Тенденции развития операционных систем и предпочтения пользователей. Реферат, перспективные операционные системы
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Подобные документы
Упражнения
Темы для курсовых работ, рефератов, эссе
Заключение
История создания и общая характеристика операционных систем Windows Server 2003 и Red Hat Linux Enterprise 4. Особенности установки, файловых систем и сетевых инфраструктур данных операционных систем. Использование протокола Kerberos в Windows и Linux.
дипломная работа , добавлен 23.06.2012
Основные понятия об операционных системах. Виды современных операционных систем. История развития операционных систем семейства Windows. Характеристики операционных систем семейства Windows. Новые функциональные возможности операционной системы Windows 7.
курсовая работа , добавлен 18.02.2012
Назначение, классификация, состав и назначение компонентов операционных систем. Разработка сложных информационных систем, комплексов программ и отдельных приложений. Характеристика операционных систем Windows, Linux, Android, Solaris, Symbian OS и Mac OS.
курсовая работа , добавлен 19.11.2014
Назначение серверных операционных систем. Сравнительный анализ серверных операционных систем Windows и Linux и сравнение их по важным показателям таким как: пользовательский графический интерфейс, безопасность, стабильность работы, возможность и цена.
курсовая работа , добавлен 03.07.2012
Основные понятия операционных систем. Современное оборудование компьютера. Преимущества и недостатки операционной системы Linux. Функциональные возможности операционной системы Knoppix. Сравнительная характеристика операционных систем Linux и Knoppix.
реферат , добавлен 17.12.2014
Основные моменты истории операционных систем, связывающих аппаратное обеспечение и прикладные программы. Характеристика операционной системы Microsoft Windows Seven, анализ операционной системы Linux. Преимущества и недостатки каждой операционной системы.
курсовая работа , добавлен 07.05.2011
Исследование эволюции операционных систем для персонального компьютера компании Microsoft. Характеристика основных функциональных особенностей Windows XP, Windows Vista и Linux. Достоинства и недостатки операционных систем, произведенных компанией Apple.
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.
Системная интеграция и перспективы развития операционных систем
Успешно изучив материал, Вы будете знать :
определения понятий «системная интеграция», «экономическая информационная система», «информационные технологии»;
принципы классификации и основные функциональные, классификационные признаки информационных технологий;
функциональные особенности XML;
факторы, оказывающие принципиальное влияние на развитие операционных систем;
перспективы развития операционных систем семейства Windows.
После изучения данной темы Вы будете уметь :
проводить сравнительный анализ определений понятия «системная интеграция»;
классифицировать информационные технологии по функциональным признакам;
ориентироваться в требованиях, предъявляемых к перспективным операционным системам.
После изучения материала Вы будете обладать навыками :
выявления основных особенностей корпоративных операционных систем;
подбора компьютерного оборудования исходя из требований перспективных ОС.
Основные понятия к теме 13
Системная интеграция
Прикладной программный продукт
Экономическая информационная система
Информационная технология
Базовая информационная технология
Предметная информационная технология
Функциональная информационная технология
Обеспечивающая информационная технология
Программно-аппаратный комплекс
Понятие системной интеграции
На сегодняшний день вопросы системной интеграции технологий, разработки и использования общих стандартов в области программного обеспечения выходят на первый план. Особенно это справедливо в отношении программных продуктов, предназначенных для автоматизации бизнес-процессов предприятий. Важнейшим условием эффективного управления любым бизнесом является постоянная и контролируемая доступность полной, достоверной и представленной в удобной форме информации, на основании которой принимаются оперативные и стратегические управленческие решения, осуществляется коммуникация с инвесторами, партнерами и клиентами.
Для обеспечения информационной системы управления предприятием существует экономическая информационная система (ЭИС) - совокупность организационных, технических, программных и информационных средств (информационных технологий), объединенных в единую систему сбора, обработки и выдачи необходимой информации.
Под информационной технологией следует понимать систему методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки, анализа, выдачи данных, информации и знаний на основе применения аппаратных и программных средств в соответствии с требованиями, предъявляемыми пользователями.
Аппаратные средства, предназначенные для организации процесса переработки данных (информации, знаний), а также аппаратные средства, предназначенные для организации связи и передачи данных (информации, знаний), называют базовыми информационными технологиями .
Под предметной информационной технологией понимается последовательность технологических этапов по преобразованию первичной информации в результатную, не зависящая от использования средств вычислительной техники и информационной технологии.
Обеспечивающие информационные технологии - это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в различных предметных областях для решения различных задач.
Модификация обеспечивающих информационных технологий, при которой реализуется какая-либо из предметных технологий, представляет собой функциональную информационную технологию .
Как мы уже отмечали, важность процессов системной интеграции информационных технологий, стандартов в рамках ИС трудно переоценить. Например, выбирая компьютер, покупатель зачастую уже не задумывается о совместимости компонентов и, исходя из своих возможностей и потребностей, может свободно выбрать монитор одного производителя, материнскую плату другого, видеокарту третьего и т.д. Работоспособность компонентов обеспечивается тем, что большинство производителей компьютерных комплектующих договорились о единых стандартах их взаимодействия. Важно понимать, что именно этой стандартизации обязан столь существенный прогресс в области развития компьютерной техники.
Теперь представим похожую ситуацию, однако связанную не с компьютерными комплектующими, а с использованием программного обеспечения различных производителей. Предположим, что поставлена задача автоматизировать процессы управления на предприятии и необходимо выбрать соответствующие прикладные программные продукты . Рассмотрев различные варианты программных решений для автоматизированной системы (продукты нескольких разработчиков), покупатели (представители предприятия) решили, что для автоматизации работы отдела кадров больше всего подходит модуль, предложенный первым разработчиком, а модуль управления производством лучше у второго разработчика и т.д. Однако в настоящее время в подавляющем большинстве случаев предприятия-покупатели информационных систем вынуждены целиком приобретать и внедрять интегрированное ПО одного из производителей, так как производители не договорились об универсальных стандартах обмена данными между приложениями.
Системная интеграция - это разработка комплексных решений по автоматизации бизнес-процессов предприятия. Ее конечная цель - максимально эффективное управление организацией.
Следует отметить, что понятие «системная интеграция» широко используется в России и прошло определенную эволюцию. Сначала так называли интеграцию аппаратных и программных средств, затем - объединение нескольких систем, полученных в ходе автоматизации на различных участках («лоскутная автоматизация») на единой интеграционной платформе, и, наконец, сформировалось современное понимание этого термина. Сегодня системная интеграция - это :
Одним из возможных путей интеграции программного обеспечения в рамках ЭИС является внедрение единых стандартов передачи данных, например XML.
В последнее время концепция XML весьма часто обсуждается среди разработчиков ПО в современной компьютерной литературе и в прессе. С помощью XML очень удобно описывать сложные структуры данных в виде XML-объектов, в случае с ЭИС роль таких объектов играют универсальные бизнес-объекты. Описанные на XML бизнес-объекты также являются удобным средством для обмена информацией между различными приложениями.
Язык XML (Extensible Markup Language - расширяемый язык разметки) предназначен для описания других языков, т.е. это метаязык. XML позволяет представить данные в виде структурированного текстового документа. Разметка структуры задается в виде так называемых тэгов (меток языка XML), имеющих формат <имя>.. . Внутри тэгов находятся данные. Получить представление о таком подходе проще всего, посмотрев на любой HTML-документ (внутреннее представление веб-страницы), поскольку HTML является реализацией языка на основе XML и описывает набор тэгов для визуализации данных веб-браузером.
Документы XML представляют собой текстовые файлы, содержащие данные и теги, идентифицирующие структуры внутри текста.
XML позволяет разработчикам усложнять структуру данных, преобразуя их в формат, который может использоваться веб-приложениями, серверами, промежуточным программным обеспечением и конечными пользователями.
Использование XML позволяет решать ряд принципиально новых задач в области построения интегрированных систем.
Реализация XML-серверов и серверов интерфейсов может быть выполнена для различных программных платформ. Использование XML в качестве открытого стандарта обмена данными между приложениями позволяет эффективно использовать отдельные модули различных производителей в рамках одной информационной системы, тем самым достигая их комбинации, наиболее оптимальной как с точки зрения функциональности, так и с точки зрения финансовых вложений.
Перспективы развития операционных систем
Наряду с базами данных, операционные системы являются важнейшим компонентом ИС. В течение последнего времени большое внимание уделялось сетевым операционным системам, способным использоваться в ИС различных предприятий (корпоративные ОС). Их дальнейшее развитие представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем. Для корпоративной ОС очень важно наличие средств централизованного администрирования и управления, позволяющих в единой базе данных хранить учетные записи о десятках тысяч пользователей, компьютеров, коммуникационных устройств и модулей программного обеспечения, имеющихся в корпоративной сети. Корпоративная операционная система отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, которые характерны для больших предприятий, имеющих отделения в разных регионах. Таким сетям органически присуща высокая степень гетерогенности программных и аппаратных средств, поэтому корпоративная ОС должна взаимодействовать с ПО разных типов и работать на различных аппаратных платформах.
К настоящему времени одним из представителей лидеров в классе корпоративных ОС можно считать Microsoft. Одной из последних версий операционной системы от этой корпорации является Windows 7. Windows 7 вышла 22 октября 2009 года на смену Windows Vista. В Windows 7 появились следующие новые возможности:
Кроме того, корпорация Microsoft выпускает новую серверную операционную систему Windows MultiPoint Server 2010 для создания нескольких независимых рабочих мест на базе одного персонального компьютера. Аппаратное обеспечение для Windows MultiPoint Server предлагает компания HP.
Новое решение предполагает использование обычного компьютера средней мощности для полноценной работы пользователей со всем спектром современного программного обеспечения. Индивидуальные учетные записи позволяют каждому пользователю иметь собственный список избранного в Internet Explorer, настраивать по своему усмотрению внешний вид рабочего стола, размещать на нем собственные значки, настраивать меню «Пуск» и т.д. Эти настройки можно сохранить таким образом, чтобы в следующий раз продолжить работу с ними, сев за любое другое рабочее место, имеющее доступ к узловому компьютеру.
HP MultiSeat Computing Solution с программным обеспечением Windows MultiPoint Server 2010 сокращает затраты на процесс работы с информацией на 50 % по сравнению с использованием отдельных ПК. Поэтому данное решение может быть особенно востребовано в образовательных учреждениях, библиотеках, музеях и организациях малого бизнеса.
Интерфейс MultiPoint Manager показан на рис. 13.3 
.
В семействе операционных систем Linux также появляются новые версии. Так, например, компания Mandriva выпустила финальную версию операционной системы Mandriva Linux 2010 Spring (рис. 13.4 
).
Новая программная платформа базируется на Linux-ядре 2.6.33.4, содержит рабочие среды GNOME 2.30.1 и KDE 4.4.3. В состав ОС включены пакет офисных приложений OpenOffice.org 3.2, медиацентр XBMC, BitTorrent-клиенты Deluge, Transmission и qBittorrent, видеоредакторы Lives, Kdenlive, OpenShot, браузеры Firefox, Chromium, Opera и ряд других приложений. Немало в дистрибутиве представлено различных образовательных и научных программных продуктов.
В этой версии операционной системы обновлен инсталлятор, расширена база драйверов и улучшена поддержка оборудования. Появился новый инструментарий настройки сетевых служб и существенно доработанный механизм организации работы гостевых аккаунтов в системе.
Дистрибутив Mandriva Linux 2010 Spring доступен в четырех версиях .
Mandriva One - простейшая пользовательская версия Mandriva, которой можно пользоваться в режиме LiveCD (непосредственно с оптического носителя) или же установив ее на жесткий диск. Также доступна опция установки Mandriva One на компьютер, не имеющий DVD-привода, с USB-накопителя.
Mandriva Free - версия дистрибутива как для рабочих станций, так и для серверов, включающая только свободные приложения.
Mandriva Powerpack - версия для рабочих станций и для небольших серверов, чаще всего используемая в организациях. Российская версия дистрибутива дополнительно включает ряд приложений, важных для российских пользователей: ПО wine@etersoft для запуска российских бизнес-приложений под Microsoft Windows в режиме эмуляции (таких как 1C:Предприятие, Гарант, Консультант Плюс, FineReader и др.) в среде GNU/Linux, свободную медицинскую информационную систему, программу для учета хозяйственных операций индивидуального предпринимателя, программное обеспечение для учета интернет-трафика Traffpro и т.д.
Edumandriva - решение для образовательных учреждений на базе Mandriva, созданное преподавателями для преподавателей, включенное в официальный комплект свободного программного обеспечения для школ Минобрнауки РФ.
На рынке мобильных операционных систем с 2009 года происходят события, которые влияют на состояние отрасли в 2010 и, возможно, повлияют еще и в 2011 году. Так, в 2009 году появилась Symbian OS 5th edition, поддерживающая сенсорное управление. О прогнозах по объемам продаж мобильных операционных систем конечным пользователям см. таблицу 13.1.
Компания Google и ее партнеры начали активно продвигать Android OS. О поддержке этого варианта мобильного Linux заявили такие представители отрасли, как ASUS, HTC, Acer и Motorola, Sony Ericsson.
Таблица 13.1.
Прогноз: объемы продаж мобильных операционных систем конечным пользователям (тыс. штук)
(по данным Gartner на август 2010)
Мобильная ОС |
||||
Доля рынка (%) |
||||
Доля рынка (%) |
||||
BlackBerry |
||||
Доля рынка (%) |
||||
Доля рынка (%) |
||||
Windows Phone |
||||
Доля рынка (%) |
||||
Остальные ОС |
||||
Доля рынка (%) |
||||
Итого |
Основные выводы
Системная интеграция - это разработка комплексных решений по автоматизации бизнес-процессов предприятия. Ее конечная цель - максимально эффективное управление организацией.
Для обеспечения информационной системы управления предприятием существует экономическая информационная система (ЭИС) - совокупность организационных, технических, программных и информационных средств (информационных технологий), объединенных в единую систему сбора, обработки и выдачи необходимой информации.
Под информационной технологией следует понимать систему методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки, анализа, выдачи данных, информации и знаний на основе применения аппаратных и программных средств, в соответствии с требованиями, предъявляемыми пользователями.
Информационные технологии (ИТ) делятся на базовые, предметные, обеспечивающие и функ-циональные.
Одним из возможных путей интеграции программного обеспечения в рамках ИС является внедрение единых стандартов передачи данных, например XML (Extensible Markup Language - расширяемый язык разметки). Использование XML позволяет решать ряд принципиально новых задач в области построения интегрированных систем.
Использование XML в качестве открытого стандарта обмена данными между приложениями позволяет эффективно использовать отдельные модули различных производителей в рамках одной информационной системы, тем самым достигая их комбинации, наиболее оптимальной как с точки зрения функциональности, так и с точки зрения финансовых вложений.
Операционные системы являются важным компонентом ИС, развитие корпоративных ОС - одна из наиболее главных задач. Для корпоративной ОС очень важно наличие средств централизованного администрирования и управления, а также средств обеспечения безопасности данных. В связи с высокой гетерогенностью программных и аппаратных средств компьютерных сетей предприятий, корпоративная ОС должна взаимодействовать с ПО разных типов и работать на различных аппаратных платформах.
Перспективная операционная система семейства Windows (Windows 7) должна обеспечивать более высокую степень интеграции (XML Paper Specification) и надежности. Новый графический интерфейс (Aero) делает ОС перспективной для построения интегрированных систем различного назначения.
Контрольные вопросы
Что означает понятие «информационная технология» в общем, и как информационные технологии можно классифицировать?
Для чего существует экономическая информационная система (ЭИС)?
Что понимается под термином «системная интеграция»?
Назовите один из возможных путей интеграции и охарактеризуйте его.
Каковы перспективы дальнейшего развития операционных систем?
"Кузбасский государственный университет имени "
Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Кемерово 2013
Введение | |
1. Основные направления развития перспективных ОС. | |
1.1. Микроядра | |
1.2. Объектные и объектно-ориентированные технологии в ОС | |
1.3. Прикладные среды | |
2. Обзор современных перспективных ОС. | |
Заключение | |
Литература |
Введение
Что же представляет собой операционная система (ОС)? Это программное обеспечение (П. О.) или целый комплекс П. О. постоянно находящееся в памяти компьютера, которое организует общее управление устройствами машины и ее взаимодействие с пользователем. Обеспечивает запуск и работу всех остальных программ. В частности, выполняет: управление памятью, вводом-выводом, файловой системой, взаимодействием процессов; диспетчеризацию процессов; защиту и учет использования ресурсов.
ОС, несомненно, важная основополагающая составляющая любого компьютера. Без неё никуда.
Вот, приблизительный список существующих на сегодня ОС: Solaris, QNX, Windows, Linux, FreeBSD, Net BSD, DragonFlyBSD, OpenBSD, а так же различные экспериментальные компиляции закрытого и открытого типа.
Эпоха "персонализации" всей страны, кажется, осталась в прошлом, и включившиеся в спор приверженцев и противников ОС UNIX отечественные специалисты все чаще отдают свое предпочтение этой системе. В качестве аргументов используются достоинства, которые UNIX приобрела двадцать лет назад. И при этом, как правило, упускаются из виду концепции, сформированные компьютерной теорией совсем недавно, но уже сегодня образующие фундамент большинства перспективных ОС, с которыми можно познакомиться по бета - и ранним коммерческим версиям либо по предварительным сообщениям в Сетях.
1. Основные направления развития перспективных ОС
1.1. Микроядра
Уже сейчас очевидна тенденция к переходу от монолитных к микроядерным системам. Некоторые компании, например, QNX Software Systems и Unisys, уже в течение ряда лет выпускают пользующиеся успехом микроядерные ОС. ОС QNX имеет спрос на рынке систем реального времени, а CTOS фирмы Unisys популярна в области банковского дела. Микроядро - это минимальная функционально полная часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений. Общепризнано, что каждая ОС нового поколения будет обладать микроядром. Но имеется масса разных мнений, как следует организовывать сервисы операционной системы по отношению к микроядру. Поставщики ОС разрешают технические проблемы по-разному.
Обиходным же понятие микроядра стало с легкой руки Стива Джобса.
Микроядро Mach , первоначально созданное в университете Карнеги-Меллон и послужившее основой небольшого привилегированного ядра ОС для компьютеров Next, вокруг которого располагались подсистемы, выполняемые в режиме пользователя, теоретически должно было обеспечить небывалую гибкость и модульность системы. На практике преимущества эти были несколько обесценены монолитным сервером, реализующим UNIX BSD 4.3, выбранную компанией Next в качестве оболочки. Однако опора на Mach дала возможность включить в систему средства передачи сообщений и объектно-ориентированные сервисы, на основе которых удалось создать элегантныи интерфейс пользователя и продвинутые средства разработки программного обеспечения.
Следующей микроядерной ОС была Windows NT. В среде NT должны были выполняться программы, написанные для DOS, Windows, OS/2 и систем, совместимых со стандартами Posix; присущая микроядерному подходу модульность позволила Microsoft создать структуру, не дублирующую ни одну из перечисленных операционных систем. Впрочем, для Microsoft, по всей видимости, дополнительным доводом в пользу микроядра стала переносимость. Действительно, в разное время и по разным причинам в число первоочередных поддерживаемых NT архитектур вошли одно - и многопроцессорные платформы на процессорах Intel и Mips, а затем и Alpha.
Сегодня микроядерные архитектуры объявлены Novell/USL OSF, IBM, Apple и другими. Интерес к микроядерным архитектурам подогревается отсутствием явных лидеров на рынке ОС. Каждый из поставщиков вынужден обеспечивать возможность выполнения "чужих" прикладных программ. Микроядерная модульная архитектура обладает средствами, упрощающими стыковку компонентов и создание многочисленных операционных сред.
Расширяемость - также необходимое свойство современных ОС. В отличие от аппаратных средств, устаревающих за два-три года, операционные системы могут использоваться в течение десятилетия. Поэтому в жизни каждой ОС настает момент, когда в нее требуется внести функции, не заложенные в исходную конструкцию. Микроядерная организация поддерживает расширения, опирающиеся на ограниченный набор интерфейсов микроядра. Еще правильнее говорить не только о расширяемости, но и о масштабируемости микроядерных ОС с возможностью получения варианта операционной системы, в наилучшей степени соответствующей особенностям аппаратной платформы и прикладной области.
Разделение функций . При организации микроядерных ОС в состав микроядра включаются только функции, которые абсолютно необходимо выполнять в режиме супервизора и в защищенной памяти. Обычно в микроядро включаются машиннозависимые программы (включая поддержку многопроцессорности), базовые функции управления процессами, обработка прерываний и поддержка передачи сообщений.
Во многих случаях в микроядро включается функция планирования процессов, но в реализации Mach компании IBM для будущей ОС Workplace планировщик процессов размещен вне микроядра, а микроядро используется только для непосредственного управления процессами.
В ОС Workplace используется микроядро Mach 3.0, совместно с OSF расширенное средствами поддержки параллельной обработки и реального времени. Микроядро заведует функциями взаимодействия процессов, управления виртуальной памятью, процессами и нитями, процессорами, вводом-выводом и обработкой прерываний. Файловая система, планировщик процессов, сервисы сети и безопасности вынесены из микроядра.
ОС OSF/1 также основана на микроядре Mach. IBM участвует в OSF, и обе компании обменивались микроядерными технологиями микроядра. Однако кое в чем подходы IBM и OSF различаются.
Прежде всего, сервер OSF/1 целиком работает в пространстве пользователя и использует функции Mach. Почему OSF выбрала микроядерную реализацию монолитного сервера Unix. Говорят, потому, что предыдущие версии OSF/1 были настолько хороши, что их было просто жалко выбросить и начать все сначала. В результате OSF/1 получилась не такой модульной, как Workplace. Но использовав значительную часть OSF/1, OSF смогла раньше IBM получить микроядерную ОС (в декабре 1994 года Workplace еще не анонсирована).
Windows NT. Приложения Windows NT общаются с "подсистемами окружения", которые работают в пространстве пользователя и аналогичны прикладным средам в ОС Workplace. Эти подсистемы поддерживаются NT Executive, работающей в пространстве ядра и никогда не вытесняемой на диск.
1.2. Объектные и объектно-ориентированные технологии в ОС
Микроядро с четко очерченным минимальным набором интерфейсов обеспечивает фундамент для построения модульной операционной системы. Однако вместе с этим требуется применение некоторого дисциплинирующего подхода, организующего процесс модульных расширений микроядра. На сегодняшний день наиболее популярен объектно-ориентированный подход, который также находит надежную опору в микроядерной технологии, а точнее, во встроенном и оптимизированном механизме передачи сообщений.
Полностью объектно-ориентированные ОС привлекательны как для системных и прикладных программистов, так и для конечных пользователей. Объектность позволяет программистам проникать в святая святых ОС и приспосабливать их к специфическим требованиям, подбирать разнообразные средства, не нарушая целостности системы. Использование объектов открывает путь к распределенным вычислениям. Объекты сочетают в себе программы и данные и взаимодействуют, обмениваясь сообщениями. Правильно организованные объекты легко заменяемы, что обеспечивает относительную простоту и прозрачность от локальных объектов к удаленным. Конечно, для достижения подобной организации распределенных систем требуются дополнительные усилия разработчиков, но они скрыты от пользователей.
Ведущие компании развивают свои системы в этом направлении. OLE (Object Linking and Embedding - Связывание и Встраивание Объектов) компании Microsoft, совместный стандарт OpenDoc компаний Apple, IBM, Novell и Borland, модель DSOM (Distributed System Object Model - Распределенная Модель Системных Объектов) компании IBM, PDO (Portable Distributed Objects - Переносимые Распределенные Объекты) компании Next и Frameworks компании Taligent предлагают свои, в большей или меньшей степени следующие канонам объектно-ориентированной технологии модели распределенных объектов для современных и будущих ОС.
Стандарт CORBA. Консорциум OMG (Object Management Group), в котором объединились усилия практически всех ведущих компаний, разрабатывает стандарты для обмена объектами. OMG CORBA (Common Object Request Broker Architecture - Общая Архитектура Посредника Объектных Запросов) предлагает основу для распределеных вычислений с использованием объектного подхода, стандартизуя способы поиска объектов и вызова их методов.
1.3. Прикладные среды
Микроядерная организация и объектная ориентированность решительным образом меняют внутреннюю архитектуру операционных систем, но могут остаться прозрачными для пользователей. Однако нельзя не выделить одно важное следствие новой архитектуры: естественная организация выполнения "чужих" прикладных программ.
В следующем поколении ОС наличие множественных прикладных сред для выполнения чужих программ станет стандартным свойством, а выбор операционной системы не будет ограничивать выбор доступных приложений.
Эффективность прикладных сред. Если прикладная среда воспроизводит не только программные, но и аппаратные особенности другой платформы, то основной проблемой эффективности является потребность в эмуляции. Последовательное, с точностью до каждой команды процессора моделирование поведения одной архитектуры на совсем иной не могло рассматриваться в качестве практического подхода. К счастью, сегодня острота проблемы частично снимается использованием все более быстрых процессоров. Но особенно важно то, что большинство приложений интенсивно пользуются (функционально близкими и вычислительно сложными) графическими пользовательскими интерфейсами (GUI) типа Windows, Мас, OSF/Motif или Open Look
Выполнение таких программ по сути превращается в непрерывную череду вызовов GUI-библиотек для манипулирования окнами и для других связанных с управлением интерфейсом действий. (По некоторым оценкам, именно на это уходит до 90 процентов времени.) Тщательно разработанная прикладная среда включает библиотеки, имитирующие внутренние GUI-библиотеки, но представленные в кодах используемого процессора. Иногда подобный подход называют трансляцией. Примером может служить разработанная SunSelect прикладная среда Wabi, эмулирующая Windows. Как утверждают разработчики, благодаря сильно оптимизированным библиотекам, при исполнении одних и тех же тестов Wabi может обогнать Microsoft Windows.
Wabi (Windows Application Binary Interface - двоичный интерфейс приложений Windows) отделения SunSelect фирмы Sun Microsystems поставляется со многими рабочими станциями. Он использует обычный Х-протокол для создания изображений, вызываемых программами Windows, и стандарные средства Unix для работы с файлами, памятью и другими ресурсами.
Работающие под Wabi Windows-приложения имеют интерфейс в стиле OSF/Motif или Ореп Look Кроме того, вместо запуска полного окружения Windows в выделенном окне, как это делает SoftWindows, Wabi открывает для каждого Windows-приложения новое окно стандартного Х-дисплея. Такой подход позволяет передавать между программами Unix и Windows текстовые и графические данные.
2. Обзор современных перспективных операционных систем
Определено направление развития операционной системы HelenOS. Ведущие разработчики HelenOS определились с вектором развития этой перспективной микроядерной операционной системы. В опубликованном сообщении говорится, что ранее HelenOS рассматривалась разработчиками как операционная система общего назначения. Однако ведущие разработчики признали, что сообщество не обладает достаточными ресурсами, чтобы превратить HelenOS в реального конкурента Windows, Linux и Mac OS для обычных пользователей, поэтому было решено скорректировать направление и цели развития.
HelenOS обладает рядом преимуществ: она является открытой (основной код опубликован под лицензией BSD, часть – под GPL), переносимой, быстрой и легковесной системой с микроядром. Описанные преимущества делают HelenOS идеальным кандидатом для рада случаев, в которых требуется быстрая и идеально настроенная система для выполнения ровно одной задачи (разработчики предложили для таких систем термин One Application OS). HelenOS планируется применять в системах автоматизированного обслуживания (банкоматах , автоматах оплаты услуг, торговых автоматах , справочных автоматах и т. п.), на информационных табло, а также в ряде систем управления (включая систему «умный дом»). Кроме того, Джири Свобода (Giri Schvoboda) сообщил, что один из чешских банков (в связи с распространением вредоносного ПО под распространенные ОС, нацеленного на воровство денег с карт) заинтересован в операционной системе на основе HelenOS (распространяемой как live-cd), предназначенной для безопасной работы с интернет-банком.
Благодаря поддержке множества архитектур и переносимости HelenOS идеально подходит для описанных задач. Более того, модульность и микроядро позволяют «включить» при настройке те и только те модули ОС, которые действительно необходимы при решении конкретной задачи, что приводит к крайне высокому быстродействию решений на основе данной операционной системы по сравнению с достаточно «тяжеловесными» системами общего назначения.
Разработчики надеются, что через несколько лет многие банкоматы и платежные терминалы будут работать не на Windows, а на быстрой и надежной HelenOS.
Несмотря на то, что выход Windows XP
на рынок состоялся почти 12 лет назад, большое количество предприятий и конечных пользователей продолжают использовать данный продукт. Согласно статистике Net Applications, на начало апреля доля Windows XP составила 38,73%. И хотя популярность данной ОС продолжает убывать, она остается одной из наиболее популярный ОС, лишь на 6% уступая Windows 7.
С 8 апреля 2014 года Microsoft прекратит выпуск обновлений и обеспечение поддержки для пользователей, заключивших контракт на расширенную поддержку Windows XP. Microsoft регулярно напоминает своим клиентам о приближающемся окончании поддержки Windows XP и Microsoft Office 2003. Еще год назад компания в блоге Windows призвала своих клиентов, продолжающих использовать устаревающее ПО, к переходу на новые продукты, например, Windows 7.
Доля Windows 8 на рынке достигла 3,2% и уступает Vista. По данным Net Applications, анализирующей данные от 160 млн. уникальных пользователей 40 тысяч веб-сайтов её клиентов, выпущенная 26 октября операционная система Microsoft Windows 8 в течение марта нарастила свою долю до 3,17%, заняв четвёртое место после Vista на рынке настольных операционных систем.
В августе прошлого года после трёх лет присутствия на рынке Windows 7 удалось забрать первенство у Windows XP, но отрыв всё ещё незначительный. Операционная система 2001 года выпуска не собирается так просто уступать свои позиции.
Похоже, Windows 8 предстоит повторить участь неудачной и раскритикованной Windows Vista, доля которой в настоящее время сократилась до 5%. Однако последовательный, хотя и неактивный рост всё же будет наблюдаться ввиду молодой фазы жизненного цикла Windows 8. Ожидается, что летом ей удастся занять третье место на рынке настольных ОС.
В целом экосистеме Windows, по данным Net Applications, принадлежит 91% интернет-трафика с ПК, и за последние месяцы её доля почти не изменилась. Присутствие Mac OS X на настольных компьютерах и ноутбуках несколько снизилось до 6,94%. Тогда как доля занимающей третье, но далеко не почётное, место Linux оценивается в 1,17%.
Windows Phone укрепляет свои позиции на рынке мобильных ОС
Рынок мобильных операционных систем находится в перманентном процессе формирования, хотя уже давно выявлено два лидера - Google Android и Apple iOS. Их постепенно догоняет Windows Phone от Microsoft, причем с каждым разом темпы роста ее доли заметно увеличиваются.
По состоянию на конец февраля Windows Phone уверенно держится на третьей строчке рейтинга, не пуская другие операционки и стремясь догнать своих основных конкурентов. Безоговорочным лидером, согласно статистике аналитической компании Kantar Worldpanel, стала ОС Google Android - ей принадлежит 51,2% американского рынка смартфонов.
Предварительная версия операционной системы с кодовым именем Windows Blue, возможно, будет представлена широкой общественности на международной конференции Microsoft для разработчиков BUILD, которая будет проходить с 26 по 28 июня в расположенном в Сан-Франциско (США) выставочном центре Moscone Center. Об этом сообщает сетевое издание TheVerge.
Ожидается, что новинка станет своего рода комплексным обновлением Windows 8 и предложит пользователям ряд улучшений, включая усовершенствованный интерфейс, интеграцию Internet Explorer 11, расширенное использование технологий поиска Bing, более тесную взаимосвязь с Windows Phone, а также поддержку 7- и 8-дюймовых планшетов. Windows Blue будет иметь глубокую интеграцию с Windows Phone. Windows Blue в настоящее время развивается как самостоятельный проект. Главной задачей, стоящей перед разработчиками, будет объединение операционной системы для ПК с мобильной ОС.
Ubuntu 8 апреля 2013 г. исполнилось пять лет - она дебютировала в далеком 2008 году. Именно тогда Canonical пообещала поддерживать настольные версии системы в течение трех лет, а серверные модификации - целых пять лет. Итого, десктопная 8.04 перестала обновляться в мае 2011, а теперь настал черед server edition. Ранее Canonical призывала пользователей версии 8.04 обновиться хотя бы до 10.04, но теперь и она лишается технической поддержки. Следовательно, всем линуксоидам рекомендовано установить как минимум Ubuntu 12.04 LTS (Precise Pangolin).
До конца апреля 2013 Canonical выпустит новый релиз Ubuntu с индексом 13.04. Сама система существует с 2004 года, то есть в следующем году она отметит свой 10-летний юбилей.
Lenovo, HP и Dell будут выпускать компьютеры с китайской ОС Linux
Крупнейшие производители компьютеров Lenovo, HP и Dell сообщили о своих планах по выпуску компьютеров со специальной версией операционной системы Ubuntu Kylin, которая представляет собой версию Linux на китайском языке.
Совсем недавно Ubuntu Kylin была одобрена Министерством промышленности и информационных технологий КНР. Релиз операционной системы состоится уже в нынешнем месяце.
Организация Linux Foundation опубликовала ежегодный отчет об использовании операционной системы Linux
в бизнес-сегменте, из которого можно сделать вывод о популярности этой ОС среди корпоративных клиентов. За год инвестиции в Linux выросли на 12,7%, тогда как другие популярные серверные платформы закончили 2012 год с худшими результатами.
Ubuntu станет основой для национальной ОС Китая
Власти Китая не оставляют идею по разработке и созданию национальной операционной системы, и теперь, похоже, дело сдвинулось с мертвой точки. В качестве помощника правительство КНР наняло компанию Canonical, из чего следует, что в качестве основы для новой операционки будет использована всем известная Ubuntu.
Ubuntu является одной из самых популярных альтернативных операционных систем на базе ядра Linux. Специалисты Canonical регулярно, два раза в год, выпускают новые ее версии, а совсем недавно вышла отдельная ее модификация для планшетных компьютеров - Ubuntu Touch.
Китайская версия Ubuntu выйдет даже скорее, чем можно представить - буквально в мае 2013. Она называется Ubuntu Kylin и, как ни странно, поставляется с открытым исходным кодом. Первоначально Китай выпустит ОС для настольных компьютеров и ноутбуков, а чуть позже к ней присоединится серверная версия.
Главным отличием от стандартной «Убунту» Kylin из Поднебесной является нестандартный набор приложений, в который входят все программы, популярные в данной стране: к примеру, навигационные карты Baidu и торговая система Taobao. Само собой, систему переведут на китайский язык и укомплектуют поддержкой всех его диалектов.
Релиз системы назначен на апрель не просто так: Canonical как раз собирается выпустить Ubuntu 13.04, и именно на ней основана Kylin. Под этим же названием Китай выпускал другую ОС на основе FreeBSD. Проект не пользовался популярностью и, фактически, использовался лишь в китайской армии. Возможно, в будущем военные силы КНР перейдут на Ubuntu Kylin.
Toshiba разработала новую энергоэффективную ОС для встраиваемых систем
Корпорация Toshiba сообщила о разработке новой операционной системы, созданной для максимальной экономии энергии на многоядерных процессорах для встраиваемых систем, используемых в автомобилях и потребительской электронике. Компания оценивает, что ОС на её собственном многоядерном процессоре обеспечивает экономию энергии на уровне 24,6% против «стандартной ОС» при исполнении программы в высоком разрешении, масштабируемом с 1920 x 1080 до 3840 x 2160.
Компания отмечает, что рост требований к электронике приводит к появлению высокопроизводительных процессоров, число ядер в которых доходит подчас до десятка. В результате растёт энергопотребление и повышается спрос на операционные системы, максимизирующие время работы мобильных устройств от аккумулятора и учитывающие окружение.
В рамках современной методики ОС управляет питанием процессора на основе истории нагрузки. Но этот подход неточен для снижения энергопотребления и не может качественно управлять короткими скачками нагрузки - в результате, как отмечает Toshiba, расходуется лишняя энергия. Подход многоядерной операционной системы Toshiba к экономии энергии другой, и основан на анализе природы параллельных вычислений. ОС гораздо точнее предугадывает нагрузку, которая потребуется в ближайшее время, благодаря чему энергия экономится эффективнее и без ущерба производительности. Toshiba планирует внедрить новую ОС во встраиваемые системы, нацеленные на анализ и обработку изображений высоких разрешений.
Заключение
Микроядра, объектные архитектуры, множественные среды - три кита, на которые, по всей видимости, будут опираться все операционные системы будущего. Но уже современные ОС позволяют нам познакомиться с этими концепциями.
Л. Азимов «Современные ОС, это лишь начало, а не конец или середина, как думают многие. Современные ОС не умеют делать еще очень многого. Они все еще отнимают у нас много времени. Их стабильность оставляет желать лучшего. Они еще в стадии зарождения. И пройдет не мало лет, прежде чем первая ОС, поприветствует своего первого хозяина: "Здравствуйте. Я Ваша новая Операционная система и я помогу Вам с решением Ваших задач. Думаю мы подружимся;)". И это будет не просто фраза записанная кем то заранее, это будут ее слова идущие из самого сердца ее железного тела. Это ознаменует начало новой эпохи - Эпохи Смещенного времени».
Литература
1. Операционные системы: , - Москва, Академия, 2010 г.- 64 с.
2. Прикладная информатика: , - Москва, Высшая школа, 2010 г.- 328 с.
3. Самоучитель Linux для пользователя: Виктор Костромин - Москва, БХВ-Петербург, 2005 г.- 658 с.
4. Сетевые операционные системы: , - Санкт-Петербург, Питер, 2007 г.- 544 с.
5. Суперкомпьютер из вашего ПК. Как одновременно работать в нескольких системах на одном компьютере. Запуск одной системы внутри другой как обычной программы (DVD-ROM): , - Москва, Наука и техника, 2011 г.- 224 с.
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.
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 .
