1 Операционные системы и оболочки Одинцов Игорь Олегович ст. преподаватель кафедры информатики весна 2006 Слайды можно взять на сайтах: и

2 Лекция 13 Оболочки ОС

3 План лекции Оболочки операционных систем. Классические оболочки командной строки (шеллы) Графические оболочки и их эволюция. Проблема удобства использования (юзабилити) Итоги Что было, есть и будет в области ОС

4 Оболочки Оболочкой ОС называют надстройку над операционной системой, существенно облегчающую работу пользователя и предоставляющую ему ряд дополнительных сервисных услуг

5 Классификация оболочек по функциональным возможностям Интерфейсные системы. Они являются естественным продолжением операционной системы и модифицируют как пользовательский, так и программный интерфейсы, а также реализуют дополнительные возможности по управлению ресурсами. Программы-оболочки. Модифицируют только пользовательский интерфейс, предоставляя пользователю качественно новый интерфейс по сравнению с реализуемым операционной системой. В целом, программы-оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потребностям пользователя. Такие системы существенно упрощают выполнение часто запрашиваемых функций, например, таких операций с файлами, как копирование, переименование и уничтожение, а также предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. Утилиты предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его ПО. Обычно они обеспечивают реализацию следующих действий: обслуживание магнитных дисков; предоставление информации о ресурсах компьютера; шифрование информации; защита от компьютерных вирусов; архивация файлов и др.

6 Классификация оболочек по предоставляемому интерфейсу Интерфейс командной строки (Command Line Interface – CLI). Это традиционный интерфейс оболочек в операционной системе Unix. Современные диалекты Unix имеют и оболочки с графическим пользовательским интерфейсом Графический пользовательский интерфейс (Graphic User Interface – GUI). Этот интерфейс традиционен для оболочек в Windows

7 Командные интерпретаторы C-shell от Bill Joy (csh) (Steve) Bourne shell (sh) (David) Korn shell (ksh) GNU Bourne-Again shell (bash) init gettty /bin/login /bin/csh

8 Командный язык оболочек Командный язык – совокупность лексических, синтаксических и семантических правил, которые позволяют интерактивным пользователям в лаконичной форме выражать запросы к ОС на выполнение некоторого задания. Характеризуется: использованием в качестве основного входного языка диалоговых систем развитой системой умолчаний наличием специальных возможностей разработки и отладки программ в диалоговом режиме интерпретационной техникой обработки командных операторов и даже средствами редактирования (до 40% времени) Язык управления заданиями – используется на стадии формирования задания (обычно пакетного). Операторы языка отличаются большей степенью универсальности и допускают спецификацию дополнительных ключевых и позиционных параметров (атрибуты внешних процессов и объектов и т.п.)

9 План лекции Оболочки операционных систем. Классические оболочки командной строки (шеллы) Графические оболочки и их эволюция. Проблема удобства использования (юзабилити) Итоги Что было, есть и будет в области ОС

10 Norton Commander В 1986 году Peter Norton Computing выводит на рынок операционную оболочку Norton Commander. С первой по третью версии созданы программистом Джоном Соча (John Socha). К третьей версии имя реального автора потерялось в описании раздела поддержки (Help). В более поздних версиях его имя упоминалось, только как имя одного из авторов этого раздела.

: Apple II DOS 3.0 Sales of the Apple II took off after Steve Wozniak devised the ingeniously simple and relatively inexpensive Apple Disk II. This 110K, 5.25-inch floppy disk drive used Apple's DOS 3.0. Like all command-line interfaces, DOS wasn't designed to be people-friendly; it confronted users with a prompt on a blank screen. If you wanted to perform a particular task -- such as obtaining a list of the files on a disk -- you had to type the appropriate command from memory.

: Apple III SOS 1980: Apple III SOS The Apple III was Apple's first attempt at a business computer. Although partially compatible with Apple II software, the Apple III came with a revised operating system called Sophisticated Operating System. Apple SOS (pronounced "apple sauce") was notable for its ability to work with hard disk drives, a novel technology for personal computers at the time. With on-screen instructions and feedback, SOS was a step up from a pure command-line interface, but it still used a character-driven display like the Apple II before it.

: Lisa Apple first popularized the concept of the graphical user interface, or GUI, with the Lisa, although the idea of using bitmapped graphics to display windows, icons, menus and pointers originally came from work done at Xerox Palo Alto Research Center. One of the main benefits of a GUI is that users shouldn't have to memorize commands, as with a command-line interface. Instead users can explore the system visually, discovering the computer's capabilities simply by making choices from menus, safe in the knowledge that they can undo unintended changes. Apple engineers invented the concept of drag-and-drop with the Lisa, as well as keyboard shortcuts for common menu items.

: Mac System 1.0 The original Macintosh came with System 1.0 on a single 400 KB, 3.5-inch disk. To most users, the Finder was indistinguishable from the operating system since it was where files and folders were manipulated by pointing, clicking and dragging using the mouse. One way in which the Macintosh differed from other computers of the time was that users were assured that what they saw on screen (including graphics and font styles) was exactly what they would get on paper when they printed their documents. This was made possible by the Mac's use of square pixels and a 72-dpi screen resolution that matched that of the ImageWriter printer.

: Apple II MouseText Just three months after the original Mac, Apple introduced the compact Apple IIc. It was the first Apple II to include a special set of 32 graphical characters called MouseText, designed by Bruce Tognazzini to roughly approximate a Mac-like desktop metaphor on a text screen. One of the most popular MouseText-enabled programs was MouseWrite, a full-featured word processor from Roger Wagner Publishing.

: Apple II DeskTop Apple so strongly believed in the superiority of the GUI over command-line interfaces that it went to the trouble of bringing much of the Mac Finder's functionality to the venerable Apple II with the Apple II DeskTop. Although the Apple IIGS -- for which the Apple II DeskTop was designed -- was a color-capable computer, the mouse-driven operating system displayed its icons and windows in monochrome.

: MultiFinder The Mac's ability to cooperatively multitask between several applications at the same time made its debut with MultiFinder, an extension in System Software 5.0. Previously, the Mac could run only one program at a time, a real drain on productivity. Growing out of Apple programmer Andy Hertzfeld's earlier work on Switcher, MultiFinder's functionality became an underlying feature of System 6 through System 9, and wasn't replaced by true pre-emptive multitasking until Mac OS X arrived in 2001.

: GS/OS 5.0 Almost three years after the Apple IIGS was originally introduced, Apple released GS/OS 5.0, which gave the Apple II an operating system that looked very similar to that of the Macintosh. Like the Mac's Finder, GS/OS featured disk icons and the Trash along the right-hand edge of the screen. It also supported control panels and desk accessories such as the Calculator.

: HyperCard The brainchild of programming genius Bill Atkinson, HyperCard was a simple programming interface that allowed mere mortals to construct useful programs from "stacks" of cards containing text, graphics, audio and video. Although Apple did not realize it at the time, HyperCard's interface presaged the hypertext links of the modern web.

: System 7 Visually, the most significant upgrade to the "classic" Mac OS came in 1991 with the release of System 7. It featured a revamped interface in 256 colors. System 7 introduced the concept of aliases -- pointers to original files elsewhere in the system. The System Folder also got organized, with separate folders for extensions and control panels, among other things.

: Mac OS 8.5 In addition to many performance improvements made possible by one of the new PowerPC processors, Mac OS 8.5 came with several new features. Key among them was Sherlock, a utility that could search local volumes as well as the internet. Mac OS 8.5 also looked better than anything before it because it supported detailed, 32-bit icons. Also, appearance themes allowed users to customize the overall look of the OS.

: Mac OS X 10.0 Most of the major changes between Mac OS 9 and OS X took place under the hood, including true pre-emptive multitasking and memory protection. But there was plenty of new eye candy, too: The new Aqua interface featured animation, shadows and transparency; the Finder sported much larger, photorealistic icons, and the Dock had a neat magnification option.

23 Основные направление развития оболочек? Уникальная разработка российских программистов Live Vision позволит практически неограниченному количеству пользователей общаться в режиме реального времени, используя звук и изображение с веб-камер. Пользователю предоставлен выбор: разговаривать только голосом подкрепить звук изображением «классическое» общение текстом Сайт прежде всего показывает направление, в котором в ближайшие годы будет развиваться оболочки, а также Интернет, телевидение и мобильная связь. Следует ожидать постепенного взаимопроникновения телевидения и интернета, когда каждый пользователь сможет выбирать себе развлечения и новости в индивидуальном порядке. Сайт

24 План лекции Оболочки операционных систем. Классические оболочки командной строки (шеллы). Графические оболочки и их эволюция. Проблема удобства использования (юзабилити) Итоги Что было, есть и будет в области ОС

25 Чем мы занимались? Анализировали принципы и алгоритмы работы с основными ресурсами для основных классов операционных систем Файловые системы

26 О пользе ОС Многие программисты знакомы с операционными системами в основном в меру тех помех, которые они создают при работе. Приносимая операционными системами польза незаметна по определению

27 ОС и тенденции в аппаратуре ЭФФЕКТИВНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЯ Параллелизм на уровне инструкций Технология Hyper-Threading Двуядерные процессоры Четырехъядерные процессоры Десятки и сотни ядер Эпоха одноядерных процессоров Рост произво- дительности, снижение энергопотребления Эра Тера-вычислений

28 Завтра Что такое …?Что если …? Это …? Распознавание данныхИзвлечениеСинтез Создание модели Мультимодальное распознавание данных на базе модели Поиск модели Модель Аналитическая обработка динамических неструктурированных мультимодальных наборов данных в режиме реального времени Фотореалистичная анимация на базе физической модели Сегодня Модель отсутствует Потоковая передача данных и обработка транзакций в режиме реального времени на статичных структурированных наборах данных Крайне ограниченный реализм Поддержка ОС приложений «завтрашнего дня»

29 Сравнительный анализ семейств ОС Windows и Unix Настоящее время может быть охарактеризовано как время доминирования двух семейств операционных систем: Windows и Unix. Каждое из них прочно заняло свою "нишу" и аппаратную платформу и стало там очень популярным. Впрочем, это не останавливает клонов и представителей семейств от постоянного и довольно успешного позиционирования на "чужой территории". распространено, в основном, на персональных компьютерах, но стремится занять рынок серверных операционных систем; системы, как правило, используются в качестве клиентских операционных систем в сетях; системы имеют удобный графический интерфейс; одна из основных целей создание окружения, удобного для неопытных пользователей; используются пользователями в широком диапазоне: от "чайников" до профессионалов; собственно версии проектировались большим количеством людей. Первые версии базировались на основателе семейства операционной системе MS- DOS; системы далеко не всегда надежны распространено на мощных серверах и рабочих станциях, но с появлением клона Linux активно продвигается на рынок операционных систем для персональных компьютеров; системы, как правило, используются в качестве серверных операционных систем в сетях; исторически долгое время использовались только с интерфейсом командной строки; одна из основных целей создание окружения, удобного для развития программ; используются широким кругом пользователей, в основном профессионалами; первая версия была спроектирована и построена двумя исключительно талантливыми людьми Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи; достаточно надежны

30 Проблемы и перспективы развития ОС Независимые аналитические компании, например Gartner Group ( и IDC ( ведут постоянный анализ тенденций в области развития операционных систем. Одной из основных тенденций является возрастание роли операционной системы Linux в качестве системы и для серверов, и для персональных компьютеров. Linux все чаще выбирают как отдельные программисты, так и целые компьютерные компании, и даже государства. Одновременно будет происходить замещение старых версий Windows новыми, но не столь быстрыми темпами как это происходило ранее. Большинство пользователей интересует не сама операционная система, а наличие популярных (коробочных или скачиваемых из сети Интернет) приложений под операционными системами, в том числе офисных и бухгалтерских приложений. В противовес хорошо известному пакету MS Office (компании Microsoft ( в операционной системе Windows, был разработан и получил огромную популярность аналогичный ему по возможностям пакет в Unix. Более того, распространяется два пакета: коммерческий StarOffice (компании Sun Microsystems, Inc. ( и свободно распространяемый (при поддержке той же Sun Microsystems) пакет OpenOffice (

31 Будущее через прошлое Выводы, касающиеся будущего, можно делать и анализируя динамику рынка операционных систем в недалеком прошлом. Операционная система Основной микропроцес сор Другие микропроцессоры Инсталляции (1996 год) Инсталляции (2000 год ) MS-DOSx86Pentium Windows 3.*x86Pentium Windows 9x, 2KPentiumx Windows NTPentiumPower PC, Alpha IBM OS/2Pentiumx MacintoshPower PC Sun SolarisSPARCPentium UnixМного

32 Итак, ОС сегодня: Огромные: Сотни тысяч строк кода Тысячи человеко-лет разработки Сложные: Чувствительны к аппаратуре Разные категории пользователей имеют разные требования Важна производительность Слабо понимаемые: Переживают своих создателей Сложны для осмысления одним человеком Никогда не становятся полностью отлаженными Поведение трудно предсказуемо

33 Спасибо! Вопросы?

34 P.S. Экзаменационные вопросы: Оболочки операционных систем. Классические оболочки командной строки (шеллы). Графические оболочки и их эволюция. Проблема удобства использования (юзабилити) Итоги: роль ОС, проблемы и перспективы развития, влияние аппаратной платформы и приложений «завтрашнего дня»