ППП) — это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение). Различают следующие типы ППП:

общего назначения (универсальные);

методо-ориентированные;

проблемно ориентированные;

глобальных сетей;

организации (администрирования) вычислительного процесса.

ППП общего назначения — универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации разработки и эксплуатации функциональных задач пользователя и информационных систем в целом.

К этому классу ППП относятся:

текстовые редакторы и процессоры;
графические редакторы;
табличные процессоры;
системы управления базами данных (СУБД);
интегрированные пакеты;
Case — технологии;
оболочки экспертных систем и систем искусственного интеллекта.

Редактором называется ППП, предназначенный для создания и изменения текстов, документов, графических данных и иллюстраций.

Редакторы по своим функциональным возможностям можно подразделить на текстовые, графические и издательские системы.

Текстовые редакторы служат для обработки текстовой информации и выполняют, в основном, следующие функции:

запись текста в файл;
вставку, удаление, замену символов, строк, фрагментов текста;
проверку орфографии;
оформление текста различными шрифтами;
выравнивание текста;
подготовку оглавлений, разбиение текста на страницы;
поиск и замену слов и выражений;
включение в текст несложных иллюстраций;
печать текста.

Наибольшее распространение получили текстовые редакторы Microsoft Word, TEX, и др.

Графические редакторы предназначены для обработки графических документов, включая диаграммы, иллюстрации, чертежи, таблицы. Допускается управление размером фигур и шрифтов, перемещение фигур и букв, формирование любых изображений. Из наиболее известных векторных графических редакторов можно назвать Corel DRAW, Adobe Illustrator.

Издательские системы соединяют в себе возможности текстовых и графических редакторов, обладают развитыми возможностями по форматированию полос с графическими материалами и последующим выводом на печать. Они используются в издательском деле и ориентированы преимущественно либо на верстку публикуемого материала (Adobe PageMaker, QuarkXPress, Ventura Publisher корпорации Corel), либо на подготовку иллюстраций. Среди растровых графических редакторов наибольшее распространение получили Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint.

Табличным процессором называется ППП, предназначенный для обработки электронных таблиц. Данные в таблице хранятся в ячейках, находящихся на пересечении столбцов и строк. В ячейках могут храниться числа, символьные данные и формулы. Формулы задают зависимость значения одних ячеек от содержимого других. Изменение содержимого ячейки приводит к изменению значений в зависящих от нее ячейках.

К наиболее популярным ППП этого класса относятся такие продукты, как Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro и др.

Для создания, хранения и обработки информационных массивов используются специальные ППП — системы управления базами данных.

База данных (БД) — это совокупность специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске.

Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, т.е. добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д. Развитые СУБД обеспечивают независимость прикладных программ, работающих с ними, от конкретной организации информации в базах данных.

В зависимости от взаимного расположения приложения и БД можно выделить:

локальные БД;

удаленные БД.

Локальные БД располагаются на том же компьютере, что и работающие с ними приложения. Работа с БД происходит, как правило, в однопользовательском режиме. Наибольшее распространение получили локальные СУБД: FoxPro, Microsoft Access, Oracle и др.

В сетевой архитектуре «клиент-сервер» БД размещается на компьютере-сервере сети и называется также удаленной БД. Приложение, осуществляющее работу с этой БД, находится на компьютере пользователя. Приложение пользователя является клиентом, его также называют приложением клиентом.

Клиент и сервер взаимодействуют следующим образом. Клиент формирует и отсылает запрос (SQL-запрос) серверу, на котором размещена БД. Сервер выполняет запрос и выдает клиенту в качестве результатов требуемые данные.

Сервером называют не только компьютер, но также и специальную программу, которая управляет БД. Так как в основе организации обмена данными между клиентом и сервером лежит язык SQL, то такую программу еще называют SQL-сервером, а БД – базой данных SQL. В широком смысле слова под сервером понимают компьютер, программу и саму базу данных. SQL-серверами являются промышленные СУБД, такие как Interbase (Borland), Oracle, Informix, Sybase, DB2 (IBM), Microsoft SQL Server и др.

