Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Функции систем компьютеров (Теоретические основы операционных систем)

Содержание:

Введение

За период существования ЭВМ операционные системы (ОС) значительно эволюционировали. Огромное влияние на эволюцию ОС оказало развитие элементной базы и вычислительной аппаратуры, поэтому многие этапы данного процесса тесно связаны с появлением новых типов аппаратных платформ, таких как мини-компьютеры или персональные компьютеры (ПК). Значительное развитие ОС претерпели в связи с новой ролью ПК в локальных и глобальных сетях и, особенно, с появлением Internet.

На сегодня около 90% ПК используют ОС Microsoft (MS) Windows – наиболее известную и распространенную, прошедшую путь от графической надстройки для MS-DOS на ПК с процессором Intel 8088 и максимальным объемом памяти 640 К до самой востребованной ОС в мире.

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Целью курсовой работы является изучение функций операционных систем персональных компьютеров.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

рассмотреть понятие, классификацию и назначение операционных системы;
расркыть функции операционных систем;
изучить развитие операционных систем Microsoft в свете совершенствования архитектуры ЭВМ;
описать выбор операционной системы Windows для персональных компьютеров коммерческого предприятия.

Практическая значимость исследования заключается в том, что определены достоинства и недостатки рассмотренных операционных систем.

Успешность выполнения задач по написанию работы в наибольшей степени зависит от выбранных методов исследования.

В работе использовались методы как эмпирического исследования: сравнительно-сопоставительный, наблюдение, так и используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования: абстрагирования, анализ и синтез.

Для раскрытия поставленной темы определена следующая структура: работа состоит из введения, основной части, заключения, списка использованной литературы.

Глава 1. Теоретические основы операционных систем

Понятие, классификация и назначение операционных системы

По определению ГОСТ под операционной системой (ОС) понимают систему программ, предназначенную для обеспечения определенного уровня эффективности вычислительной системы за счет автоматизированного управления ее работой и предоставляемых пользователям определенного рода услуг.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами – с одной стороны – и прикладными программами с другой.

С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и MacOS).^[1]

Классификация операционных систем

Различные операционные системы могут различаться алгоритмами управления основными устройствами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Рассмотрим развитие ОС с точки зрения исторического развития вычислительных ресурсов (опуская историю механических и электромеханических устройств).

Первый период (1945-1955 гг., ламповые машины) характеризовался:

Операционных систем нет.
Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке.
Все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления.
Вычислительная система выполняла одновременно только одну операцию (ввод-вывод или собственно вычисления).
Программы выполнялись строго последовательно.

Такой режим работы вычислительной системы называется последовательной обработкой данных. В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования.

Второй период (1955 г. – начало 1960-х гг., компьютеры на основе транзисторов). Этот период с точки зрения развития технологии вычислительного процесса характеризуется:

Развитие алгоритмических языков (LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.).
Появляются первые компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм.
Именно в этот период происходит разделение персонала на программистов и операторов, разработчиков вычислительных машин и специалистов по эксплуатации.
Изменяется сам процесс прогона программ. Текст программы оформляется в виде колоды перфокарт – задание, с указанием необходимых ресурсов.

Основной недостаток такого процесса обработки информации: cмена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения программ, в результате процессор часто простаивает. Для повышения эффективности использования ВМ задания с похожими ресурсами начинают собирать вместе, создаётся пакет заданий.

Появляются первые системы пакетной обработки (СПО). Программа, постоянно находящаяся в памяти компьютера, автоматизирует запуск одной программы за другой из пакета и тем самым увеличивает коэффициент загрузки процессора. Программу можно назвать простейшей операционной системой, обеспечивающей обработку программ в однопрограммном пакетном режиме.
Появление магнитного диска (для которого не важен порядок чтения информации, в отличие от магнитных лент, которые были устройствами последовательного доступа) привело к возможности выбора определённого задания на исполнение.
СПО начинают решать задачи планирования заданий в зависимости от наличия запрошенных ресурсов, приоритетов, срочности вычислений и т. д.

Третий период (начало 1960-х – 1980 г.), компьютеры на основе интегральных микросхем) и многозадачных ОС.

Многозадачные ОС позволяют параллельно выполнять несколько задач, распределяя между ними вычислительные ресурсы. Такой процесс обработки данных достигается за счет реализации принципа мультипрограммирования.

Многозадачность называется условной если между задачами делится только оперативная память, но не процессорное время, так как реально работает только одна активная задача, остальные ждут или ее завершения, или внешней команды на переключение (активизацию) другой задачи. Типичный представитель такой ОС – Windows 3.х.

Вытесняющая многозадачность – решение о переключении на другую задачу принимает сама ОС (например, на основе квантования процессорного времени между выполняемыми процессами). В качестве таких ОС можно назвать Windows NT, UNIX.

Роль операционной системы в поддержке многозадачности:

Организация интерфейса между прикладной программой и ОС при помощи системных вызовов.
Планирование использования процессора, т.е. организация очереди из заданий.

Создание и ведение контекста задания при переключении с одного задания на другое для обеспечения правильного продолжения вычислений;

Стратегии управления памятью, как ограниченным ресурсом ВС, т.е. реализация процессов размещения, замещения, выборки информации из памяти, реализация виртуализации памяти.
Организация хранения информации на внешних носителях и обеспечение доступа к конкретному файлу. Поскольку программам может потребоваться произвести санкционированный обмен данными, необходимо их обеспечить средствами коммуникации.
Для корректного обмена данными необходимо разрешать конфликтные ситуации, возникающие при работе с различными ресурсами, и предусмотреть координацию программами своих действий, т. е. снабдить систему средствами синхронизации.

Особенности аппаратной поддержки многозадачности:^[2]

Реализация защитных механизмов. Появление привилегированных для ОС (например, команды ввода-вывода) и непривилегированных команд для ограничения доступа программ пользователя к распределению ресурсов.
Наличие прерываний. Внешние прерывания оповещают ОС о том, что произошло асинхронное событие (т.е. событие происходящее независимо от других условий), например, завершилась операция ввода-вывода. Внутренние прерывания (сейчас их принято называть исключительными ситуациями,) возникают, когда выполнение программы привело к ситуации, требующей вмешательства ОС, например, деление на ноль или попытка нарушения защиты.
Развитие параллелизма в архитектуре ВМ за счёт прямого доступа к памяти и организации каналов ввода-вывода. КВВ – самостоятельные в логическом отношении устройства, которые работают под управлением собственных программ, находящихся в памяти. В современных машинах КВВ называют периферийными процессорами или процессорами ввода-вывода.

КВВ и интерфейсы выполняют следующие функции:

Выбор и подготовка к обмену того или иного ВУ, управление обменом.
Осуществляют определенную обработку данных, подлежащих обмену: изменение форматов, перемещаемых данных, формирование адресов, контроль количества передаваемых байтов и т. д.

КВВ позволяют иметь машины с переменным составом периферийных устройств, обеспечивают параллельную работу периферийных устройств как между собой, так и по отношению к процессору, обеспечивают автоматическое распознавание и реакцию процессора на различные ситуации, возникающие в периферийных устройствах.

Итак, реализация многозадачности привела к включению в состав ВМ отдельной системы управления, которая обеспечивает одновременную автоматическую работу процессора, оперативной памяти, каналов, внешних устройств. Эта система управления не исключает, а дополняет систему управления процессора (УУ), которая обеспечивает автоматическое выполнение команд программы в процессоре.

В настоящее время структура ВМ состоит из двух частей. Первая часть – аппаратная (hardware - процессор, оперативная память, каналы, внешние устройства). Вторая часть – операционная система (software, основная часть системного программного обеспечения ВМ, куда кроме ОС входят и другие системные программы), обеспечивающая управление многозадачности.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

Системы пакетной обработки, СПО (ОС ЕС).
Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows).
Системы реального времени.

В системах пакетной обработки идея многозадачности заключается в следующем: пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при однопрограммном режиме, а выполняет другую программу. Когда операция ввода-вывода заканчивается, процессор возвращается к выполнению первой программы.

Недостаток: эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы с разделением времени

В системах с разделением времени специальный компонент ОС, называемый планировщиком заданий (процессов), делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам). При этом создается видимость одновременного выполнения нескольких задач.

Развитием идеи системы с разделением времени является:

Возможность одновременной работы нескольких пользователей на одной компьютерной системе. Отсюда ОС могут рассматриваться как с т. з. числа одновременно работающих пользователей как однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows).

Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Механизм виртуальной памяти, который позволяет уменьшить ограничения на количество работающих пользователей за счёт гибкого распределения всей памяти ВМ (как основной, так и внешней) для исполняемой программы. Основная часть про- граммы находится на диске и фрагмент, который необходимо в данный момент выполнять, может быть загружен в оперативную память, а ненужный — выкачан обратно на диск.
В системах разделения времени пользователь получил возможность эффективно производить отладку программы в интерактивном режиме и записывать информацию на диск, не используя перфокарты, а непосредственно с клавиатуры.

Системы реального времени

ВМ под управлением соответствующей ОС контролирует и управляет внешними по отношению к ВМ событиями, происходящими в некоторых внешних объектах. Такой способ организации работы специфичен тем, что контроль и управление происходят в темпе, согласованном со скоростью поступления данных от объекта управления. Применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По количеству поддерживаемых процессоров операционные системы делятся на многопроцессорные и однопроцессорные.

Четвертый период (с 1980 г.), появление персональных компьютеров, как результат развития микропроцессорных технологий). Одним из важнейших признаков является разделение ОС на локальные и сетевые. Компьютеры стали использоваться не только специалистами, что потребовало разработки «дружественного» программ- ного обеспечения, функционирующих в сетевых или распределенных операционных систем.

Каждая машина в сети работает под управлением своей локальной операционной системы, отличающейся от операционной системы автономного компьютера наличием дополнительных средств (программной поддержкой для сетевых интерфейсных устройств и Доступа к удаленным ресурсам).

Распределенная система, напротив, внешне выглядит как обычная автономная система. Пользователь не знает и не должен знать, где хранятся его файлы — на локальной или удаленной машине – и где его программы выполняются.

Функции операционных систем

Просмотрев этапы развития вычислительных систем, мы можем выделить шесть основных функций, которые выполняли классические операционные системы в процессе эволюции:

Планирование заданий и использования процессора.
Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.
Управление памятью.
Управление файловой системой.
Управление вводом-выводом.
Обеспечение безопасности.

Каждая из приведенных функций обычно реализована в виде подсистемы, являющейся структурным компонентом ОС. В каждой операционной системе эти функции, конечно, реализовывались по-своему, в различном объеме. Они не были изначально придуманы как составные части операционных систем, а появились в процессе развития, по мере того как вычислительные системы становились все более удобными, эффективными и безопасными.

Это дает основание предложить следующую трактовку определения ОС.

Операционная система – это упорядоченная последовательность системных управляющих программ совместно с необходимыми информационными массивами, предназначенная для планирования исполнения пользовательских программ и управления всеми ресурсами вычислительной машины (программами, данными, аппарату- рой, оператором и другими распределяемыми и управляемыми объектами) с целью предоставления возможности пользователям эффективно (в некотором смысле) решать задачи, сформулированные в терминах вычислительной системы

В процессе эволюции ОС возникло несколько важных концепций, которые стали неотъемлемой частью теории и практики ОС. Рассмотрим одну из них, а именно системные вызовы.

Системные вызовы как функция ОС

В любой операционной системе поддерживается механизм, который позволяет пользовательским программам обращаться к услугам ядра ОС. В операционных системах IBM они назывались системными макрокомандами, в ОС Unix такие средства называют системными вызовами.

Системные вызовы (system calls) иногда еще называют программными прерываниями, в отличие от аппаратных прерываний, которые чаще называют просто прерываниями. Системные вызовы операционных систем (Unix, Windows, MacOS OS, и т. д.) реализуются программами пользователей с помощью интерфейса прикладного программирования API (Application Programming Interface).^[3]

Это набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) ОС для использования во внешних программных продуктах (программах пользователя).

Например, если пользовательскому процессу необходимо считать данные из файла, он должен выполнить команду системного вызова, т.е. выполнить прерывание с переключением в режим ядра и активизировать функцию операционной системы для считывания данных из файла.

У большинства современных ОС, концепция, лежащая в основе интерфейса прикладного программирования практически одинакова, хотя детали могут быть различны. Примеры API операционных систем – POSIX, Windows API, Linux Kernel API.

Наиболее часто применяемые процедуры API: fork – создание нового процесса, exit – завершение процесса, open – открывает файл, close - закрывает файл, read – читает данные из файла в буфер, write – пишет данные из буфера в файл, stat – полу- чает информацию о состоянии файла, mkdir – создает новый каталог, rmdir – удаляет каталог и т.д.

В ОС Win32 API существует более 1000 системных вызовов, это связано с тем, что графический интерфейс пользователя в Windows встроен в ядро. Поэтому Win32 API имеет много вызовов для управления окнами, текстом, шрифтами т.д. Кроме того, в Win32 API отделен от процедур, непосредственно обрабатывающие системные вызовов. Это позволяет в разных версиях ОС W менять системные вызовы, не переписывая программы.

В общем виде процесс системного вызова можно описать следующим образом:

пользовательская программа запрашивает сервис у операционной системы, осуществляя системный вызов;
библиотеки процедур ОС, загружают машинные регистры определенными параметрами и осуществляют прерывание процессора, после чего управление передается обработчику данного вызова, входящему в ядро операционной системы. Цель таких библиотек – сделать системный вызов похожим на обычный вызов подпрограммы.
при системном вызове задача переходит в привилегированный режим или режим ядра (kernel mode). В этом режиме работает код ядра операционной системы. Ядро операционной системы имеет полный доступ к памяти пользовательской программы и к его контексту.

В большинстве операционных систем системный вызов осуществляется командой программного прерывания (INT).

Глава 2. Развитие и характеристика операционных систем

2.1 Развитие операционных систем Microsoft в свете совершенствования архитектуры ЭВМ

ОС Windows изначально создавалась как графический интерфейс для MS-DOS. Первая версия была выпущена в 1985г. и называлась Windows 1.0. Минимальные системные требования предполагали наличие двух дискет или жесткого диска, графического адаптера и 256 К оперативной памяти.

В 1987 г. была выпущена обновленная и улучшенная версия Windows 2.0. Здесь требовался более мощный процессор 80286 с улучшенной многозадачностью и графикой.

Версия Windows/286 стала улучшенной версией Windows 2.0 с поддержкой протокола управления расширенной памятью EMS 4.0. Версия Windows/386 предоставляла уже несколько больше возможностей, используя аппаратные преимущества процессора 80386 – среда могла эмулировать расширенную память и выполнять одновременно несколько программ, работая в виртуальном 8086 режиме процессора 80386. Но даже Windows/386 с высокопроизводительным процессором, увеличенным количеством памяти и поддержкой VGA-графики не удовлетворяла запросам множества прикладных программ того времени.

Крупным шагом вперед стал выпуск в мае 1990 г. Windows 3.0. Фирма MS ввела поддержку защищенного режима процессоров 80286 и 80386, что давало прикладным программам больше памяти. Поддержка 386 расширенного режима была перенесена из Windows/386. Прикладным программам теперь отводилось до 16 М памяти.

Несколько версий Windows 3.1 выпущены между 1992 и 1994 г.г. Основное отличие этой версии ОС было в том, что установщик системы отказывался работать на DOS-системах, отличных от MS-DOS с процессором 80286 и 1 M памяти.

Windows NT (1993 г.) разработана как ОС высокого класса для ПК класса high-end. Windows NT – это принципиально новая ОС, открывающая новую линию Windows. Внешне Windows NT очень сильно похожа на Windows 3.x, но ее внутренняя структура в корне иная. Архитектура Windows NT разрабатывалась для обеспечения максимальной устойчивости и надежности ОС. Windows NT обеспечивает стабильность, вполне сравнимую с серверами UNIX. Windows NT функционирует не только на платформе Intel, но и на RISCпроцессорах: PowerPC, MIPS R4000, DEC Alpha. Windows NT может исполнять приложения DOS, Winl6, Win32, POSIX и приложения OS/2, не использующие графический интерфейс.

В 1995 г. появилась очередная ОС Windows 95, которая, в отличие от Windows 3.x, является полнофункциональной ОС, осуществляющей управление всеми ресурсами ЭВМ. Windows 95 разработана для процессора не ниже 80386, т.е. ориентирована на 32-разрядное машинное слово и защищенный режим. Основу той части Windows 95, которая работает в незащищенном режиме, составляет т.н. системная виртуальная машина, которая обеспечивает среду выполнения всех приложений, написанных для Windows 95. Функции модулей GDI, Kernel, User те же, что и в Windows 3.x (около 50% объема этих модулей просто перенесены из Windows 3.x).

Windows 95 внесла значительные улучшения в архитектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (англ. Application Programming Interface, API), защищенные адресные пространства для ее собственных 32-разрядных прикладных программ, вытесняющую многозадачность, разделение прикладных программ на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Windows 95 обеспечивает вытесняющую многозадачность, т.е. разделение процессорного времени между двумя и более процессами и нитями. Однако, поскольку часть кода ядра ОС заимствована из Windows 3.x и является нереентерабельной, прерывания активного процесса возможны не в любой момент времени. Для совместимости с заимствованным нереентерабельным кодом в Windows 95 введены специальные модули-переходники, которые, вопервых, преобразуют 32-разрядный API в 16-разрядный, а во-вторых, блокируют совместное использование нереентерабельной части ядра.

В 1998 г. вышла OC Windows 98, преимуществами которой, по сравнению с предыдущими образцами, были: полная интеграция с Internet, более совершенное управление интерфейсом, новый процессор Pentium II, графический портал AGP (англ. Accelerated Graphics Port), ускоренный графический порт, шина USB. Другое важное отличие Windows 98 от Windows 95 заключается в расширенных возможностях управления интерфейсом. Однако самое важное – изменения во внутреннем устройстве ОС. Хотя основная «начинка» ОС осталась прежней, Windows 98 выигрывала у своей предшественницы за счет корректной работы с новыми комплектующими (процессором Pentium II, графическим портом AGP, шиной USB, новыми моделями видеокарт, материнских плат, модемов и т.д.). Параллельно с предыдущими началась разработка системы Windows XP, где окончательно будет прекращено использование 16-разрядности в ядре системы с полным переходом на 32-разрядную архитектуру.

В феврале 1999 г. Intel выпустила процессор Pentium III (архитектурный аналог Pentium II с дополнительным набором инструкций SSE (англ. Streaming SIMD Extensions, потоковое SIMD-расширение процессора), функционирующий по принципу SIMD (англ. Single Instruction, Multiple Data, одна инструкция – множество данных). Раньше был выпущен чипсет i440BX (предназначен для процессоров Pentium II 350-450 МГц и Pentium III 450- 600 МГц, иногда используется для построения систем на базе Celeron и Pentium III до 1000 МГц) и i440GX (предназначен для процессоров Pentium II Xeon и Pentium III Xeon). Эти два чипсета расширили возможности AGP, представив интерфейс AGP 2.0. Чипсет і810 или і82810 (кодовое название Whitney), построенный на базе новой hub-архитектуры, был предназначен для процессоров Intel поколения Р6 на частотах системной шины 66, 100 и 133 МГц.

Для обслуживания высокопроизводительных систем корпорация Intel выпустила чипсет і840 под кодовым названием Carmel, специально разработанный для высокопроизводительных мультипроцессорных систем на базе процессоров Intel Pentium III и Intel Pentium III Xeon. Данный чипсет имел хабовую архитектуру, сходную с архитектурой родоначальника подобных чипсетов – i810. Основные отличительные признаки чипсета i840 от традиционных наборов предусматривали использование двух микросхем, реализующих функции North Bridge и South Bridge.

Первым из чипсетов, предназначенных для обслуживания систем на основе процессора Pentium IV, поддерживающим базовою архитектуру NetBurst, был і850.

В июне 1999 г. была выпущена Windows 98 SE (англ. Second Edition). Ядро ОС практически не изменилось. В поставку ОС был включен новейший браузер Internet Explorer 5.0, умевший сохранять web-страницы со всей графической начинкой, а также поддерживавший инструкции SSE.

В 2000 г. был представлен чипсет і815. Варианты чипсетов серии і815 отличаются друг от друга типом используемого контроллера: ICH или ICH 2 и наличием интегрированной графической системы.

Выпуск чипсета і820, который поддерживал процессоры Pentium III и Celeron (Slot 1 и Socket 370) явился продолжением разработки линейки комплектов логики 800-й серии.

Windows 2000 – это ОС семейства Windows NT, предназначенная для работы на ПК с 32-битными процессорами с архитектурой, совместимой с IA32 (англ. Intel Architecture). Windows 2000 выпускалась в четырѐх изданиях: Professional (издание для рабочих станций и опытных пользователей), Server, Advanced Server и Datacenter Server (для применения на серверах). Кроме того, существовало «ограниченное издание» – Windows 2000 Advanced Server Limited Edition и Windows 2000 Datacenter Server Limited Edition, предназначенное для работы на 64-разрядных процессорах Intel Itanium (микропроцессор с архитектурой IA-64, разработанный совместно компаниями Intel и Hewlett-Packard). Вследствие наличия эффективных средств обеспечения защиты Windows 2000 была признана одной из самых безопасных ОС.

Следующей ОС (2001 г.) стала Windows XP – 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью, основанной на ядре NT. Отличительными чертами Windows XP являются: простота управления, повышенная надежность, использование механизмов защиты данных и программ, возможность работы в локальных и глобальных сетях, реализация удаленного доступа и др. ОС Windows XP построена по микроядерной технологии.

В 2002 г. была выпущена расширенная версия чипсета i850Е (улучшенная версия i850E теперь поддерживает двухканальную память RAMBUS RDRAM 1066) с поддержкой технологии Hyper-Threading (технология разработанная компанией Intel, позволяющая ядру процессора исполнять больше потоков данных чем один). Для поддержки компьютеров, базирующихся на процессорах поколения P7 – Pentium 4 и Сeleron, Intel выпустила серию чипсетов i845x. К недостаткам чипсетов i845x относится отсутствие поддержки интерфейсов FireWire (IEEE – 1394 – последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами) и Serial АТА, а также AGP8x.^[4]

ОС Windows XP в значительной мере использует возможности процессоров, совместимых с семейством x86. В их аппаратной архитектуре предусматривается четыре уровня привилегий выполнения кода программ от нулевого наивысшего привилегированного до четвертого пользовательского режима с ограниченным набором команд процессора. Программы режима ядра ОС Windows XP функционируют в нулевом, защищенном и привилегированном режиме, а остальные пользовательские программы работают в менее привилегированных режимах, находясь под контролем программ режима ядра^[5].

В 2004 г. компания Intel представила новое семейство чипсетов серии і915 и і925 для процессоров Pentium IV и Сeleron. Это были первые чипсеты с кодовыми именами Grantsdale и Alderwood, которые поддерживали новые технологии – память DDR2, шину PCL Express (англ. Printer Command Language), новое гнездо процессора LGA 775. Чипсеты нового поколения базировались на усовершенствованной hub-архитектуре – HI 1,5 DMI (англ. Direct Media Interface).

В 2005 г. компания Intel выпустила чипсет і945, который представлял собой один из компонентов концепции Intel-платформизации – донесения высоких технологий до потребителей. Платформа для домашних компьютеров включала 2-ядерные процессоры Intel Pentium D, чипсет Intel 945G Express.

Серия чипсетов Intel 96 была анонсирована в 2006г. Общее строение чипсетов не изменилось: мосты, как и прежде, соединялись с помощью специализированной шины DMI, которая имеет пропускную способность 1 Гб/с в обоих направлениях. У чипсетов серии 965 изменились правила конфигурирования памяти – снято ограничение на суммарный объема памяти, подключенной к каждому из каналов. Теперь симметричный режим будет работать при наличии хотя бы одного модуля в каждой из пары слотов. Поддержка всех этих технологий реализовалась впервые.

В 2009 г. вышла в свет пятая серия чипсетов Intel, состоящая из пяти моделей: P57, Q57, H57, P55, и H55. Чипсеты P57 и P55 были предназначены для ПК с дискретной графикой. Чипсеты H57 и H55 были разработаны для процессоров Intel со встроенной графикой, с поддержкой Intel FDI. Чипсет Q57 был разработан для бизнес-моделей компьютеров и поддерживал ряд эксклюзивный функций, которые позволяют легче управлять системой.

9 апреля 2012 года Intel официально объявила о выходе чипсетов седьмой серии (кодовое наименование Panther Point), которые были спроектированы под процессоры нового поколения Ivy Bridge и, кроме того, поддерживали и процессоры предыдущего поколения Sandy Bridge. Седьмое поколение поддерживали два порта SATA 6 Гбит/с, четыре порта SATA 3 Гбит/с и RAID. Основное изменение в седьмой серии – поддержка PCI Express 3.0.

Windows 8, в отличие от своих предшественников Windows 7 и Windows XP, использует новый интерфейс под названием Metro. Этот интерфейс появляется первым после запуска системы. Главной особенностью Windows 8 является поддержка 128-битной архитектуры, которая полностью совместима с уже существующей 64-битной. В результате применения UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) вместо BIOS(англ. Basic Input-Output System) достигается максимально ускоренная загрузка ОС. Windows 8 поддерживает процессоры с архитектурой ARM (англ. Advanced RISC Machine), благодаря чему появляется возможность ее использования на мобильных устройствах. Система имеет хорошую производительность, отлично совместима с предыдущими программами, не имеет особых проблем с драйверами, обладает лучшей оптимизацией под многоядерные процессоры и быстрые SSD (Solid-state Drive) накопители^[6].

Сейчас самой новой версией является Windows 10 – универсальная ОС, предназначенная для всех типов устройств и предлагающая улучшенный пользовательский интерфейс. Одно из самых существенных изменений, реализованных в Windows 10, это обеспечение безопасности на основе виртуализации VBS (англ. Microsoft Visual Basic Script Edition, иногда Visual Basic Script – язык сценариев), что подразумевает использование возможностей системы виртуализации ПК и является передовым способом защиты системных компонентов от угроз^[7].

С выпуском каждой новой ОС компания MS добавляла новые функции и возможности ОС, повышая требования к процессорам^[8], чипсетам и архитектуре в целом (см. табл. 1).

Таблица 1

Эволюция микропроцессоров Intel и ОС MS Windows

Год выхода ОС	ОС	Чипсеты	Процессор
1985	Windows 1.0.	82091AA	Intel 80386 DX
1987	Windows 2.0.	82310	Intel 80286, Intel 80387
1988	-	82350	Іntel 80386 SX
1989	-	i420TX	Intel 80376, Intel 80486 DX
1990	Windows 3.0.	82340SX	Intel 80286
1991	-	82350DT	Intel 80486, Intel 80487
1992	-	420TX	Intel 80486 DX2, Intel 80486 SX2, Intel 80486 OverDrive, Intel 80486 SL
1993	Windows NT	i430LX	Intel Pentium
1994	-	420ZX	Intel 80486 DX4, Intel 80386 EX, Intel Pentium (ядро P54C)
1995	Windows 95	i430FX Triton	Intel 80386
1997	-	i430TX Triton II	Intel Pentium MMX, Intel Pentium Mobile, Intel Pentium II
1998	Windows 98	440EX	Pentium II
1999	Windows 98 SE	і81, і82810	Intel Pentium III Xeon
2000	Windows 2000	і815, і820	Intel IA-32, Pentium III, Celeron
2001	Windows XP	i820	-
2002	-	i845x	Intel Celeron, Pentium 4
2003	-	i850Е	Intel Xeon, Intel Pentium M
2004	-	і915 и і925	Intel Pentium 4
2005	-	945P	Intel Pentium D
2007	Windows Vista	3200	Intel Core 2
2008	-	7300	-
2009	Windows 7	5500	Intel Core 2 Duo
2012	Windows 8	C602	Intel Core i5
2015	Windows 10	C232	Intel Core i7

Выполнен аналитический обзор особенностей эволюционирования операционных систем Microsoft Windows в контексте непрерывного совершенствования вычислительной архитектуры ЭВМ. Выявленная информация систематизирована в хронологическом порядке разработки и внедрения микропроцессоров Intel и параллельного с ними развития программного обеспечения ПК.

2.2 Выбор операционной системы Windows для персональных компьютеров коммерческого предприятия

В настоящее время самой новой версией является Windows 10. Однако, на многих персональных компьютерах (ПК) пользователей установлены версии – Windows XP и Windows 7, Windows 8.

Естественно у пользователей возникает вопрос какую операционную систему установить на конкретный компьютер, с конкретными характеристиками.

Windows – семейство операционных систем (ОС) Microsoft, которые применяют при управлении графический интерфейс. Существует довольно много версий этой системы:

Устаревшие версии - 95, 98, 2000, Me;
Малораспространенные - NT, Vista;
Популярные - XP, 7, 8, 10.

Эти системы отличаются друг от друга датой выпуска, чем позже вышла версия, тем более совершенна операционная система.

Аналогичная проблема возникла на предприятии ООО Идеал – Грозный проанализировать характеристики и оценку возможностей ОС семейства Windows для ПК и проверить оптимальность сделанного выбора ОС для компьютеров конкретного предприятия.

Windows NT. С 1993 года Microsoft выпускает операционную систему «новой технологии» Windows NT. (NT – New Technology), разработчик – Дэвид Катлер^[9].

ОС Windows NT есть полноценная, многозадачная и многопользовательская ОС, уже не основанная на MS - DOS, и предъявляющая повышенные требования к мощности процессора и объему памяти. ОС семейства NT - Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1 появились в июле 1993 г. В разработке Windows NT 4.0 компания Microsoft отошла от концепции микроядра и сделала акцент на производительности в результате чего изменилась архитектура. Изменения Windows NT 4.0 значительно повысили скорость выполнения приложений Win32, при этом приложения Windows - 16 и DOS работают, как и версии Windows 3.5.

Недостатком преобразований Windows NT 4.0 является то, что они понизили надежность ОС, поскольку разработку ПО графических адаптеров производят фирмы - производители, поэтому ПО меняется вместе с изменением оборудования, следовательно, надежность, которая требуется для модулей операционной системы понижается.

Последние выпуски Windows NT 4 поддерживали платформы x86 и Alpha. На выходе оказалось, что единственной платформой, поддерживаемой на Windows 2000, стала x86.

В Windows XP для архитектуры процессоров IA - 64 Intel Itaniume впервые реализована поддержка 64 - битных процессоров. На их основе были 64 - битные серверные версии Windows 2000.

Поддержка процессора Itaniume была перенесена в версии Windows Servere 2003.

Следующей архитектурой (64 - битной) Windows NT, стала архитектура x86 - 64, которая была создана AMD и была реализована в процессорах Intel под названием EM64T.

Выход Windows Servere 2003 SP1 x64 и Windows XP Professiona1 x64 прошел одновременно, они представляют серверный и настольный варианты одной компоновки Windows. В 2005 году корпорация Майкрософт прекратила поддержку IA - 64, поэтому версия Windows 5.1 (XP Professiona1 64 - bit Edition и Serverе 2003) является последней, полноценно поддерживающей Itaniume.

В сентябре 1995 года компания Microsoft решает вопрос замещения Windows 3.1 и Windows Workgroup 3.11 в персональных компьютерах с процессорами Intel x86, результат – выпуск новой операционной системы Windows 95, под кодовым названием Chicago.

Windows 95 считается более компромиссной системой. Скорость работы Windows 95 по сравнению с Windows NТ была достигнуто за счет отхода от многопользовательской защиты и ослабления надежности системы.

Преимуществом Windows NТ по сравнению с Windows 95 является то, что эта система лучше изолирована от программ пользователя.

Windows 2000, Windows XP, Windows 2003 являются очередными версиями Windows NТ.

Windows 95 использует вытесняющую многозадачность и выполняет каждое 32 - битное приложение в своём адресном пространстве.

В составе ОС Windows 95 присутствовал MS - DOS 7.0, который обеспечивал процесс загрузки и исполнения 16 - битных MS - DOS приложений.^[10]

Рассмотрены характеристика и оценка возможностей операционных систем семейства Windows: Windows 9x, Windows Vista, Windows NT, Windows XP и более поздних версий: Windows 7, Windows 8, Windows 10.

В процессе внедрения ОС на предприятии ООО Идеал – Грозный решена практическая задача – выбор операционной системы семейства Windows для персональных компьютеров данного предприятия.

Изученные критерии оценки операционных систем и проведенный в сравнительный анализ операционных систем семейства Windows, включающий системные требования, основные возможности позволили провести оценку состояния существующих на предприятии ООО Идеал – Грозный компьютеров, их операционных систем и решить задачу подбора наиболее оптимальной версии ОС Windows для ПК на данном предприятия.

Перед началом подбора ОС для рабочих компьютеров организации, требовалось определить, какие основные задачи решаются на данном компьютере, возможность доступа к сети и технические характеристики самого компьютера.

В ходе анализа установлено, что компьютеры предприятия имеют следующие характеристики:

Процессор - Intel Core i3 - 530 2.93 Ггц;

Память– 2048 Мб;

Видео– NVIDIA GeForce GT240;

Жесткий диск – 500 Gb SATA - II;

Компьютер прост в эксплуатации, создан по принципу «ничего лишнего» и является оптимальным выбором для работы с повседневными офисными программами и приложениями. Облегченный процессор, не требующий интенсивного и шумного охлаждения, 2Гб.

Поставленная задача решалась в два этапа:

Проведен сравнительный анализ возможности установки более ранних версий, включая Windows 7;
Рассмотрены преимущества и недостатки более поздних версий – ОС Windows 8 и ОС Windows 10.

На первом этапе с явным преимуществом лидировала ОС Windows 7.

Версия ОС Windows 10 была отклонена. Компания ООО Идеал – Грозный не может себе позволить игнорировать вопрос конфиденциальности, поэтому нет возможности отдать предпочтение данной операционной системе, по крайней мере, пока Майкрософт, как и обещала, не решит эту проблему.

Далее рассмотрена ОС Windows 8. Эта версия не очень отличается от ОС Windows 7, лидировавшей на первом этапе, но имеет порядка двух десятков преимуществ.

Операционная система Windows 8 Предприятие представляет собой синтез основных возможностей Windows 8 Pro и функций для ИТ - организации, позволяющие управлять ПК, с повышенной безопасностью, виртуализацией, а также имеет новые мобильные версии, что немаловажно в современном информационном мире.

Вывод: в силу перечисленных выше преимуществ, которые являются существенными для коммерческого предприятия, свой выбор мы остановили на Windows 8 Предприятие.

Данный выбор операционной системы поддерживается также выбором операционной системы для сервера. Основные требования от сервера для организации ООО Идеал – Грозный:

− Круглосуточный доступ к серверу электронной почты;

− Стабильная работа 1С;

− Удаленный доступ;

− Безопасность.

Сервер для 1С: Предприятие 8.2, внедренной на предприятии ООО Аргунский комбинат стройматериалов и стройиндустрии имеет следующие характеристики: Сервер – Супермикро X7DBE; Количество пользователей –25; CPU – 2xXeon; Memory – 16GB RAM; HDD – 8xSAS HDD RAID1E + spare / SC745TQ - R800; Контроллер – Adaptec 5805 + BBU.

Заключение

Мир компьютерных технологий динамичен и постоянно изменяется. Как считают специалисты, до 50 % знаний в этой области устаревают за каждые 5 лет. Базовые технологии, методы решения основных задач, возникающих при создании и развитии сетей, изменяются быстро и порой неожиданно. Остальные 50 % знаний остаются неизменными и являются фундаментальными в образовании сетевого специалиста. От новых технологий через эти 5 или 10 лет не будут зависеть методы передачи данных: данные будут передаваться на основе коммутации кадров; коммутационные протоколы по-прежнему будут образовывать иерархический интерфейс, а достоверность данных будет обеспечиваться повторной передачей кадров. Знание основных идей и структур сетевого и телекоммуникационного аппаратного, алгоритмического и программного обеспечения позволяет разбираться в новых, более сложных сетевых технологиях.

