На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно. Производительность систем возрастает,а следовательно возрастают возможности обработки больших объёмов данных.
Операционные системы класса MS-DOSа уже не справляются с таким потоком данных и не могут целиком использовать ресурсы современных компьютеров.Поэтому в последнее время происходит переход на более мощные и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером которых и является Windows NT ,выпущенная корпорацией Microsoft .
· История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры.
· Первые цифровые вычислительные машины, появившиеся в начале 40-х годов, работали без операционных систем, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления.
· Прообразом современных операционных систем явились мониторные системы середины 50-х, которые автоматизировали действия оператора по выполнению пакета заданий.
· В 1965-1975 годах переход к интегральным микросхемам открыл путь к появлению следующего поколения компьютеров, ярким представителем которых является IBM/360. В этот период были реализованы практически все основные концепции, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, многотерминальный режим, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа.
· Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режимы работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной задачи на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний.
· В конце 60-х были начаты работы по созданию глобальной сети ARPANET, явившейся отправной точкой для Интернета, - глобальной общедоступной сети, которая стала для многих сетевых ОС испытательным полигоном, позволившим проверить в реальных условиях возможности их взаимодействия, степень масштабируемости, способность работы при экстремальной нагрузке.
· К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры. Архитектура мини-компьютеров была значительно упрощена по сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их ОС. Экономичность и доступность мини-компьютеров послужила мощным стимулом для создания локальных сетей. Предприятие, которое теперь могло позволить себе иметь несколько мини-компьютеров, нуждалось в организации совместного использования данных и дорогого периферийного оборудования. Первые локальные сети строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования и нестандартного программного обеспечения.
· С середины 70-х годов началось массовое использование UNIX, уникальной для того времени ОС, которая сравнительно легко переносилась на различные типы компьютеров. Хотя ОС UNIX была первоначально разработана для мини-компьютеров, ее гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров.
· В конце 70-х годов был создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году стек протоколов TCP/IP был стандартизован. Независимость от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой в Интернете, сделали протоколы TCP/IP не только главным транспортным механизмом Интернета, но и основным стеком большинства сетевых ОС.
· Начало 80-х годов связано со знаменательным для истории операционных систем событием - появлением персональных компьютеров, которые послужили мощным катализатором для бурного роста локальных сетей, создав для этого отличную материальную основу в виде десятков и сотен компьютеров, расположенных в пределах одного здания. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС персональных компьютеров необходимым условием.
· В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 году - Ethernet, в 1985 - Token Ring, в конце 80-х - FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизовать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.
· К началу 90-х практически все ОС стали сетевыми, способными поддерживать работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач, например система IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах.
· Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования и управления.
целый ряд весьма интересных и распространенных линий развития ОС, не нашедших подробного отражения в курсе. Это прежде всего операционные системы крупных фирм:- IBM – в 1960-х – 1970-х гг. гг. разработала OS IBM 360 / 370; затем – ОС для персональных компьютеров OS/2; в настоящее время наиболее современными ОС этой фирмы являются z/OS и z/VM;
- Apple – с начала 1980-х гг. развивает семейство ОС MacOS , характеризующееся улучшенным графическим пользовательским интерфейсом (см. раздел MacOS );
- Oracle / Sun – c начала 1980-х гг. фирма Sun развивает ОС Solaris , развитие UNIX (см. раздел Solaris );
- Hewlett-Packard – развивает собственный диалект UNIX – систему HP/UX (см. раздел HP-UX );
- Novell – одна из ведущих фирм в области сетевых технологий; развивает семейство сетевых операционных систем: NetWare ; в настоящее время - Open Enterprise Server ( сетевая ОС , включающая все сетевые возможности NetWare и возможности распространенного диалекта Linux - openSUSE ).
Это далеко не полный перечень коммерческих и исследовательских ОС, включающий сотни наименований.
Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun
Современные тенденции в развитии ОС
На основе опыта использования многих современных ОС, можно выделить следующие основные тенденции в их развитии.
Графические оболочки . Любая современная ОС имеет графический пользовательский интерфейс , причем (по вполне понятным причинам острой конкуренции между фирмами-разработчиками) графические оболочки для всех ОС примерно одинаковы по возможностям. Подчас пользователю трудно сориентироваться, в какой именно ОС он работает, хотя для конечных пользователей (непрограммистов), по-видимому, такая унификация удобна.
Поддержка новых сетевых технологий и Web-технологий . Сети и Интернет активно развиваются. Появляются новые стандарты и протоколы – IPv6 , HTML 5 (для облачных вычислений) и т.д. Современные ОС развиваются в направлении поддержки всех новых сетевых технологий.
Усиленное внимание к механизмам безопасности и защиты . Во многом благодаря инициативе Trustworthy Computing , начатой фирмой Microsoft в 2002 г. (она подробно рассмотрена в предыдущих лекциях), а также ввиду все усиливающейся киберпреступности , все современные ОС уделяют повышенное внимание безопасности: при просмотре веб-страниц браузеры выполняют их проверку на отсутствие phishing ; загрузки и инсталляции программ из сети выполняются только с явного согласия пользователя и т.д.
Поддержка многопоточности и многоядерных процессоров . Ввиду широкого распространения многоядерных процессоров, все современные ОС имеют библиотеки программ, поддерживающие эту возможность аппаратуры. Именно благодаря многоядерной архитектуре, становится реально возможным параллельное выполнение потоков ( threads ).
Поддержка распределенных и параллельных вычислений . Современные ОС имеют в своем составе высокоуровневые библиотеки, позволяющие разрабатывать параллельные алгоритмы решения задач – например, поддерживающие стандарты параллелизма OpenMP и MPI .
Виртуализация ресурсов и аппаратуры . Современные ОС имеют в своем составе средства виртуализации , позволяющие выполнять приложения для других платформ в изолированных виртуальных машинах , в которые могут быть инсталлированы другие операционные системы.
Развитие файловых систем с целью защиты информации и значительного увеличения размера файлов (для мультимедиа ). Современные требования обработки мультимедийной информации приводят к тому, что старые файловые системы (например, FAT ) оказываются недостаточными для хранения мультимедийных файлов. Например, максимальный размер файла в системе FAT – 4 гигабайта – легко может быть превышен при переписи на компьютер цифровой видеопленки длительностью 10-15 минут. Поэтому разрабатываются новые файловые системы, допускающие хранение очень больших файлов, например, система ZFS в ОС Solaris. Другим требованием является обеспечение конфиденциальности информации , которое приводит к необходимости реализации в файловых системах возможности криптования (которая реализована, например, в файловой системе ZFS).
Поддержка облачных вычислений – совсем новая тенденция в развитии ОС, начало которой положила "облачная" ОС Windows Azure фирмы Microsoft (см. "ОС для облачных вычислений (cloud computing). Windows Azure").
Новые ОС семейства Windows
Приведем краткий обзор возможностей новых ОС семейства Windows , не нашедших подробного отражения в курсе.
Windows Vista имеет следующие новые возможности: новый стиль GUI ( Windows Aero); встроенный инструментарий . NET Framework 3.0, обеспечивающий исполнение управляемого кода . NET ; единую систему поиска информации WinFS; средства управления безопасностью приложений (в частности, запуск инсталляционных приложений только с явного согласия пользователя); подсистемы Windows Presentation Foundation ( поддержка современного развитого GUI ), Windows Communication Foundation ( поддержка современных коммуникационных технологий с помощью сервисов); Windows Workflow Foundation (также называемая CardSpace ) – поддержка аутентификации пользователей , планирования и организации работ .
Windows Server 2008 – наиболее современная серверная ОС семейства Windows . Она предоставляет: поддержку новой версии Интернет -протокола IPv6 ; улучшенную поддержку сетей; поддержку параллельного программирования; новый мощный командный процессор Windows PowerShell ; средства виртуализации и эмуляции приложений с помощью технологии Hyper-V .
Windows 7 - наиболее новая на данный момент (2010 г.) ОС серии Windows . Она предоставляет поддержку нового вида пользовательского интерфейса - multi-touch; средства кэширования Интернет -трафика (Branch cache ); уникальный набор фоновых рисунков рабочего стола для каждой страны; улучшенную поддержку драйверов устройств; более гибкие настройки безопасности и брандмауэра ; развитие GUI -интерфейса Aero, впервые реализованного в Windows Vista .
Новые тенденции в развитии ОС
Проект Midori. Midori - проект Microsoft Research, который начат в начале 2000-х гг. под названием Singularity . Midori – исследовательская ОС, реализованная на управляемом коде (managed code) являющемся основой платформы. NET и обеспечивающем полный контроль типов , безопасности и др., что значительно повышает надежность и безопасность кода . Однако до Midori разработчики ОС предпочитали менее надежные, но более эффективные способы реализации ОС на языках C и C++, так что, на наш взгляд, Midori – весьма смелый эксперимент. На управляемом коде в ОС Midori реализованы, в том числе, и ядро ОС, и драйверы устройств . Midori предоставляет эффективную поддержку распараллеливания, что особенно важно при современных тенденциях развития аппаратных платформ. Для повышения безопасности выполнения приложений Midori обеспечивает их защиту на основе исполнения каждого приложения в своей отдельной "песочнице" (sandbox) Одна из основных особенностей Midori – то, что она является Интернет-ориентированной ОС . В будущем не исключен переход развития ОС фирмы Microsoft с платформы Windows на новую платформу Midori.
Графические оболочки ОС
Как уже отмечалось, графическая оболочка имеется у каждой современной ОС. Графические оболочки ОС предоставляют следующие основные возможности.
Удобный графический пользовательский интерфейс .
Возможность выполнить любые системные настройки с помощью GUI . Следует, по нашему личному опыту, особо отметить в этом отношении графические оболочки ОС Linux.
Поддержка новых тенденций в развитии интерфейсов – multi-touch, Tablet PC и др.
Унификация графических оболочек для различных ОС . В разных операционных системах используются графические оболочки CDE , KDE, GNOME. Возможно, в ближайшем будущем их список расширится.
Отметим, что оболочки для разных ОС практически неотличимы (все они имеют, например, кнопку Start, папку My Documents и т.д.), что удобно для конечных пользователей, так как упрощает изучение рабочей среды.
В данной заключительной лекции курса рассмотрены следующие вопросы: обзор других современных ОС, не рассмотренных подробно в курсе (фирм IBM, HP, Oracle/Sun и др.); современные тенденции в развитии ОС; графические оболочки ОС; поддержка распределенных, параллельных, облачных вычислений в ОС; развитие сетей: 3G, 4G, WiMAX; перспективы ОС и сетей.
Упражнения
Темы для курсовых работ, рефератов, эссе
Заключение
Введение
Операционные системы других крупных фирм
Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun
Современные тенденции в развитии ОС
Новые ОС семейства Windows
Новые тенденции в развитии ОС
Графические оболочки ОС
Поддержка параллельных вычислений
Развитие беспроводных сетей
Перспективы развития ОС
Ключевые термины
Краткие итоги
Набор для практики
Введение
Данная лекция завершает курс по современным ОС. В ней суммируются тенденции развития современных ОС, дается обзор ОС, не рассмотренных в курсе, намечаются перспективы развития ОС и сетей.
Операционные системы других крупных фирм
В данном курсе рассмотрены как теоретические основы современных ОС, так и наиболее распространенные семейства ОС – Windows и Linux, а также дан обзор ОС для мобильных устройств и ОС для облачных вычислений. Имеется целый ряд весьма интересных и распространенных линий развития ОС, не нашедших подробного отражения в курсе. Это прежде всего операционные системы крупных фирм:
IBM – в 1960-х – 1970-х гг. гг. разработала OS IBM 360 / 370; затем – ОС для персональных компьютеров OS/2; в настоящее время наиболее современными ОС этой фирмы являются z/OS и z/VM;
Apple – с начала 1980-х гг. развивает семейство ОС MacOS , характеризующееся улучшенным графическим пользовательским интерфейсом (см. раздел MacOS );
Oracle / Sun – c начала 1980-х гг. фирма Sun развивает ОС Solaris , развитие UNIX (см. раздел Solaris );
Hewlett-Packard – развивает собственный диалект UNIX – систему HP/UX (см. раздел HP-UX );
Novell – одна из ведущих фирм в области сетевых технологий; развивает семейство сетевых операционных систем: NetWare ; в настоящее время - Open Enterprise Server (сетевая ОС, включающая все сетевые возможности NetWare и возможности распространенного диалекта Linux - openSUSE ).
Это далеко не полный перечень коммерческих и исследовательских ОС, включающий сотни наименований.
Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun
Она является развитием UNIX (линия Solaris 1.x – развитием диалекта UNIX BSD, линия Solaris 2.x – развитием диалекта UNIX AT&T SVR4). Автор имеет 10-летний опыт работы в системе Solaris, которая, по нашему личному опыту, весьма удобна и надежна и имеет удобные инструменты разработки программ. В различных разделах курса мы уже касались многих особенностей Solaris, таких, как поддержка многопоточности. Аппаратные платформы, поддерживаемые ОС Solaris, SPARC, x86, IA-32 и x64. В 1990-х гг. многие фирмы-пользователи предпочитали использовать именно Solaris как серверную ОС, а в качестве серверов – компьютеры SPARC фирмы Sun. Важным преимуществом Solaris является используемое в этой системе семейство оптимизирующих компиляторов Sun Studio (C, C++, Fortran), в разработке которых в 1990-х гг. автор принимал активное участие. В настоящее время компиляторы Sun Studio работают также на ОС Linux. Весьма интересным и мощным инструментом, доступным в системе Solaris, является jтладчик распределенных приложений DTrace. Новая файловая система ОС Solaris - ZFS (Zetabyte File System поддерживающая большие объемы файлов и возможность криптования информации в файлах с целью ее защиты. Система Solaris имеет мощную поддержку многопоточности и синхронизации потоков, а также удобную поддержка симметричного мультипроцессирования (SMP-архитектур). Используемые в системе Solaris графические оболочки - Common Desktop Environment (CDE), GNOME, Java Desktop ; в 1990-х гг. использовалась также графическая оболочка OpenWindows .
Для студентов, аспирантов и преподавателей поддерживается проект OpenSolaris – академический исследовательский проект по ОС на основе открытых исходных кодов Solaris. Его результаты дадут возможность улучшить новые версии коммерческой ОС Solaris.
Разработчиком MacOS является фирма Apple - законодатель мод в области GUI, начиная с 1980-х гг. Ключевой идеей MacOS с самого начала является разработка и развитие ОС только на основе графического пользовательского интерфейса - "ОС без командной строки". Аппаратная платформа MacOS – всевозможные семейства компьютеров Macintosh фирмы Apple (наиболее популярные среди рабочих станций в США), а также PowerPC – рабочая станция RISC-архитектуры, совместно разработанная Apple, IBM и HP. Диалекты (версии) MacOS различаются по своему подходу к реализации, хотя для пользователя, благодаря, удобному графическому интерфейсу, эти различия могут быть незаметны. Класическая MacOS (classic MacOS) - оригинальная разработка фирмы Apple; новая линия MacOS X – развитие ОС MacOS Classic и ОС NeXTSTEP (UNIX-подобной ОС), т.е. она является UNIX-совместимой.
Разработчиком ОС HP-UX Hewlett-Packard. Это UNIX-подобная 64-битовая ОС (одна из первых 64-битовых ОС в истории). Ее аппаратная платформа - рабочие станции фирмы HP. В системе HP-UX используется оригинальная виртуальная файловая система: Veritas File System (Vx-Fs) использующая представление файлов на основе расширений (extents) - см. "Виртуальные файловые системы (VFS). Реализации файловых систем. Сетевая файловая система NFS" .
Современные тенденции в развитии ОС
На основе опыта использования многих современных ОС, можно выделить следующие основные тенденции в их развитии.
Графические оболочки . Любая современная ОС имеет графический пользовательский интерфейс, причем (по вполне понятным причинам острой конкуренции между фирмами-разработчиками) графические оболочки для всех ОС примерно одинаковы по возможностям. Подчас пользователю трудно сориентироваться, в какой именно ОС он работает, хотя для конечных пользователей (непрограммистов), по-видимому, такая унификация удобна.
Поддержка новых сетевых технологий и Web-технологий . Сети и Интернет активно развиваются. Появляются новые стандарты и протоколы – IPv6, HTML 5 (для облачных вычислений) и т.д. Современные ОС развиваются в направлении поддержки всех новых сетевых технологий.
Усиленное внимание к механизмам безопасности и защиты . Во многом благодаря инициативе Trustworthy Computing, начатой фирмой Microsoft в 2002 г. (она подробно рассмотрена в предыдущих лекциях), а также ввиду все усиливающейся киберпреступности, все современные ОС уделяют повышенное внимание безопасности: при просмотре веб-страниц браузеры выполняют их проверку на отсутствие phishing; загрузки и инсталляции программ из сети выполняются только с явного согласия пользователя и т.д.
Поддержка многопоточности и многоядерных процессоров . Ввиду широкого распространения многоядерных процессоров, все современные ОС имеют библиотеки программ, поддерживающие эту возможность аппаратуры. Именно благодаря многоядерной архитектуре, становится реально возможным параллельное выполнение потоков (threads).
Поддержка распределенных и параллельных вычислений . Современные ОС имеют в своем составе высокоуровневые библиотеки, позволяющие разрабатывать параллельные алгоритмы решения задач – например, поддерживающие стандарты параллелизма OpenMP и MPI.
Виртуализация ресурсов и аппаратуры . Современные ОС имеют в своем составе средства виртуализации, позволяющие выполнять приложения для других платформ в изолированных виртуальных машинах, в которые могут быть инсталлированы другие операционные системы.
Развитие файловых систем с целью защиты информации и значительного увеличения размера файлов (для мультимедиа). Современные требования обработки мультимедийной информации приводят к тому, что старые файловые системы (например, FAT) оказываются недостаточными для хранения мультимедийных файлов. Например, максимальный размер файла в системе FAT – 4 гигабайта – легко может быть превышен при переписи на компьютер цифровой видеопленки длительностью 10-15 минут. Поэтому разрабатываются новые файловые системы, допускающие хранение очень больших файлов, например, система ZFS в ОС Solaris. Другим требованием является обеспечение конфиденциальности информации, которое приводит к необходимости реализации в файловых системах возможности криптования (которая реализована, например, в файловой системе ZFS).
Поддержка облачных вычислений – совсем новая тенденция в развитии ОС, начало которой положила "облачная" ОС Windows Azure фирмы Microsoft (см. "ОС для облачных вычислений (cloud computing). Windows Azure" ).
Новые ОС семейства Windows
Приведем краткий обзор возможностей новых ОС семейства Windows, не нашедших подробного отражения в курсе.
Windows Vista имеет следующие новые возможности: новый стиль GUI (Windows Aero); встроенний инструментарий.NET Framework 3.0, обеспечивающий исполнение управляемого кода.NET; единую систему поиска информации WinFS; средства управления безопасностью приложений (в частности, запуск инсталляционных приложений только с явного согласия пользователя); подсистемы Windows Presentation Foundation (поддержка современного развитого GUI), Windows Communication Foundation (поддержка современных коммуникационных технологий с помощью сервисов); Windows Workflow Foundation (также называемая CardSpace ) – поддержка аутентификации пользователей, планирования и организации работ.
Windows Server 2008 – наиболее современная верверная ОС семейства Windows. Она предоставляет: поддержку новой версии Интернет-протокола IPv6; улучшенную поддержку сетей; поддержку параллельного программирования; новый мощный командный процессор Windows PowerShell ; средства виртуализации и эмуляции приложений с помощью технологии Hyper-V .
Windows 7 - наиболее новая на данный момент (2010 г.) ОС серии Windows. Она предоставляет поддержку нового вида пользовательского интерфейса - multi-touch; средства кэширования Интернет-трафика (Branch cache ); уникальный набор фоновых рисунков рабочего стола для каждой страны; улучшенную поддержку драйверов устройств; более гибкие настройки безопасности и брандмауэра; развитие GUI-интерфейса Aero, впервые реализованного в Windows Vista.
Новые тенденции в развитии ОС
Проект Midori. Midori - проект Microsoft Research, который начат в начале 2000-х гг. под названием Singularity . Midori – исследовательская ОС, реализованная на управляемом коде (managed code являющемся основой платформы.NET и обеспечивающем полный контроль типов, безопасности и др., что значительно повышает надежность и безопасность кода. Однако до Midori разработчики ОС предпочитали менее надежные, но более эффективные способы реализации ОС на языках C и C++, так что, на наш взгляд, Midori – весьма смелый эксперимент. На управляемом коде в ОС Midori реализованы, в том числе, и ядро ОС, и драйверы устройств. Midori предоставляет эффективная поддержка распалаллеливания, что особенно важно при современных тенденциях развития аппаратных платформ. Для повышения безопасности выполнения приложений Midori обеспечивает их защита на основе исполнения каждого приложения в своей отдельной "песочнице" (sandbox Одна из основных особенностей Midori – то, что она явл яется Интернет-ориентированной ОС . В будущем не исключен переход развития ОС фирмы Microsoft с платформы Windows на новую платформу Midori.
Графические оболочки ОС
Как уже отмечалось, графическая оболочка имеется у каждой современной ОС. Графические оболочки ОС предоставляют следующие основные возможности.
Удобный графический пользовательский интерфейс .
Возможность выполнить любые системные настройки с помощью GUI . Следует, по нашему личному опыту, особо отметить в этом отношении графические оболочки ОС Linux.
Поддержка новых тенденций в развитии интерфейсов – multi-touch, Tablet PC и др.
Унификация графических оболочек для различных ОС . В разных операционных системах используются графические оболочки CDE, KDE, GNOME. Возможно, в ближайшем будущем их список расширится.
Отметим, что оболочки для разных ОС практически неотличимы (все они имеют, например, кнопку Start, папку My Documents и т.д.), что удобно для конечных пользователей, так как упрощает изучение рабочей среды.
Однако, с нашей точки зрения, использование только графических оболочек (без изучения командных языков и конфигурационных файлов) снижает уровень подготовки системных программистов. При изучении ОС программистам, в особенности – системным, следует иметь это в виду. В этом отношении полезные навыки специалисту дает использование ОС типа UNIX – прежде всего, знание командных языков и конфигурационных файлов.
Поддержка параллельных вычислений
Все современные ОС предоставляют библиотеки для разработки параллельных алгоритмов с использованием возможностей аппаратуры. Они поддерживают следующие основные виды, стандарты и инструменты параллелизма:
OpenMP - прагматы для распараллеливания программ для компиляторов с различных языков;
MPI (Message Passing Interface) – параллельное выполнение программ, взаимодействующих с помощью передачи сообщений.
ОС фирмы Microsoft поддерживают стандарт OpenMP. Имеются также библиотеки MPI.NET, поддерживающие стандарт MPI, а также библиотеки ParallelFx. Фирма Microsoft выпустила специальную версию операционной системы - Windows High Performance Computing (HPC) 2008, поддерживающую параллельное программирование.
Развитие беспроводных сетей
Важной современной тенденцией является развитие все более и более высокопроизводительных беспроводных сетей, которое находит свое отражение и в развитии операционных систем. Выделим следующие перспективные сетевые технологии.
WiMAX – региональные беспроводные сети на основе технологии Wi-Fi (беспроводной радиосвязи по стандартам IEEE.802.11) производительностью до 1 Гбит / с.
3G – мобильная связь третьего поколения на основе стандартов CDMA и UMTS (быстродействием до 14 МБит / с); в России "первопроходцем" 3G является компания СкайЛинк; в настоящее время все провайдеры мобильной связи переходят на стандарты 3G .
4G – новое поколение мобильных сетей связи со скоростью передачи до 1 ГБит / с, обеспечивающих также повышенное качество голосовой связи. Формально стандарт на сети 4G еще не принят, это – дело ближайшего будущего.
Интересной тенденцией является также использование цифровых телевизионных каналов для выхода в Интернет с помощью специальных устройств set-top boxes .
Перспективы развития ОС
Как видно из содержания данной лекции и всего курса, операционные системы остаются активно развивающимся направлением, одним из наиболее интересных в области системного программирования. Перечислим некоторые характерные тенденции их развития.
Тенденция к интеграции ОС (не только на уровне графических оболочек, но и на уровне общего ядра); развитие семейств ОС на основе модулей общего кода.
Значительное повышение надежности, безопасности и отказоустойчивости ОС ; разработка ОС на управляемом коде или его аналогах.
Дальнейшая тенденция к проектам по ОС с открытым кодом ; это вполне понятно, так как фирмам-разработчикам необходимы новые идеи, что является отличной возможностью проявить себя для молодых программистов.
Развитие виртуализации : Необходимо обеспечить возможность выполнить или эмулировать любое приложение в среде любой современной ОС.
Дальнейшее сближение по возможностям ОС для настольных компьютеров и ОС для мобильных устройств .
Дальнейшая интеграция ОС и сетей .
Перенос ОС и базовых инструментов в среды для облачных вычислений .
Операционная система - это комплекс сопровождающих работу компьютера взаимосвязанных программ, которые управляют его работой и обеспечивают запуск и выполнение всех процессов. Основная причина, делающая использование ОС необходимой, заключается в том, что для поддержания работоспособности ПК необходимо единовременно выполнять множество низкоуровневых операций, количество которых исчисляется сотнями и даже тысячами.
