Въведение
Машинна система, която получава и съхранява информация според човешките изисквания, автоматично обработва и изчислява данни и извежда информация за резултатите. Компютърът е разширение и разширяване на мозъчната мощ и е едно от основните постижения на съвременната наука.
Компютърната система се състои от хардуерна (под)система и софтуерна (под)система. Първият е органична комбинация от различни физически компоненти, базирани на принципите на електричеството, магнетизма, светлината и машините, и е обектът, върху който работи системата. Последните са различни процедури и документи, използвани за насочване на цялата система да работи според определени изисквания.
Откакто първият електронен компютър излезе през 1946 г., компютърната технология постигна удивителен напредък по отношение на компоненти, структура на хардуерна система, софтуерна система и приложение. Съвременните компютърни системи са толкова малки, колкото микрокомпютрите и персоналните компютри. , Толкова големи, колкото суперкомпютрите и техните мрежи, с различни форми и характеристики, са били широко използвани в научните изчисления, обработката на транзакции и контрола на процесите и все повече навлизат в различни области на обществото и оказват дълбоко въздействие върху социалния прогрес.
Електронните компютри се разделят на две категории: цифрови и аналогови. Най-общо казано, компютърът се отнася до цифров компютър и данните, обработвани от неговата работа, са представени от дискретни цифрови величини. Данните, обработвани от аналогови компютърни операции, се представят чрез непрекъснати аналогови величини. В сравнение с цифровите машини, аналоговите машини са бързи, имат прости интерфейси с физически устройства, но имат ниска точност, трудни за използване, ниска стабилност и надеждност и са скъпи. Следователно симулаторът е остарял и се използва само в случаите, когато се изисква бърза скорост на реакция, но ниска точност. Хибридният компютър, който гениално съчетава предимствата на двете, все още има известна жизненост.
Характеристики
Компютърната система се характеризира с точни и бързи изчисления и преценки, добра гъвкавост, лесна за използване и може да бъде свързана към мрежа.
①Изчисляване: Почти всички сложни изчисления могат да бъдат реализирани от компютри чрез аритметични и логически операции.
②Преценка: Компютърът има способността да разграничава различни ситуации и да избира различна обработка, така че може да се използва при управление, контрол, конфронтация, вземане на решения, разсъждения и други области.
③Съхранение: Компютрите могат да съхраняват огромни количества информация.
④Точност: Докато дължината на думата е достатъчна, точността на изчислението е теоретично неограничена.
⑤Бързо: Времето, необходимо за една компютърна операция, е само наносекунди.
⑥Обща цел: Компютърът е програмируем и различни програми могат да реализират различни приложения.
⑦Лекота на използване: изобилието от високопроизводителен софтуер и интелигентният интерфейс човек-машина значително улесняват употребата.
⑧Работа в мрежа: множество компютърни системи могат да надхвърлят географските граници и да споделят отдалечена информация и софтуерни ресурси с помощта на комуникационни мрежи.
Състав
Фигура 1 показва йерархичната структура на компютърната система. Ядрото е хардуерна система, действително физическо устройство за обработка на информация. Най-външният слой е човекът, който използва компютъра, потребителят. Интерфейсът между човек и хардуерна система е софтуерна система, която може грубо да бъде разделена на три слоя: системен софтуер, поддържащ софтуер и приложен софтуер.
Хардуер
Хардуерната система се състои основно от централен процесор, памет, система за контрол на входа и изхода и различни външни устройства. Централният процесор е основният компонент за високоскоростни изчисления и обработка на информация и неговата скорост на обработка може да достигне стотици милиони операции в секунда. Паметта се използва за съхраняване на програми, данни и файлове. Често се състои от бърза вътрешна памет (капацитет до стотици мегабайти или дори гигабайти) и бавна масова външна памет (капацитет до десетки гигабайти или повече от стотици гигабайти). ) Състав. Различни входни и изходни външни устройства са преобразуватели на информация между хора и машини, а входно-изходната контролна система управлява обмена на информация между външните устройства и основната памет (централен процесор).