Но при этом сам графический интерфейс ОС, как клиентских, так и серверных, значительно меняется. Появляются новые технологии, которые производители тут же внедряют в свои следующие выпуски. А некоторые новые выпуски ОС просто ломают стандарты – например Windows 8.

При выборе ОС из нескольких оптимальным вариантом будет составить список того, что важно в операционной системе (например, отсутствие жестких требований к аппаратуре и т.д.) и после этого рассмотреть все возможные варианты.

Этот метод подходит как для клиентский , так и для серверных операционных систем. Просто в случае серверных ОС список требований будет намного больше, и составлять его будут специалисты – системные администраторы предприятия.

Список использованных источников

Алмаметов В. Windows 10. Секреты и устройство / Алмаметов В. – Ridero, 2015. – 277 с.
Батаев, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Батаев и др. - М.: Academia, 2012. - 352 c.
Безручко, В. Т. Информатика: (курс лекций) / В. Т. Безручко. – Москва: ИНФРА-М, 2016. – 125 с.
Дейтел Х. М., Дейтел П. Дж., Чофнес Д. Р. Операционные системы. Часть1. Основы и принципы; Бином-Пресс - Москва, 2011. - 448 c.
Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. - 480 c.
Зозуля Ю. Н. Windows 7 на 100% / Юрий Зозуля. - Санкт-Петербург [и др.] : Питер, 2015.
Иртегов Д. В. Введение в операционные системы / Д. В. Иртегов. - 2-е изд., [перераб и доп.]. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2013.
Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2015. - 1040 c.
Киселев, С.В. Операционные системы: Учебное пособие / С.В. Киселев. - М.: Academia, 2018. - 250 c.
Молодцов В. А. Персональный компьютер: от байта до сайта : работа с операционными системами, секреты интернета, домашнее сайтостроение, IP - телефония, европейский сандарт пользователя - ECDL / В. А. Молодцов, Н. Б. Рыжикова. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2014.
Немцова Т. И. Базовая компьютерная подготовка : операционная система, офисные приложения, Интернет : практикум по информатике / Т. И. Немцова, С. Ю. Голова, Т. В. Казанкова. Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2016.

Олифер В. Г., Олифер Н. А., Симонович С. В., Сетевые операционные системы. Учебное пособие серия: "Учебник для вузов", СПб. Изд. Питер 18. 2015. - 401 с. ISBN: 5 - 8046 - 0113 - X.

Партыка Т. Л. Операционные системы, среды и оболочки / Т. Л. Партыка, И. И. Попов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Форум, 2016. - 351с.
Саитов Г. Б. Windows XP/Vista : подготовка дистрибутивов, установка и настройка / Гариф Саитов, Руфия Зибирова. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2015.
Свиридова М. Ю. Операционная система Windows XP / М. Ю. Свиридова. - М.: Академия, 2016. - 274с.
Свиридова М. Ю. Операционная система Windows ХР / Свиридова М. Ю.– М.: Академия, 2016.– 192 c.
Станек У. Microsoft Windows 8. Справочник администратора / Станек У. – СПб.: БХВ, 2013. – 688 с.
Станек Уильям Р. Командная строка Windows Vista и Windows Server 2008 : справочник администратора : [перевод с английского] / Уильям Р. Станек. - М.: Русская редакция ; Санкт-Петербург : БХВ-Петербург [и др.], 2013.
Сугаль Е.А. Эволюция операционных систем Microsoft / Сугаль Е.А., Жульковский О.А. // Наукова Україна: Збірник статей ІV Всеукр. наук. конф. студ.(з міжнародною участю).– ТОВ «Роял Принт», 2018. – С. 215-220.

Таненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы: Разработка и Реализация. - СПб.: Питер, 2014 - 578 с

Партыка Т. Л. Операционные системы, среды и оболочки / Т. Л. Партыка, И. И. Попов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Форум, 2016. – С.101 ↑
Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2015. – С.346. ↑
Киселев, С.В. Операционные системы: Учебное пособие / С.В. Киселев. - М.: Academia, 2018. – С.112. ↑
Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. – С.286 ↑
Свиридова М. Ю. Операционная система Windows ХР / Свиридова М. Ю.– М.: Академия, 2016.– С.63 ↑
Станек У. Microsoft Windows 8. Справочник администратора / Станек У. – СПб.: БХВ, 2013. – С.108 ↑
Алмаметов В. Windows 10. Секреты и устройство / Алмаметов В. – Ridero, 2015. – С.54 ↑
Сугаль Е.А. Эволюция операционных систем Microsoft / Сугаль Е.А., Жульковский О.А. // Наукова Україна: Збірник статей ІV Всеукр. наук. конф. студ.(з міжнародною участю).– Дніпро: ТОВ «Роял Принт», 2018. – С. 215 ↑
Олифер В. Г., Олифер Н. А., Симонович С. В., Сетевые операционные системы. Учебное пособие серия: "Учебник для вузов", СПб. Изд. Питер 18. 2015. – С.104 ↑
Таненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы: Разработка и Реализация. - СПб.: Питер, 2014. – С.86 ↑