1 Еволюція мережних операційних систем. Лекція 1

2 Навчальні питання 1.Етапи розвитку операційних систем. 2.Особливості розвитку операційних систем на сучасному етапі.

3 Вступ Управління елементами сучасного комп'ютеру покладається на спеціальне програмне забезпечення (ПЗ), що називається операційною системою (ОС).

4 Операційна система посередник між програмами-додатками та апаратними компонентами комп'ютера ОС

5 Операційна система посередник між людиною-оператором і комп'ютером ОС інтерфейс

6 Розвиток ОС Операційним системам приблизно 50 років розвиток ОС тісно зв'язаний з появою нових типів апаратних платформ, удосконаленням елементної бази

7 Розвиток ОС Серйозний вплив на розвиток ОС оказали локальні і глобальні комп'ютерні мережі Найважливішим фактором розвитку ОС став Інтернет TCP\IP

8 1. Етапи розвитку операційних систем.

9 1.1 Поява перших операційних систем Ідея комп'ютера була запропонована англійським математиком Чарльзом Бэбиджем (Charles Babage) у середині XIX століття

Поява перших операційних систем Перші обчислювальні машини з'явилися наприкінці 30-х – початку 40-х років ХХ століття в Німеччині, Сполучених Штатах і Англії

11 Етапи розвитку ОС У середині 40-х років були створені перші лампові обчислювальні пристрої Особливості: Програмування здійснювалося машинною мовою Не було ніякого системного програмного забезпечення, крім бібліотек тематичних і службових підпрограм Управління організацією обчислювального процесу здійснювалось вручну кожним програмістом з пульта керування

12 Етапи розвитку ОС Із середини 50-х років почався новий період у розвитку обчислювальної техніки, зв'язаний з появою нової технічної бази – напівпровідникових елементів.

13 50-ті роки ХХ сторіччя в ці роки з'явилися перші алгоритмічні мови до бібліотек математичних і службових підпрограм додався новий вид системного програмного забезпечення транслятори виконання кожної програми стало включати велику кількість окремих робіт

14 Етапи виконання програми

15 50-ті роки ХХ сторіччя були розроблені перші системи пакетної обробки, що автоматизували всю послідовність дій оператора по організації обчислювального процесу

16 Системи пакетної обробки

17 Системи пакетної обробки Системи пакетної обробки стали прообразом сучасних операційних систем вони стали першими системними програмами, призначеними не для обробки даних, а для управління обчислювальним процесом.

18 Системи пакетної обробки У ході реалізації систем пакетної обробки була розроблена формалізована мова управління завданнями Оператор складав пакет завдань, які надалі без його участі послідовно запускалися на виконання керуючою програмою монітором

19 Мова керування завданнями Наприклад, для системи OS/360 мова керування завданнями JCL передбачала можливість визначення користувачем більше 40 параметрів, серед яких були: пріоритет завдання, вимоги до ємності основної пам'яті, граничний час виконання завдання, перелік пристроїв вводу-виводу які використовуються і режими їх роботи.

20 Системи пакетної обробки Системи пакетної обробки позбавили програміста-користувача безпосереднього доступу до комп'ютера, що знижувало ефективність його роботи внесення будь-якого виправлення вимагало значно більше часу, ніж при інтерактивній роботі за пультом машини.

21 Розвиток операційних систем Наступний важливий період розвитку операційних систем відноситься до років. В цей час у технічній базі обчислювальних машин відбувся перехід від окремих напівпровідникових елементів – транзисторів до інтегральних мікросхем, що відкрило шлях для появи наступного покоління комп'ютерів.

22 IBM-360 (1964 р.)

23 Особливості періоду У цей період були реалізовані практично всі основні властивості сучасної ОС: мультипрограмування мультипроцесування підтримка багатотермінального, багатокористувацького режиму віртуальна пам'ять файлові системи розмежування доступу і мережна робота.

24 Мультипрограмування Мультипрограмування спосіб організації обчислювального процесу, при якому в комп'ютері знаходилося одночасно кілька програм, що поперемінно виконувалися на одному процесорі. було реалізовано в двох варіантах у системах пакетної обробки і поділу часу

25 Мультипрограмні системи пакетної обробки У цьому режимі процесор не простоював, поки одна програма виконувала операцію вводу- виводу, а переключався на іншу - готову до виконання програму. В результаті досягалося збалансоване завантаження всіх пристроїв комп'ютера, а також збільшувалося число задач, які розвязувалися в одиницю часу.

26 Системи поділу часу Головна мета: частково повернути користувачам відчуття безпосередньої взаємодії з комп'ютером Цей варіант був розрахований на багатотермінальні системи, коли кожен користувач працює зі своїм терміналом

27 Системи поділу часу Системи поділу часу для кожного окремого користувача створювали ілюзію одноособового володіння обчислювальною машиною за рахунок періодичного виділення кожній програмі своєї частки процесорного часу.

28 Системи виділеного введення завдань Використання багатотермінального режиму в системах пакетної обробки Всі користувачі одержували можливість формувати свої завдання і керувати їх виконанням зі свого терміналу

29 Мережні операційні системи Такі обчислювальні системи з віддаленими терміналами, зберігаючи централізований характер обробки даних, у якомусь ступені були прообразом сучасних мереж, а відповідне системне програмне забезпечення прообразом мережних операційних систем

30 Мережні операційні системи Публічна телефонна мережа

31 Важливі зміни в апаратурі комп'ютеру Реалізація мультипрограмування вимагала внесення дуже важливих змін в апаратуру комп'ютера: у процесорах з'явилися привілейований і користувальницький режими роботи, спеціальні регістри для швидкого переключення з однієї програми на іншу, засоби захисту областей пам'яті, а також розвинута система переривань

32 Привілейований режим У привілейованому режимі, призначеному для роботи програмних модулів операційної системи, процесор міг виконувати всі команди, у тому числі і ті з них, що дозволяли здійснювати розподіл і захист ресурсів комп'ютера.

33 Користувальницький режим Програмам, що працюють у користувальницькому режимі, деякі команди процесора були недоступні. Таким чином, тільки ОС могла керувати апаратними засобами і виконувати роль монітора і арбітра для користувальницьких програм

34 Система переривань Система переривань дозволяла синхронізувати роботу різних пристроїв комп'ютера, що працюють паралельно і асинхронно, таких як канали вводу- виводу, диски, принтери і т.п.

35 Сімейства програмно- сумісних машин Інша важлива тенденція цього часу. Прикладами сімейств програмно- сумісних машин, побудованих на інтегральних мікросхемах, є серії машин IBM/360 і IBM/370 (аналоги цих сімейств радянського виробництва машини серії ЄС), PDP-11 (радянські аналоги СМ-3, СМ-4, СМ-1420).

36 Міні-комп'ютер PDP-11

37 OS/360 Операційні системи цього покоління були дуже дорогими. Так, розробка OS/360, обсяг коду якої склав 8 Мбайт, коштувала компанії IBM 80 мільйонів доларів.

38 Мережні операційні системи На початку 70-х років з'явилися перші мережні операційні системи, що на відміну від багатотермінальних ОС дозволяли не тільки розосередити користувачів, але й організувати розподілене збереження і обробку даних між декількома комп'ютерами, зв'язаними електричними зв'язками.

39 Мережні операційні системи Мережна операційна система володіє модулями, які дозволяють здійснювати обмін між комп'ютерами за допомогою встановлених між ними зв'язків.

40 Мережні операційні системи Ще наприкінці 60-х років за допомогою глобальних зв'язків і техніки комутації пакетів вдалося реалізувати взаємодію машин класу мейнфреймів і суперкомп'ютерів. У 1969 році Міністерство оборони США ініціювало роботи з об'єднання суперкомп'ютерів оборонних і науково- дослідних центрів у єдину мережу. Ця мережа одержала назву ARPANET і стала відправною крапкою для створення найвідомішої нині глобальної мережі Інтернету.

41 ОС UNIX Важливою віхою в історії комп'ютерів і взагалі в історії операційних систем стало створення ОС UNIX. Спочатку ця ОС призначалася для підтримки режиму поділу часу в міні-комп'ютері PDP-7. Із середини 70-х років почалося масове використання ОС UNIX. зайняла міцні позиції у всіх класах комп'ютерів: суперкомп'ютерах, мейнфреймах, міні-комп'ютерах, серверах і робочих станціях на базі RISC-процесорів і персональних комп'ютерах.

42 Локальні мережі Поява міні-комп'ютерів і внаслідок цього їхнє поширення на підприємствах послужили могутнім стимулом для створення локальних мереж. Перші локальні мережі будувалися за допомогою нестандартного комунікаційного устаткування, у найпростішому випадку шляхом прямого з'єднання послідовних портів комп'ютерів.

43 UUCP (UNIX-to-UNIX program) Перший мережний додаток для ОС UNIX програма UUCP (UNIX-to-UNIX program) з'явився в 1976 році. Ця програма дозволяла копіювати файли з одного компютера на іншій в межах локальної мережі через різні апаратні інтерфейси RS- 232, токову петлю і т.п. Крім того, могла працювати через глобальні зв'язки, наприклад модемні.

44 Події 80-х років ХХ сторіччя До найбільш важливих можна віднести: розробку стека TCP/IP становлення Інтернету стандартизацію технологій локальних мереж появу персональних комп'ютерів і операційних систем для них.

45 Перші ПК IBM PC (1981) Commodore PET (1977) Apple II (1977) TRS-80 (1977)

46 Питання ?

47 2. Особливості сучасного етапу розвитку операційних систем

48 Сучасна класифікація операційних систем

49 Особливості сучасних ОС У 90-і роки практично всі операційні системи стали мережними. Мережні функції сьогодні вбудовуються ОС, будучи її невід'ємною частиною. Операційні системи підтримують роботу у всіх основних типів локальних (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) і глобальних (Х.25, Frame Relay, ISDN, ATM) мереж.

50 Спеціалізовані ОС Зараз є спеціалізовані ОС, що призначені винятково для виконання комунікаційних задач. Наприклад, мережна операційна система IOS компанії Cisco Systems, що працює в маршрутизаторах, організує в мультипрограмному режимі виконання набору програм, кожна з який реалізує один з комунікаційних протоколів.

51 Особливості сучасних ОС В другій половині 90-х років усі виробники операційних систем посилили підтримку засобів роботи з Інтернетом Особлива увага протягом всього останнього десятиліття ХХ-го сторіччя приділялася корпоративним мережним операційним системам

52 Корпоративна операційна система Ця ОС повинна добре і стійко працювати у великих мережах, що характерно для великих підприємств, які мають відділення в десятках міст і, можливо, у різних країнах. Такі мережі мають високий ступінь гетерогенності програмних і апаратних засобів, тому корпоративна ОС повинна взаємодіяти з операційними системами різних типів і працювати на різних апаратних платформах.

53 Корпоративна операційна система На даний час досить явно визначилася трійка лідерів у класі корпоративних ОС це Novell NetWare 5-ї і 6.0, Microsoft Windows NT 4.0 і Windows 2000 (2003), а також UNIX-системи різних виробників апаратних платформ

54 No comments

55 Корпоративна операційна система Відмінні риси: наявність засобів централізованого адміністрування і керування У сучасних операційних системах засоби централізованого адміністрування звичайно базуються на єдиній довідковій службі – NDS Novell, Active Directory Windows 2000

56 Корпоративна операційна система Відмінні риси: На сучасному етапі розвитку операційних систем на передній план вийшли засоби забезпечення безпеки Багато операційних систем мають сьогодні розвинуті засоби захисту інформації, засновані на шифруванні даних, аутентифікації й авторизації

57 Корпоративна операційна система Відмінні риси: Сучасні операційні системи мають багатоплатформеністъ, тобто здатність працювати на різних типах комп'ютерів. В останні роки одержала подальший розвиток довгострокова тенденція підвищення зручності роботи людини з комп'ютером.

58 Операційні системи майбутнього Операційні системи майбутнього повинні забезпечити високий рівень прозорості мережних ресурсів, взявши на себе задачу організації розподілених обчислень, перетворивши мережу у віртуальний комп'ютер. Саме цей зміст вкладають у лаконічне гасло «Мережа це комп'ютер» фахівці компанії Sun, але для перетворення гасла в життя розроблювачам операційних систем потрібно пройти ще чималий шлях.

59 Питання ?