Какая операционная система лучшая? В настоящее время существует вагон и маленькая тележка операционных систем различной направленности, однако широкой публике известны лишь самые распространенные. Сегодня мы рассмотрим каждую из них и попробуем выбрать лучшую.
Познакомимся с участниками нашего обзора:
Windows - семейство закрытых (или как еще говорят - проприетарных) операционных систем, разрабатываемых компанией Microsoft. В настоящее время, если верить статистическим данным, под управлением данной ОС находится около 85% домашних компьютеров, ноутбуков и планшетов, причем позиции ее, вопреки прогнозам некоторых экспертов, только усиливаются. Об этом свидетельствует впечатляющий результат в 200 миллионов лицензионных копий, которого самая последняя версия “винды” (8.1) сумела достичь меньше чем за 12 месяцев с момента релиза.
Linux - этим термином обозначаются все Unix-подобные операционные системы, в основе которых лежит одноименное ядро. Четкой классификации у них нет, поэтому каждый дистрибутив имеет свои особенности и свой набор прикладных программ. Линукс мало популярен у владельцев домашних ПК, зато доминирует на рынке смартфонов (операционная система Android имеет в основе Linux ядро) и интернет-серверов. Mac OS - проприетарная операционная система с закрытым исходным кодом, основанная на Unix. Разрабатывается компанией Apple как сопутствующее программное обеспечение для их компьютеров и ноутбуков. Устройства других производителей, согласно пользовательскому соглашению, использовать данную систему права не имеют. Начиная с версии 10.6, системой поддерживаются только процессоры марки Intel, хотя ранее работа велась еще и с PowerPC.
Какая операционная система лучше: Windows, Mac OS или Linux?
Проведем сравнение согласно ряду наиболее важных для пользователей критериев - стоимость операционной системы, требования к железу, процесс установки и настройки, удобство использования, поддерживаемое программное обеспечение и безопасность.
Стоимость лицензии
Если вдруг приостановят свою работу все торренты, пиратские сайты и прочие источники “халявы”, очень много людей обеспокоится вопросами цены. Ведь лицензионные версии операционных систем могут стоить весьма дорого. К счастью, есть варианты, распространяемые по свободной лицензии.
Последняя версия системы Windows (8.1) поставляется в двух вариациях - обычной и Pro. Первая стоит в магазине Microsoft около 6 тысяч рублей и поддерживает все необходимые для домашнего компьютера функции. Вторая (Pro версия) на 3 тысячи рублей дороже, чем базовая, и предоставляет расширенный функционал, включающий шифрование данных, доступ с одного компьютера сети на другой и прочее. При желании, вы всегда можете за меньшую сумму произвести апгрейд старой системы.
Mac OS по умолчанию идет в комплекте с компьютерной техникой от Apple, поэтому считается бесплатной. Но если прикинуть по деньгам, стоимость “яблочной” продукции существенно выше, чем у аналогичных по мощности компьютеров, так что переплаты не избежать. С другой стороны, все последующие обновления этой системы не будут стоить ни копейки, а это большой плюс (раньше, до версии 10.9, приходилось платить в App Store 20-30$).
Linux полностью бесплатная система, в основном построенная на открытом программном обеспечении, благодаря чему к ее использованию все чаще прибегают крупные компании, у которых в пользовании находится несколько десятков или даже сотен компьютеров. Посчитайте, сколько бы пришлось тратить за год IT-отделу с двадцатью компьютерами, если бы на них была установлена, скажем, Windows 8. А ведь это затраты только на саму систему. Надо ли напоминать вам, что большинство софта на “винде” тоже стоит немало.
Системные требования
Вопрос системных требований сейчас уже не так актуален, как 5-6 лет назад, когда борьба велась буквально за каждый гигабайт свободного места и процент загруженности процессора. Тем не менее, когда пользователь работает в ресурсоемких приложениях, лишние свободные ресурсы ему пригодятся. Давайте определим лучшую операционную систему по этому параметру:
Последние версии Windows довольно требовательны к ресурсам компьютера (эх, скучаю по золотым временам Windows XP) - для приемлемой работы необходим двухъядерный процессор, 1 гигабайт оперативной памяти, ну и хорошая видеокарта, если хотите насладиться всеми графическими красотами без тормозов. Если выбираете 64-битный дистрибутив (32-битные уже уходят в прошлое), то оперативной памяти придется поставить еще больше.
С Linuх системами ситуация намного лучше - для нормального функционирования достаточно одноядерного процессора с частотой 1 Гигагерц, 256 мегабайт оперативной памяти и любой, пускай даже встроенной, видеокарты. Разумеется, если ваша цель не просто разглядывать систему, а еще и работать в ее среде со всякими приложениями, а не только смотреть видео и лазить по интернету, следует поставить более новое железо.
Говоря о системных требованиях Mac OS, однозначного вывода сделать нельзя. Apple всегда укомплектовывает свои устройства достаточно мощным железом, чтобы операционная система функционировала без зависаний и тормозов. Гипотетически, Мак ОС можно запустить на компьютере с 512 мегабайтами оперативной памяти, процессором с частотой 1 Гигагерц и девятью гигабайтами свободного места на жестком диске.
