1 Операционные системы и оболочки Одинцов Игорь Олегович ст. преподаватель кафедры информатики весна 2007

2 Лекция 1 Введение в операционные системы

3 План лекции Роль операционных систем и польза от их изучения План лекционного курса и рекомендации по литературе Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем

4 Операционные платформы – часть знаний, относящихся к элементам профессионального программирования

5 В чем польза от изучения ОС? Основные идеи, концепции и алгоритмы, лежащие в основе ОС, применимы ко многим другим областям программирования СУБД Популярные программные продукты могут рассматриваться как надстройки над ОС Грид Компиля торы ОС большая и очень сложная программа, на примере которой можно изучать вопросы создания сложных программных продуктов Изучение механизма и структуры операционных систем необходимо по многим причинам

6 План лекции Роль операционных систем и польза от их изучения План лекционного курса и рекомендации по литературе Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем

7 С каких точек зрения можно рассматривать операционные системы? Точка зрения пользователя (инструмент) Точка зрения архитектора ОС Точка зрения программиста (API) Точка зрения математика Точка зрения хакера («внутренности») …

8 Примерный план лекций 15 февраля – лекция 1. Введение в ОС 23 февраля лекция 2. Классификация ОС 01 марта –. лекция 3. Процессы 08 марта – Праздник 15 марта – лекция 4. Процессы 22 марта – лекция 5. Процессы 29 марта – лекция 6. Процессы в сетях 05 апреля – лекция 7. Процессы в сетях 12 апреля – лекция 8. Виртуальная память 19 апреля – лекция 9. Виртуальная память 26 апреля – лекция 10. Файлы и файловые системы 03 мая – лекция 11. Специализированные ОС 10 мая – лекция 12. Оболочки ОС 17, 24 мая – Теоретический зачет. Ваши пожелания могут быть учтены!

9 Рекомендации по литературе Таненбаум Э. Современные операционные системы. – СПб.: Питер, Одинцов И.О. Профессиональное программирование. Системный подход. 2-е изд. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

10 Скотт Максвелл. Ядро Linux в комментариях Рекомендации по чтению программного кода

11 План лекции Роль операционных систем и польза от их изучения План лекционного курса и рекомендации по литературе Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем

12 Отступление «о понятиях, определениях и классификациях» Понятие множество ситуаций на входе кибернетической системы. Владеть понятием это значит уметь его распознавать, т. е. уметь определять, принадлежит ли любая данная ситуация к множеству, характеризующему понятие, или не принадлежит Определение логическая операция, заключающаяся в придании точного смысла языковому выражению. Придание точного смысла сводится к созданию метода распознавания принадлежности объектов множеству Классификация система, согласно которой что-либо распределяется по группам, разрядам, признакам, принципам, классам. Навести порядок в хаосе очень важно для того, чтобы лучше понимать исследуемую предметную область

13 Определение ОС Операционная система (ОС) это часть программного обеспечения, выступающая в качестве интерфейса между приложениями (и пользователями) и аппаратурой компьютера Легче сказать не что есть ОС, а для чего нужна и что она делает

14 Три основные функции ОС Предоставление пользователю-программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобнее работать Виртуальная машина это вычислительная система заданной конфигурации, моделируемая для пользователя программными и аппаратными средствами конкретного реально существующего компьютера. Операционная система является тем слоем программного обеспечения, который преобразует аппаратную машину в виртуальную. Конфигурация виртуальной машины может существенно отличаться от реальной Повышение эффективности использования компьютера за счет рационального управления его ресурсами Программные ресурсы (процессы, виртуальное адресное пространство, подсистема ввода-вывода); Аппаратные ресурсы (процессоры, память, устройства) Организация безопасной деятельности пользователей и программ

15 Виртуальные машины Подход позволяет каждому пользователю загрузить свою собственную операционную систему на виртуальную машину и делать с ней все, что угодно Недостатком является снижение эффективности виртуальных машин по сравнению с реальной машиной, и, как правило, они очень громоздки Преимуществом - использование на одной вычислительной системе программ, написанных для разных операционных систем Приложение пользователя Операционная система Аппаратура Интерфейс реальной аппаратуры Интерфейс виртуальной машины

16 Ресурсы Файловые системы

17 В составе ОС различают три группы компонентов Ядро операционной системы модули, выполняющие основные функции операционной системы. Эти модули обычно поддерживают управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода. Код ядра операционной системы исполняется в привилегированном режиме работы процессора Системные библиотеки Оболочка и вспомогательные модули операционной системы (обычные приложения в стандартном для данной операционной системы формате) Часто бывает сложно провести границу между ОС и приложениями. Обычно решение о принадлежности некоторой программы операционной системе принимает производитель. В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включается набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков). Операциональной замкнутостью обладают системы, удовлетворяющие «разработческому» профилю в терминах стандарта

18 План лекции Роль операционных систем и польза от их изучения План лекционного курса и рекомендации по литературе Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем

19 Поколения операционных систем Нулевое поколение В первых компьютерах операционные системы отсутствовали. Это период с момента появления первых компьютеров до середины 50-х годов XX века. Первое поколение Пакетная обработка, многозадачные операционные системы. Появились в середине 50-х годов XX века. Второе поколение Многорежимные операционные системы, операционные системы реального времени. Появились в середине 60-х годов XX века. Третье поколение Операционные системы для персональных компьютеров, сетевые операционные системы, графический пользовательский интерфейс ОС. Появились в начале 80-х годов XX века. Четвертое поколение Распределенные операционные системы. Появились на границе 80-х и 90-х годов XX века. Пятое поколение Операционные системы с поддержкой беспроводной связи для мобильных устройств. Появились в середине 90-х годов XX века.

20 История

21 Спасибо! Вопросы?

22 P.S. Вопросы к зачету: Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем