1 Операционные системы и оболочки Одинцов Игорь Олегович ст. преподаватель кафедры информатики весна 2006

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 Программирование. Чему учиться? Элементы профессионального программирования Программирование это то, чем занимаются программисты. Программистский фольклор

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

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 Зачем нужны лекции? Что может преподаватель? Научить/заставить думать и анализировать Помочь структурировать и классифицировать материал («разложить по полочкам») Рассказывать байки/сказки/притчи («сказка – ложь, да в ней намек…»)

8 Очень примерный план лекций (скорее всего все будет изменяться динамически) 16 февраля – лекция 01. Введение в ОС 23 февраля – Праздник 02 марта – лекция 02. Классификация ОС 09 марта – лекция 03. Процессы 16 марта – лекция 04. Процессы 23 марта – лекция 05. Сети 30 марта – лекция 06. Виртуальная память 06 апреля – лекция 07. Виртуальная память 13 апреля – лекция 08. Внешняя память и драйверы 20 апреля – лекция 09. Внешняя память и драйверы 27 апреля – лекция 10. Специализированные ОС 04 мая – лекция 11. Оболочки ОС 11 мая – лекция 12. Итоги 18, 25 мая – Теоретический зачет.

9 Рекомендации по литературе Таненбаум Э. Современные операционные системы. – СПб.: Питер, Одинцов И.О. Профессиональное программирование. Системный подход. 2-е изд. – СПб.: БХВ-Петербург, Чтение сделало Дон Кихота рыцарем, а вера в прочитанное сделала его сумасшедшим Джордж Бернард Шоу

10 Отступление «о понятиях, определениях и классификациях» Определения нужны «для того, чтобы о том, что определяется, можно было сказать в дискуссии хоть что-нибудь определенное, а сама дискуссия не превращалась в бесплодный спор ослов о словах». 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. «Животные подразделяются на: а) принадлежащих Императору, б) бальзамированных, в) прирученных, г) молочных поросят, д) сирен, е) сказочных, ж) бродячих собак, з) включенных в настоящую классификацию, и) буйствующих, как в безумии, к) неисчислимых, л) нарисованных очень тонкой кисточкой из верблюжьей шерсти, м) и прочих, н) только что разбивших кувшин, о) издалека кажущихся мухами» Хорхе Луис Борхес "Аналитический язык Джона Уилкинса"

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 ОС и ее функции Операционная система (ОС) это часть программного обеспечения, выступающая в качестве интерфейса между приложениями (и пользователями) и аппаратурой компьютера. Операционная система выполняет две основные функции: 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.

13 Ядро и вспомогательные модули ОС 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. Некоторые компоненты операционной системы представляют собой обычные приложения в стандартном для данной операционной системы формате. Их называют вспомогательными модулями операционной системы. Часто бывает сложно провести границу между операционной системой и приложениями. Обычно решение о принадлежности некоторой программы операционной системе принимает производитель.

14 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

15 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

16 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 Поддержка беспроводной связи для мобильных устройств. Появились в середине 90-х годов XX века.

17 История

18 Спасибо! Вопросы? Двадцать лет Ванг Вен-Хан учился убивать страшных драконов. И когда он овладел этим искусством в совершенстве, оказалось, что драконов на свете нет. И тогда он стал учить этому других. Китайская мудрость

19 P.S. Экзаменационные вопросы: Основные понятия и определения (ОС, функции, ядро, вспомогательные модули ОС) История и эволюция операционных систем