Установка и конфигурирование
Процесс установки и настройки операционной системы - это то, с чем рано или поздно предстоит столкнуться каждому пользователю. И если одни ОС демонстрируют дружелюбное отношение, то с другими, наоборот, придется очень долго возиться, чтобы настроить на максимальную производительность.
Установить Windows сможет даже начинающий пользователь ПК. Весь процесс инсталляции / обновления интуитивно понятен. К сожалению, чистую операционную систему еще нужно довести до ума - установить необходимые драйвера, настроить процессы и службы, а это уже куда сложнее. Иногда для оптимизации системы даже приходится применять стороннее программное обеспечение.
Чтобы произвести установку Linux, нужно как минимум иметь представление о программных пакетах этой системы и их взаимосвязи между собой, ведь некоторые из них без других просто не запустятся. Хотя даже устанавливая рекомендуемую конфигурацию, вы намучаетесь с разбивкой жесткого диска (особенно если захотите установить Linux второй операционной системой) и записью дистрибутива на внешний носитель.
Установка Mac ничуть не сложнее, чем у той же Windows, только теперь нас избавляют от необходимости вводить длинный лицензионный код. Для конфигурирования (настройки) применяются встроенные средства System Preferences, разбитые на пять категорий, каждая из которых содержит меню с изменяемыми исходными параметрами.
Удобство использования
Разработчики операционных систем стараются сделать свои творения максимально доступными и простыми в освоении. Но если у одних это получается очень хорошо, то другие таких дел наворотят, что придется сидеть с книжкой-самоучителем целый месяц, прежде чем наступит понимание происходящего. Какая же система лучшая по удобству использования?
Операционные системы семейства Windows всегда славились своим простым и понятным интерфейсом, позволяющим сделать работу за компьютером максимально удобной. Да, он не лишен некоторых недостатков (особенно новая его версия, представленная с релизом Windows 8), однако на них можно закрыть глаза. Например, многим не нравится стандартный “Проводник Windows”, поэтому они заменяют его утилитой Total Commander или ей подобными.
Без сомнения, Mac OS самая продуманная и удобная операционная система. В ней учтены все мелочи, интерфейс вылизанный и интуитивно понятный, что дает возможность даже недавно севшему за Мак человеку комфортно работать. Недаром даже некоторые пользователи ПК устанавливают для своей “винды” оформление в стиле операционной системы от Apple, но получается лишь жалкая пародия.
Сложно сказать, насколько удобен в использовании Linux, ведь в отличие от двух других обозреваемых систем, у него нет центрального производителя. Благодаря открытому исходному коду, в разработчики может вступить любое лицо или организация. На данный момент, можно выделить 6 известных графических оболочек - KDE, Gnome3, Gnome, XFCE, Openbox, Unity. У каждой из них есть свои почитатели. Но одно скажу точно - Linux системы предназначены явно не для новичков.
Поддерживаемое программное обеспечение
Здесь речь пойдет о сторонних программах и утилитах (если точнее, об их количестве), которые способны запускаться и функционировать в среде той или иной операционной системы. Ведь, сами подумайте - зачем нужна система, при помощи которой нельзя выполнить поставленные задачи?
Microsoft Windows - самая распространенная система для домашних и офисных компьютеров, поэтому большинство производителей софта разрабатывает версии своих программ именно под эту операционную систему, иногда даже забывая включить в список поддерживаемых другие платформы. Особенно это касается разработчиков индустрии компьютерных игр, которые не хотят тратить время, перенося свои проекты на Linux или Mac OS. Подавляющее большинство программ платное, однако, в интернете есть достаточно свободно распространяемого софта на любой вкус - текстовые редакторы, браузеры, антивирусы и прочее.
Mac OS хоть и отстает по количеству доступных программ от операционной системы Windows, но тем не менее, предоставляет их в достаточном количестве. Работа с графическими программами, редактирование видео и аудио, Web-разработка и так далее, в общем, все чего душа пожелает. К сожалению, по умолчанию устанавливать программы можно только через AppStore, а это может оказаться проблемой для пользователей с медленным или вообще отсутствующим интернетом (кое-где покопавшись, это можно исправить).
К Linux системам с каждым годом все меньше претензий в плане доступности софта. Самые необходимые утилиты обычно включаются в установщик и уже доступны для использования. К тому же, по прежнему ведется поддержка самого старого железа (тогда как на ту же Windows 7 уже трудно установить драйвера старых материнских плат, сетевых адаптеров и другого оборудования), а подавляющее большинство программ на эту операционную систему распространяется абсолютно бесплатно.
Безопасность
Вопрос безопасности операционных систем волнует многих пользователей, особенно тех, кто хранит на компьютере важные материалы, личную информацию или проводит денежные расчеты в интернете. Каждая система по-своему справляется с внешними угрозами - одна делает это лучше, а другая, наоборот, хуже. Но какая из них лучшая по этому параметру? Давайте оценим каждую из систем с точки зрения защищенности.
Windows самая уязвимая система. Не только потому, что сотрудники Microsoft не очень то себя и утруждают устранением уязвимостей и созданием заплаток, а еще и по причине ее распространенности. Хакеры и прочие мошенники понимают, что данной системой пользуется наибольшее количество людей, и направляют все усилия на разработку вредоносного ПО под эту оболочку. Поэтому любой владелец ПК с установленной операционной системой Windows должен позаботиться об установке надежной антивирусной программы и заменить стандартный системный файерволл на более эффективный.
Как вы знаете - Linux относится к Unix системам, а это значит, что проколы и дыры здесь очень редкое явление. Конечно, защититься от фишинговых страниц и прочих “разводок” у вас не получится, зато про различные эксплойты, кейлоггеры и всплывающие блокираторы можно забыть. Также присутствует возможность шифрования данных. Однако для этого пользователь должен обладать определенными навыками.
Mac OS по праву можно считать самой безопасной из всех перечисленных операционных систем, недаром за ее взлом хакерские сайты назначают внушительную награду. Благодаря шифрованию (включается в настройках защиты и безопасности) и четкому распределению файлов на системные и пользовательские, вирусы просто не могут прижиться в этой среде. К тому же, новые версии Mac OS были полностью переписаны и не имеют совместимости с Mac OS Classic, что добавило злоумышленникам еще больше проблем.
Подведем итоги.
Проводя это небольшое исследование, я заметила, что три обозреваемые операционные системы слишком отличаются, поэтому сравнивать их немного некорректно. Windows, например, является однозначным лидером в домашнем сегменте - простота использования, огромное количество поддерживаемого программного обеспечения и фирменный сервис от Microsoft. Mac OS ориентирована скорее на работу, чем на развлечения - стабильность и безопасность тут на высшем уровне, плюс до мелочей продуманный и красивый интерфейс. Ну и Linux системы - они, благодаря своей гибкости в настройке, бесплатности и защищенности, стали настоящей находкой для web-разработчиков, крупных компаний и просто компьютерных фанатов.
Сегодня:
1. Практически все операционные системы стали сетевыми :
1.1. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро ОС, являясь ее неотъемлемой частью.
1.2. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) и глобальных (Х.25, frame relay, ISDN, ЛТМ) сетей, а также средства для создания составных сетей (IP, IPX, AppleTalk, RIP, OSPF, NLSP).
1.3. Компьютеры могут поддерживать одновременную сетевую работу с разнородными клиентами и серверами.
1.4. Производители операционных систем резко усилили поддержку средств работы с Интернетом.
1.5. В комплект поставки начали включать утилиты, реализующие такие популярные сервисы Интернета, как telnet, ftp, DNS и Web.
1.6. Влияние Интернета проявилось и в том, что компьютер превратился из чисто вычислительного устройства в средство коммуникаций с развитыми вычислительными возможностями.
2. Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративнымсетевым операционным системам
2.1. Корпоративная операционная система отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, которые характерны для больших предприятий, имеющих отделения в десятках городов и, возможно, в разных странах.
2.2. Корпоративная ОС должна беспроблемно взаимодействовать с операционными системами разных типов и работать на различных аппаратных платформах.
2.3. Тройка лидеров в классе корпоративных ОС - это Novell NetWare 4.x и 5.0, Microsoft Windows NT 4.0 и Windows 2000, а также UNIX-системы различных производителей аппаратных платформ.
2.4. В современных операционных системах средства централизованного администрирования обычно базируются на единой справочной службе , позволяющих в единой базе данных хранить учетные записи о десятках тысяч пользователей, компьютеров, коммуникационных устройств и модулей программного обеспечения, имеющихся в корпоративной сети. (Пример, NDS)
3. На современном этапе развития операционных систем на передний план вышли средства обеспечения безопасности. Это связано с возросшей ценностью информации, обрабатываемой компьютерами, а также с повышенным уровнем угроз, существующих при передаче данных по сетям, особенно по публичным, таким как Интернет. Многие операционные системы обладают сегодня развитыми средствами защиты информации.
4. Современным операционным системам присуща многоплатформенностъ , то есть способность работать на совершенно различных типах компьютеров.
5. Многие операционные системы имеют специальные версии для поддержки кластерных архитектур, обеспечивающих высокую производительность и отказоустойчивость.
6. Развивается тенденция повышения удобства работы человека с компьютером.
7. Постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путем включения в операционную систему развитых графических интерфейсов , использующих наряду с графикой звук и видеоизображение.
В будущем:
1. Дальнейшее развитие корпоративных ОС представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем.
2. Создание многофункциональной масштабируемой справочной службы является стратегическим направлением эволюции ОС. От успехов этого направления во многом зависит и дальнейшее развитие Интернета. Такая служба нужна для превращения Интернета в предсказуемую и управляемую систему, (например для обеспечения требуемого качества обслуживания трафика пользователей, поддержки крупных распределенных приложений, построения эффективной почтовой системы и т. п.)
3. Пользовательскийинтерфейс операционной системы становится все более интеллектуальным, направляя действия человека в типовых ситуациях и принимая за него рутинные решения.
4. Операционные системы будущего должны обеспечить высокий уровень прозрачности сетевых ресурсов, взяв на себя задачу организации распределенных вычислений, превратив сеть в виртуальный компьютер. Именно этот смысл вкладывают в лаконичный лозунг «Сеть - это компьютер» специалисты компании Sun, но для превращения лозунга в жизнь разработчикам операционных систем нужно пройти еще немалый путь.