Поколения ОС.

В Операционные системы на пути своего развития прошли через ряд радикальных изменений. Для аппаратных средств смена поколений связана с принципиальными достижениями в области электронных компонент (лампы, транзисторы, интегральные микросхемы, БИС, СБИС).Смена поколений на каждом этапе сопровождалась уменьшением габаритов и стоимости и увеличением быстродействия и объемов памяти. 

Нулевое поколение (1940-е годы).

• Операционных систем не существует.
• Все программы пишутся в машинных командах.
• Задачи организации вычислительного процесса решаются вручную каждым программистом с пульта управления ЭВМ.

Первое поколение (1950-е годы).

• Основная задача ОС 50-х годов — упрощение перехода с задачи на задачу (ОС пакетной обработки).
• Запущенная задача получала в свое распоряжение все ресурсы компьютера.
• После завершения каждой задачи (нормального или аварийного) управление ресурсами возвращалось ОС, кото- рая приводила ЭВМ в состояние, позволяющее ввести и запустить следующую задачу, и обеспечивала ввод и запуск этой задачи.
• Главная цель такой ОС — сокращение времени на запуск программы и удаление ее из машины.

Характеристики ОС первого поколения:

• Пакетная обработка одного потока задач;
• Наличие стандартных программ ввода/вывода;
• Возможность автоматического перехода от программы к программе;
• Средства восстановления после ошибок (очистка регистров машины после аварийного завершения задачи и запуск следующей при минимальном вмешательстве оператора);
• Языки управления заданиями (возможность подробно описывать задания и требуемые ресурсы).

Второе поколение (начало 1960-х годов).

• Стали разрабатываться ОС с более широкими возможностями.
• Операционная система второго поколения является системой коллективного пользования с мультипрограммным режимом работы или системой мультипроцессорного типа.
• Начали появляться методы, обеспечивающие независимость программирования от внешних устройств.
• В системах первого поколения выполняющаяся программа только малую часть от всего времени своей работы занимала процессор, а большая часть времени тратилась на ввод данных и вывод результатов.
• Это объяснялось существенным различием в скоростных характеристиках устройств ввода/вывода и ЦП.
• В системах второго поколения было использовано мультипрограммирование для устранения этого недостатка.
• Целью мультипрограммирования является повышение эффективности использования ЦП.
• В мультипрограммных вычислительных системах (ВС) в оперативной памяти находится одновременно несколько программ, а центральный процессор (ЦП) быстро переключается с выполнения одной программы на другую.
• Операционные системы второго поколения можно подразделить на системы разделения времени и системы реального времени.

Системы разделения времени предоставляют пользователю возможность непосредственно взаимодействовать с компьютером при помощи терминалов, они функционируют в интерактивном (диалоговом) режиме. При этом исправление ошибок в программах осуществляется за минуты или секунды вместо часов и дней в системах пакетной обработки. Режим разделения времени способствует повышению производительности труда программиста. (MULTICS, TSS фирмы IBM).

Системы реального времени используются в системах управления технологическими процессами, бортовых вычислительных системах и т.п. Системы реального времени часто работают с недогрузкой, т.к. для них важнее быть в состоянии постоянной готовности и быстро реагировать на предусмотренные события, чем просто быть занятыми большую часть времени. (CP-67/CMS фирмы IBM; VMOS фирмы RCA).

Третье поколение (середина 1960-х – середина 70-х).

Операционные системы третьего поколения стали программной прослойкой между пользователями и аппаратурой ЭВМ.

Они являются многорежимными, обеспечивающими обработку информации во всех известных режимах:

• Пакетную обработку;
• Разделение времени;
• Режим реального времени;
• Мультипроцессорный режим.

Универсальность этих систем обусловила их громоздкость и дороговизну.

Для работы с такими системами пользователю приходилось изучать сложные языки управления заданиями, чтобы уметь описывать задания и требуемые ресурсы (UNIX).

Четвертое поколение (середина 1970-х годов – 90-е).

Появление четвертого поколения ОС связано с:

• распространением вычислительных сетей;
• появлением микропроцессора и персонального компьютера.

Персональные компьютеры оснащаются интерфейсными средствами приема-передачи данных и могут использоваться в качестве терминалов мощных ВС.

Нет необходимости взаимодействовать с одним компьютером в режиме разделения времени — можно обращаться к территориально распределенным машинам вычисли- тельной сети.

При этом усложнились проблемы защиты информации от возможного несанкционированного доступа.

Операционные системы четвертого поколения имеют следующие особенности:

• дружественный интерфейс, ориентированный на неподготовленного пользователя и при помощи меню предоставляющий пользователю ряд альтернатив, выраженных на естественном языке;
• использование концепции виртуальных машин, благодаря которой пользователь избавлен от необходимости знать физические особенности машин и систем; он имеет дело с функциональным эквивалентом компьютера, создаваемым для него операционной системой и называемым виртуальной машиной;
• распределенная обработка данных: гораздо целесообразнее иметь вычислительные мощности там, где они необходимы, вместо того, чтобы передавать данные для обработки в вычислительные центры.

Особенности современного этапа развития ОС.

• К началу 90-х гг практически все ОС стали сетевыми.
• Сетевые функции встраиваются в ядро ОС.
• Появились специализированные ОС, которые предназначены исключительно для выполнения коммуникационных задач.
• Во второй половине 90-х гг все производители ОС резко усилили поддержку средств работы с Интернетом
• Компьютер превратился из чисто вычислительного устройства в средство коммуникаций с развитыми вычислительными возможностями.
• Особое внимание уделялось корпоративным сетевым ОС.
• Такая ОС отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, характерных для больших предприятий, имеющих отделения в десятках городов и в разных странах.
• Очень велика роль единой справочной службы, важное значение имеют средства обеспечения безопасности ОС.
• Большое внимание уделяется повышению удобства работы человека.

Современная ОС наряду с выполнением основных функций должна поддерживать:

• мультипрограммную обработку,
• виртуальную память,
• многооконный графический интерфейс пользователя
• и выполнять многие другие функции..