Назначение, эволюция и классификация операционных систем

Очевидно, что имело смысл создать  набор подпрограмм управления операциями ввода-вывода и использовать его  в своих программах, чтобы не заставлять программистов каждый раз заново программировать все эти операции. С этого и началась история системного программного обеспечения. Впоследствии набор подпрограмм ввода-вывода стали организовывать в виде специальной библиотеки ввода-вывода, а затем появились и сами операционные системы. Основной причиной их появления было желание автоматизировать процесс подготовки вычислительного комплекса к выполнению программы.

В 50-е годы взаимодействие пользователей  с вычислительным комплексом было совершенно иным, чем ныне. Программист-кодер (от англ. coder – кодировщик) – специально подготовленный специалист, знающий архитектуру компьютера и язык(и) программирования, - по заказу составлял текст программы, часто по уже готовому алгоритму, разработанному программистом-алгоритмистом. Текст этой программы затем отдавался оператору, который набирал его на специальных устройствах и переносил на соответствующие носители. Чаще всего в качестве носителей использовались перфокарты или перфолента. Далее колода с перфокартами передавалась в вычислительный зал, где для вычислений по этой программе требовать следующие действия:

1. Оператор вычислительного комплекса  с пульта вводил в рабочие  регистры центрального процессора  и в оперативную память компьютера  ту первоначальную программу,  которая позволяла считать в память программу для трансляции исходных кодов и получения машинной (двоичной) программы (проще говоря, транслятор, который тоже хранился на перфокартах или перфоленте).

2. Транслятор считывал исходную  программу, осуществлял лексический разбор исходного текста, и промежуточные результаты процесса трансляции зачастую так же выводили на перфокарты (перфоленту). Трансляция – сложный процесс, часто требующий нескольких проходов. Порой для выполнения очередного прохода приходилось в память компьютера загружать с перфокарт и следующую часть транслятора, и промежуточные результаты трансляции. Ведь результат трансляции выводился также на носители информации, поскольку объем оперативной памяти был небольшим, а задача трансляции – это очень сложная задача.

3. Оператор загружал в оперативную  память компьютера полученные  двоичные коды, оттранслированной  программы и подгружал двоичные  коды тех системных подпрограмм,  которые реализовывали управлениями  операциями ввода-вывода. После этого  готовая программа, расположенная в памяти, могла сама считывать исходные данные и осуществлять необходимые вычисления. В случае обнаружения ошибок на одном из этих этапов или после анализа полученных результатов весь цикл необходимо было повторить.

Для автоматизации труда программиста (кодера) стали разрабатывать специальные алгоритмические языки высокого уровня, а для автоматизации труда оператора вычислительного комплекса была разработана специальная управляющая программа, загрузив которую в память один раз оператор мог ее далее использовать неоднократно и более не обращаться к процедуре программирования ЭВМ через пульт оператора. Именно эту управляющую программу и стали называть операционной системой. Со временем на нее стали возлагать все больше и больше задач, она стала расти в объеме. Прежде всего разработчики стремились к тому, чтобы операционная система как можно более эффективно распределяла вычислительные ресурсы компьютера, ведь в 60-е годы операционные системы уже позволяли организовать параллельное выполнение нескольких программ. Помимо задач распределения ресурсов появились задачи обеспечения надежности вычислений. К началу 70-х годов диалоговый режим работы с компьютером стал преобладающим, и у операционных систем стремительно начали развиваться интерфейсные возможности. Термин интерфейс (interface) обозначает целый комплекс спецификаций, определяющих конкретный способ взаимодействия пользователя с компьютером.

На сегодняшний день можно констатировать, что операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Эволюция ОС во многом обусловлена  совершенствованием аппаратной базы ЭВМ.

Программирование ламповых вычислительных устройств, ориентированных на решение специализированных прикладных задач, выполнялось на машинном языке (языке программирования, представляющем программу в форме, позволяющей непосредственно выполнять ее техническими средствами обработки данных). Организация вычислительного процесса в этом случае осуществлялась обслуживающим персоналом вручную с пульта управления. ОС для этих ЭВМ практически отсутствовали.

Компьютеры, построенные  на полупроводниковых элементах, стали более компактными, надежными и применялись при решении более широкого класса прикладных задач. Появились первые алгоритмические языки, компиляторы (компиляторы – программы, используемые для компиляции – перевода написанной на алгоритмическом языке программы на язык, близкий к машинному) и системы пакетной обработки. Эти системы явились прообразом современных ОС. Основное их назначение – увеличение загрузки процессора.

Переход от отдельных  полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам сопровождался созданием семейств программно-совместимых машин, например, семейства IBM/360, EC ЭВМ. ОС этих компьютеров ориентировались на обслуживание вычислительных систем с разнообразными периферийными устройствами и в различных областях деятельности. Особенностью таких ОС стало мультипрограммирование – способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько приложений. Например, пока одно приложение осуществляет операции ввода-вывода, процессор выполняет вычислительные операции другого. Образовался новый тип ОС – системы разделения времени, которая позволяет создать для каждого пользователя иллюзию единоличной работы с компьютером. Появление больших (БИС) и сверхбольших интегральных схем (СБИС) обеспечило широкое распространение компьютеров и их использование неспециалистами в области программирования. Это потребовало разработки дружественного, интуитивно понятного программного интерфейса. Развитие средств коммуникаций обусловило развитие сетевых ОС.

К современным ОС предъявляются следующие требования:

совместимости – ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;

переносимости – обеспечение  возможности переноса ОС с одной  аппаратурной платформы на другую;

надежности и отказоустойчивости – предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;

безопасности – ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;

расширяемости – ОС должна обеспечивать удобства внесения последующих  изменений и дополнений;

производительности –  система должна обладать достаточным  быстродействием.

 

Заключение

Итак, операционная система  выполняет функции управления вычислениями в компьютере, распределяет ресурсы  вычислительной системы между различными вычислительными процессами и образует ту программную среду, в которой выполняются прикладные программы пользователей. Такая среда называется операционной. Последнее следует понимать в том плане, что при запуске программы она будет обращаться к операционной системе с соответствующими запросами на выполнение определенных действий, или функций. Эти функции операционная система выполняет, запуская специальные системные программные модули, входящие в ее состав.

В настоящий момент около 90% персональных компьютеров используют ОС Windows, которая имеет ряд достоинств и вытеснила конкурентов из этого сегмента рынка. Более широкий класс ОС ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относят: семейство Unix, разработки фирмы Microsoft, сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

К ресурсам компьютера относятся: процессоры, память, дисковые накопители, сетевые коммуникационные средства, принтеры и другие устройства. Функцией ОС является рациональное распределение  этих ресурсов между процессами с  целью обеспечения максимальной эффективности функционирования компьютера.

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены следующие  вопросы:

1) Раскрыто определение  ОС;

2) Выделено назначение  ОС;

3) Дана классификация;

4) Показана эволюция  ОС.

 

2. Практическая часть

ПЛАН:

2.1.  Общая характеристика  задачи

2.2. Описание алгоритма  решения задачи

2.1.  Общая  характеристика задачи

Наименование  задачи: «Расчет заработной платы организации»

Условие задачи: В бухгалтерии организации рассчитывается размер заработной платы каждого сотрудника в зависимости от оклада, размера надбавки и количества отработанных дней.

1. Построить таблицы  по приведенным ниже данным

2. В таблице на рис. 1 для заполнения столбцов «Фамилия»  и «Отдел» использовать функцию  ПРОСМОТР().

3. Для получения результата в столбце «Сумма по окладу», используя функцию ПРОСМОТР(), по табельному номеру найти соответствующий оклад, разделить его на количество рабочих дней и умножить на количество отработанных дней. Сумма по надбавке считается аналогично. Данные берутся из графы «Надбавка».

4. Сформировать ведомость  зарплаты.

5. Данные результатной  таблицы отсортировать по номеру  отдела и рассчитать итоговые  суммы по отделам. По результатам  вычислений построить круговую  диаграмму.

Таб.  номер	Фамилия	Отдел	Сумма по окладу, руб.	Сумма по надбавке, руб.	Сумма зарплаты, руб.	НДФЛ, %	Сумма НДФЛ, %	Сумма к выдаче, руб.
						13

Рис. 1. Графы таблицы  для заполнения ведомости зарплаты

Основная цель решения  задачи – расчет размера заработной платы с учетом размера оклада, размера надбавки и количества отработанных дней.

Место решения задачи: данная задача решается в бухгалтерии  организации, бухгалтером, после предоставления ему отделом кадров табелей работников.

2.2. Описание  алгоритма решения задачи.

1. Исходные данные  для решения задачи представлены  в Приложении 1.

2. Запустить табличный  процессор MS EXCEL.

3. Создать книгу с  именем «Расчет заработной платы»

4. Разработать структуру шаблона таблицы «Данные о сотрудниках» (рис. 2)

Колонка электронной таблицы	Наименование (реквизит)	Тип данных	Формат данных
			Длина	Точность
A	Таб. номер	текстовый	3
B	Фамилия	текстовый	25
C	Отдел	текстовый	25
D	Оклад, руб.	денежный	10	2
E	Надбавка, руб.	денежный	10	2

Рис. 2. Структура шаблона  таблицы «Данные о сотрудниках»

5. Лист 1 переименовать  в лист с названием «Данные о сотрудниках».

6. Н рабочем листе  «Данные о сотрудниках» MS EXCEL создать таблицу с данными об окладах и надбавках сотрудников. Расположение таблицы «Данные о сотрудниках» представлено в Приложении 2.

7. Заполнить таблицу  «Данные о сотрудниках» исходными  данными (Приложение 1).

8. Разработать структуру  шаблона таблицы «Данные об  учете рабочего времени» (рис. 3).

Колонка электронной  таблицы	Наименование (реквизит)	Тип данных	Формат данных
			Длина	Точность
A	Таб. номер	текстовый	3
B	Количество рабочих  дней	числовой	2
C	Количество отработанных дней	числовой	2