В зависимости от способа организации данных различают: сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.

Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.

Современные интегрированные ППП могут включать в себя:

текстовый редактор;
электронную таблицу;
графический редактор;
СУБД;
коммуникационный модуль.

В качестве дополнительных модулей в интегрированный пакет включаются такие компоненты, как система экспорта-импорта файлов, калькулятор, календарь, системы программирования.

Из имеющихся пакетов можно выделить следующие: Microsoft Office, OpenOffice .

Case-технологии применяются при создании сложных информационных систем, обычно требующих коллективной реализации проекта, в котором участвуют различные специалисты: системные аналитики, проектировщики и программисты.

Экспертные системы — это системы обработки знаний в узкоспециализированной области подготовки решений пользователей на уровне профессиональных экспертов.

Основу экспертных систем составляет база знаний, в которую закладывается информация о данной предметной области. Имеются две основные формы представления знаний в ЭС: факты и правила. Факты фиксируют количественные и качественные показатели явлений и процессов. Правила описывают соотношения между фактами, обычно в виде логических условий, связывающих причины и следствия.

Экспертные системы используются для целей:

интерпретации состояния систем;
прогноза ситуаций в системах;
диагностики состояния систем;
целевого планирования;
устранения нарушений функционирования системы;
управления процессом функционирования и т. д.

СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Комплекс средств, включающих в себя входной язык программирования, транслятор, машинный язык, библиотеки стандартных программ, средства отладки оттранслированных программ и компоновки их в единое целое, называется системой программирования. В системе программирования транслятором языка программирования переводит программу, написанную на входном языке программирования, на язык машинных команд конкретной ЭВМ. В зависимости от способа перевода с входного языка (языка программирования) трансляторы подразделяются на компиляторы и интерпретаторы.

В компиляции процессы трансляции и выполнения программы разделены во времени. Сначала компилируемая программа преобразуется в набор объектных модулей на машинном языке, которые затем собираются (компонуются) в единую машинную программу, готовую к выполнению и сохраняемую в виде файла на магнитном диске. Эта программа может быть выполнена многократно без повторной трансляции.

Интерпретатор осуществляет пошаговую трансляцию и немедленное выполнение операторов исходной программы: каждый оператор входного языка программирования транслируется в одну или несколько команд машинного языка, которые тут же выполняются без сохранения на диске. Таким образом, при интерпретации программа на машинном языке не сохраняется и поэтому при каждом запуске исходной программы на выполнение ее нужно пошагово транслировать заново. Главное достоинством интерпретатора по сравнению с компилятором — его простота.

Входной язык программирования называется языком высокого уровня по отношению к машинному языку, называемому языком низкого уровня.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Отметьте правильный ответ

Что такое DOS?
1. плата в компьютере;
2. фирма, выпускающая компьютеры;
3. марка компьютера;
4. программа;
5. тип процессора.

Corel Draw — это:
1. экспертная система;
2. текстовый редактор;
3. графический редактор;
4. система управления базами данных;
5. система искусственного интеллекта.

Управление процессом обработки информации и взаимодействие между аппаратными средствами и пользователем обеспечивают:
1. пакеты прикладных программ;
2. операционные системы;
3. сервисные программы;
4. трансляторы языков программирования;
5. программы технического обслуживания.

Лекция 6ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПКПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ

Бурное развитие информационных технологий и расширение сферы их применения привели к интенсивному развитию программного обеспечения (ПО).

Из всего изобилия ПО здесь рассмотрим пакеты прикладных программ (ППП), автоматизирующие управленческую, банковскую, финансовую, правовую сферу.

Статьи к прочтению:

02 — Операционные системы. Эволюция ОС

Похожие статьи: