2.5. ОС як система керування ресурсами

ОС не тільки надає користувачам і програмістам зручний інтерфейс до апаратних засобів комп'ютера, але і є механізмом, що розподіляє ресурси комп'ютера.

До числа основних ресурсів сучасних обчислювальних систем можуть бути віднесені такі ресурси, як процесори, основна пам'ять, таймери, набори даних, диски, нагромаджувачі на магнітних стрічках, принтери, мережні пристрої і деякі інші. Ресурси розподіляються між процесами.

Процес (задача) являє собою базове поняття більшості сучасних ОС і часто коротко визначається як програма в стадії виконання.

Програма — це статичний об'єкт, що представляє собою файл із кодами і даними. Процес — це динамічний об'єкт, що виникає в ОС після того, як користувач чи сама ОС вирішує «запустити програму на виконання», тобто створити нову одиницю обчислювальної роботи.

Керування ресурсами обчислювальної системи з метою найбільш ефективного їхнього використання є призначенням ОС. Наприклад, мультипрограмна ОС організує одночасне виконання відразу декількох процесів на одному комп'ютері, по черзі переключаючи процесор з одного процесу на інший, крім простоїв процесора, викликувані звертаннями процесів до в/в. ОС також відслідковує і дозволяє конфлікти, що виникають при звертанні до декількох процесів того самого пристрою в/в чи до тих самих даних.

Критерій ефективності, відповідно до якого ОС організує керування ресурсами комп'ютера, може бути різним. Наприклад, в одних системах важливий такий критерій, як пропускна здатність обчислювальної системи, в іншій — час її реакції. Відповідно обраному критерію ефективності операційні системи по-різному організують обчислювальний процес.

Керування ресурсами включає рішення наступних завдань, що не залежать від типу ресурсу задач:

планування ресурсу — тобто визначення, якому процесу, коли й у якій кількості (якщо ресурс може виділятися частинами) варто виділити даний ресурс;

задоволення запитів на ресурси;

відстеження стану й облік використання ресурсу — тобто підтримка оперативної інформації при тому, зайнятий чи вільний ресурс і яка частка ресурсу вже розподілена;

дозвіл конфліктів між процесами.

Для рішення цих загальних задач керування ресурсами різні ОС використовують різні алгоритми, особливості яких у кінцевому рахунку і визначають вигляд ОС у цілому, включаючи характеристики продуктивності, область застосування і навіть користувацький інтерфейс. Наприклад, застосовуваний алгоритм керування процесором у значній мірі визначає, чи може ОС використовуватися як система поділу часу, система пакетної обробки чи система реального часу.

Задача організації ефективного спільного використання ресурсів декількома процесами є дуже складної, і складність ця породжується в основному випадковим характером виникнення запитів на споживання ресурсів. У мультипрограмній системі утворяться черги заявок від одночасно виконуваних програм до поділюваних ресурсів комп'ютера: процесору, сторінці пам'яті, до принтера, до диска. ОС організує обслуговування цих черг по різних алгоритмах: у порядку надходження, на основі пріоритетів, кругового обслуговування і т.д. Аналіз і визначення оптимальних дисциплін обслуговування заявок є предметом спеціальної області прикладної математики — теорії масового обслуговування. Таким чином, керування ресурсами складає важливу частину функцій будь-якої ОС, особливо мультипрограмної. На відміну від функцій розширеної машини більшість функцій керування ресурсами виконуються ОС автоматично і прикладному програмісту недоступні.

3. Сучасні ОС і середовища

3.1. Сучасні ОС і середовища

На сьогодні найпоширенішими ОС для ПК, робочих станцій і серверів є наступні: UNIX, MS DOS, OS/2, WINDOWS, LINUX, MAC, VAX/VMS.

Операційна система MS DOS.

На переважній більшості IBM-сумісних ПК в нашій країні до 1995 року використовувалася ОС MS DOS, яка створена фірмою Microsoft. Ця ОС стала в 1981 р. базовою системою для комп’ютерів, виробництво яких почала тоді фірма IBM. На думку спеціалістів по системному математичному забезпеченню, MS DOS виглядала достатньо примітивно у порівнянні з ОС великих і міні-ЕОМ, які об’єднують ФС і систему управління в/в. Популярність і довге життя MS DOS можна пояснити тільки її простотою і дешевизною. Розроблено понад 7 версій цієї ОС.

Операційна система OS/2.

Задавши тон іншим виробникам ПК IBM PC XT і IBM PC AT, фірма IBM створила нову серію ПК - сімейство PS/2, які виготовляються нею до теперішнього часу. Для цієї серії IBM постачає ОС OS/2, розроблену Microsoft, яка разом з відповідною апаратурою зайняла своє місце серед ряду технологічних платформ. В OS/2 були зразу вирішені питання багатозадачного режиму роботи, а MS DOS може запускатися в ній як одна з задач. Одночасно в OS/2 можуть виконуватися 12 програм, але тільки одна DOS-програма. Більшість користувачів практично не зауважує переходу від MS DOS до OS/2, виявляючи тільки додаткові можливості. В цій ОС можливий також графічний багатовіконний інтерфейс, аналогічний WINDOWS.

Операційна система WINDOWS.

Найпоширенішою ОС для ПК є WINDOWS, створена фірмою Microsoft. На сьогодні WINDOWS поряд з IBM-сумісними ПК є одною з найпоширеніших технологічних платформ. WINDOWS у версіях WINDOWS-95, WINDOWS-98, WINDOWS-2000 - це 32 розрядна багатозадачна ОС.

В цій ОС використовуються:

1)    робочі вікна, призначені для різних ПП,

2)    випливаючі вікна повідомлень програми і отримання реакції користувача,

3)    діалогові вікна, через які здійснюється основний ввід інформації в програму.

Яскравою зовнішньою ознакою WINDOWS є багатовіконний графічний інтерфейс. Вікно - це частина екрану монітора, яка є полем дії програми. Відображення вводу управляючих команд і інформації в програму, а також вивід зображень і даних з неї відбувається через вікно. Для позначення об’єктів, програм, операцій, опцій вибору використовуються піктограми. Піктограми - це графічні символи, які асоціативно нагадують те, що вони позначають.

Поряд з графічним інтерфейсом важливою рисою WINDOWS є багатозадачність. Одночасно можуть виконуватися декілька різних програм або копій однієї і тої ж програми. Наприклад, користувач може одночасно використовувати