Софтуер
Софтуерът се разделя на системен софтуер, поддържащ софтуер и приложен софтуер. Системният софтуер се състои от операционна система, помощна програма, компилатор и др. Операционната система осъществява управление и контрол на различни софтуерни и хардуерни ресурси. Помощните програми са предназначени за удобство на потребителите, като например редактиране на текст. Функцията на компилатора е да преведе програмата, написана от потребителя на асемблер или определен език от високо ниво, в програма на машинен език, изпълнима от машината. Поддържащият софтуер включва интерфейсен софтуер, инструментален софтуер, база данни за околната среда и т.н., които могат да поддържат средата на машината и да предоставят инструменти за разработка на софтуер. Поддържащият софтуер също може да се разглежда като част от системния софтуер. Приложният софтуер е специална програма, написана от потребителите според техните нужди. Той работи с помощта на системен софтуер и поддържащ софтуер и е най-външният слой на софтуерната система.
Класификация
Компютърните системи могат да бъдат класифицирани според системните функции, производителност или архитектура.
① Компютри със специално и общо предназначение: Ранните компютри са проектирани за специфични цели и са от специално естество. В началото на 60-те години на миналия век започва да произвежда компютри с общо предназначение, които вземат предвид трите приложения на научните изчисления, обработка на транзакции и контрол на процеси. Особено появата на серийни машини, приемането на различни езици за програмиране на високо ниво на стандартни текстове и зрелостта на операционната система позволиха на сериите модели да избират различни софтуерни и хардуерни конфигурации, за да отговорят на различните нужди на потребителите в различни индустрии и допълнително засилена гъвкавост. Но все още се разработват машини със специално предназначение, като изцяло цифрови симулатори за системи с непрекъсната динамика, ултрамини космически специални компютри и т.н.
② Суперкомпютри, мейнфрейми, средно големи компютри, миникомпютри и микрокомпютри: Компютрите са разработени на базата на големи и средни компютри като основна линия. Миникомпютрите се появяват в края на 60-те години, а микрокомпютрите се появяват в началото на 70-те години. Те са широко използвани поради тяхното леко тегло, ниска цена, силни функции и висока надеждност. През 70-те години на миналия век започнаха да се появяват суперкомпютри, способни да изчислят повече от 50 милиона пъти в секунда, и те бяха специално използвани за решаване на големи проблеми в науката и технологиите, националната отбрана и икономическото развитие. Гигантските, големите, средните, малките и микрокомпютрите, като компоненти от ешелона на компютърните системи, имат свои собствени приложения и се развиват бързо.
③ Тръбопроводен процесор и паралелен процесор: При условие на ограничена скорост на компоненти и устройства, като се започне от системната структура и организация за постигане на възможности за високоскоростна обработка, тези два процесора са разработени успешно. Всички те са изправени пред ɑiθbi=ci(i=1, 2, 3,... ,< i>n; θ е оператор) такъв набор от операции с данни (наричани също векторни). Процесорът на тръбопровода е единичен поток от данни за инструкции (SISD). Те използват принципа на припокриване, за да обработват елементите на вектора по тръбопроводен начин и имат висока скорост на обработка. Паралелният процесор е поток от множество инструкции с единичен поток от данни (SIMD), който използва принципа на паралелизма за многократно настройване на множество компоненти за обработка и едновременно обработване на елементите на вектора паралелно, за да се получи висока скорост (виж компютърна система за паралелна обработка). Тръбопроводната и паралелната технология също могат да се комбинират, като многократно настройване на множество тръбопроводни компоненти да работят паралелно за постигане на по-висока производителност. Изследването на паралелни алгоритми е ключът към ефективността на такива процесори. Съответно разширяване на векторни изрази в езици за програмиране на високо ниво, които могат ефективно да организират векторни операции; или настройте векторни разпознаватели за автоматично разпознаване на векторни компоненти в изходни програми.
Обикновен хост (скаларна машина) е снабден с масивен процесор (само за специализирана машина за конвейер с високоскоростни векторни операции), за да формира основната и спомагателната машинна система, което може значително да подобри капацитета за обработка на системата и производителност и цена Съотношението е високо, а приложението е доста широко.
④Мултипроцесори и мултикомпютърни системи, системи за разпределена обработка и компютърни мрежи: Мултипроцесорите и мултикомпютърните системи са единственият начин за по-нататъшно развитие на паралелната технология и са основните насоки за развитие на гигантски и мейнфрейм компютри. Те са системи с множество потоци от инструкции и множество потоци от данни (MIMD). Всяка машина обработва свой собствен поток от инструкции (процес), комуникира помежду си и съвместно решава мащабни проблеми. Те имат по-високо ниво на паралелизъм от паралелните процесори, с голям потенциал и гъвкавост. Използването на голям брой евтини микрокомпютри за формиране на система чрез мрежата за взаимно свързване за постигане на висока производителност е посока на изследване на мултипроцесорите и мултикомпютърните системи. Мултипроцесорите и мултикомпютърните системи изискват изучаване на паралелни алгоритми на по-високо ниво (процеси). Езиците за програмиране на високо ниво предоставят средства за едновременни и синхронизиращи процеси. Операционната система също е много сложна и е необходимо да се реши комуникацията и синхронизирането на множество процеси между множество компютри. , Контрол и други въпроси.
Разпределената система е разработката на многокомпютърна система. Това е система, която е физически разпределена от множество независими и взаимодействащи единични компютри, които си сътрудничат за решаване на потребителски проблеми. Неговият системен софтуер е по-сложен (вижте разпределена компютърна система).
Съвременните мейнфрейми са почти всички многокомпютърни системи с разпределени функции. В допълнение към високоскоростните централни процесори има процесори за вход и изход (или потребителски компютри от предния край), които управляват входа и изхода, управляват отдалечени терминали и мрежови комуникации. Процесорът за контрол на комуникацията, машината за поддръжка и диагностика за поддръжка и диагностика в цялата система и процесорът за база данни за управление на база данни. Това е форма на ниско ниво на разпределената система.
Множество географски разпределени компютърни системи са свързани една с друга чрез комуникационни линии и мрежови протоколи, за да образуват компютърна мрежа. Разделя се на локална (локална) компютърна мрежа и отдалечена компютърна мрежа според географското разстояние. Всеки компютър в мрежата може да споделя информационни ресурси, софтуерни и хардуерни ресурси един с друг. Системите за резервация на билети и системите за извличане на информация са примери за компютърни мрежови приложения.
⑤ Машина на Нойман и машина, различна от Нойман: Съхранената програма и управляваната от инструкции машина на Нойман все още доминират досега. Той изпълнява инструкциите последователно, което ограничава паралелизма, присъщ на проблема, който трябва да бъде разрешен, и влияе върху по-нататъшното подобряване на скоростта на обработка. Не-Ноймановата машина, която пробива този принцип, е да развие паралелизъм от архитектурата и да подобри пропускателната способност на системата. Изследователската работа в тази област продължава. Компютрите с поток от данни, задвижвани от потока от данни, и силно паралелните компютри, задвижвани от контрол на редукция и при поискване, са всички обещаващи не-Нойманови компютърни системи.
Outlook
Компютърната система се актуализира приблизително на всеки 3 до 5 години, съотношението производителност-цена се увеличава десетократно, а обемът е значително намален. VLSI технологията ще продължи да се развива бързо и ще има огромно и дълбоко въздействие върху различни компютърни системи. Появиха се 32-битови микрокомпютри, появиха се и 64-битови микрокомпютри. Не е далеч да направим 10 милиона компонента на един чип. Изследванията на устройства, които са 10 до 100 пъти по-бързи от полупроводниковите интегрални схеми, като галиев арсенид, устройства с висока подвижност на електрони, Джоузефсонови преходи и оптични компоненти, ще имат важни резултати. Технологията за микросглобяване за увеличаване на плътността на сглобяване и съкращаване на линията на взаимно свързване е една от ключовите технологии на новото поколение компютри. Комуникацията с оптични влакна ще се използва широко. Постоянно се появяват различни високоскоростни интелигентни периферни устройства, а появата на оптичните дискове ще направи спомагателното масово съхранение напълно ново. Мултипроцесорни системи, многокомпютърни системи и разпределени системи за обработка ще бъдат привлекателни системни структури. Софтуерното втвърдяване (наречено фърмуер) е тенденция на развитие. В практиката започнаха да се използват нови видове не-Нойманови машини, разсъждаващи компютри, компютри с база знания и др. Разработката на софтуер ще се отърве от изостаналостта и неефективността. Софтуерното инженерство се развива в дълбочина. Производството на софтуер се развива в посока инженеринг, формализация, автоматизация, модулизация и интеграция. Изследването на нови езици на високо ниво като логически езици, функционални езици и изкуствен интелект ще направи интерфейса човек-компютър прост и естествен (можете директно да виждате, слушате, говорите и рисувате). Технологията за бази данни ще бъде силно развита. Компютърните мрежи ще бъдат широко разпространени. Интензивно се развиват компютърни системи от следващо поколение, характеризиращи се с огромна процесорна мощност (например 10 до 100 милиарда операции в секунда), огромна база от знания и информация и висок интелект. Компютърните приложения ще стават все по-разпространени. Компютърното проектиране, компютърно контролираните производствени линии и интелигентните роботи значително ще повишат производителността на социалния труд. Офисите, медицинските грижи, комуникациите, образованието и семейният живот ще бъдат компютъризирани. Влиянието на компютрите върху живота на хората и социалните организации ще става все по-разпространено и дълбоко.
Работен процес
Общият процес за потребителите да използват компютърната система за изчисляване на въпроси:
①Създайте акаунт чрез системния оператор и получете правото да го използвате. Акаунтът се използва за идентифициране и защита на файловете на потребителя (програми и данни), а също така се използва за системата за автоматично отчитане на използването на ресурси от потребителя (счетоводство, плащане).
②Според проблема, който трябва да бъде разрешен, проучете алгоритъма, изберете подходящия език, напишете изходната програма и осигурете едновременно данните за обработка и свързаната контролна информация.
③Поставете резултата от ② на дискетата на офлайн специалното оборудване и създайте потребителския файл (може да се направи и на онлайн терминала и файлът се създава директно в спомагателното хранилище. По това време, четвъртата стъпка е пропусната).
④Използвайте флопи дисковата машина, за да въведете потребителските файлове на флопи диска в компютъра, след обработка, като задание, регистрирайте ги и ги съхранете в спомагателното хранилище.
⑤ е изискване за компилиране. Операционната система прехвърля заданието в основната памет, извиква компилатора на избрания език, компилира и свързва (включително извиканите подпрограми), създава целева програма, изпълнима от машината, и я съхранява в спомагателната памет.
⑥Необходима е аритметична обработка. Операционната система прехвърля целевата програма в основната памет, която се обработва от централния процесор, а резултатът се съхранява в спомагателната памет.
⑦Резултатът от операцията се изпраща на външното устройство за извеждане от операционната система във формат, изискван от потребителя.
Вътрешната работа на компютъра (④～⑦) е сложен процес под контрола на операционната система. Обикновено множество потребителски задачи се въвеждат по едно и също време в компютър и те се планират равномерно от операционната система и се изпълняват разпределено. Но този вид планиране е прозрачен за потребителите и обикновените потребители не трябва да знаят вътрешните му подробности.
Потребителите могат да използват терминал, за да контролират интерактивно напредъка на ③～⑦ (режим на споделяне на времето); те могат също така да поверят на оператора да завърши ③～⑦, от които ④～⑦ се извършва автоматично от компютъра (пакетна обработка). Методът на пакетна обработка е с висока степен на автоматизация, но потребителят не е интуитивен и няма междинна намеса. Режимът на споделяне на времето се контролира интуитивно от потребителя и може да се намеси при коригиране на грешки по всяко време, но степента на автоматизация е ниска. Повечето съвременни компютърни системи предоставят два метода, които се избират от потребителя.
Операционна система
Въведение
Операционната система е системен софтуер (или колекция от програми), който улеснява потребителите, управлява и контролира компютърния хардуер и софтуерните ресурси. От гледна точка на потребителя, операционната система може да се разглежда като разширение на компютърния хардуер; от гледна точка на взаимодействието човек-компютър, операционната система е интерфейсът между потребителя и машината; от системната структура на компютъра, операционната система е йерархична, модулна структура. Наборът от програми принадлежи към подредения метод на наслояване, който е подредено наслоено извикване на неподредени модули. Дизайнът на операционната система олицетворява комбинацията от компютърна технология и технология за управление. Състоянието на операционната система в компютъра:
Операционната система е софтуер и е системен софтуер. Неговата роля в компютърната система може да бъде грубо разбрана от два аспекта: вътрешно операционната система управлява различни ресурси на компютърната система и разширява функциите на хардуера;
външно, работа Системата осигурява добър интерфейс човек-машина, който е удобен за потребителите да използват компютри. Той има свързваща позиция в цялата компютърна система.
Операционната система е широкомащабна софтуерна система със сложни функции и огромна система. Резултатите от различните ъгли също са различни. Това е "хребетът и върхът са оформени хоризонтално". Нека го анализираме от двата най-типични ъгъла.
1. От гледна точка на програмист
Както споменахме по-рано, ако няма операционна система, програмистите трябва да се впуснат в сложни подробности за внедряването на хардуер, когато разработват софтуер. Програмистите не искат да се намесват в тази ужасна област и многото енергия, изразходвана за тази повтаряща се, некреативна работа, също пречи на програмистите да се съсредоточат върху по-креативна работа по програмиране. Това, от което се нуждае програмистът, е просто, силно абстрактно устройство, което може да се използва с него.
Изолирайте хардуерните детайли от програмиста, който разбира се е операционната система.
От тази гледна точка ролята на операционната система е да предостави на потребителите еквивалентна разширена машина, наричана още виртуална машина, която е по-лесна за програмиране от основния хардуер.
2. От гледна точка на потребителя
От гледна точка на потребителя операционната система се използва за управление на различни части от сложна система.
Операционната система е отговорна за правилния контрол на разпределението на CPU, памет и други I/O интерфейсни устройства между конкурентни програми.
Например, да предположим, че три програми, работещи на компютър, се опитват да изведат резултати от изчисленията на един и същи принтер едновременно. След това първите няколко реда може да са изход на програма 1, следващите няколко реда са изход на програма 2, а след това изход на програма 3 и т.н. Крайният резултат ще бъде бъркотия. По това време операционната система може да избегне това объркване, като изпрати разпечатката в буфера на диска. След като програмата приключи, операционната система може да изпрати файловете, временно съхранени на диска, към принтера за извеждане.
От тази гледна точка операционната система е мениджърът на ресурсите на системата.
История на разработката
Нека прегледаме хронологията на разработката на операционната система във връзка с хронологията на разработката на компютъра.
1. Първото поколение компютри (1945-1955): вакуумни тръби и платки за включване
В средата на 40-те години на миналия век някои хора от Харвардския университет, Принстънския институт за напреднали изследвания и Университета на Пенсилвания използваха данни Десет хиляди вакуумни тръби са построили първия електронен компютър в света. Започнете историята на компютърното развитие. Машините в този период изискват екип за проектиране, производство, програмиране, работа и поддръжка на всяка машина. Програмирането използва машинен език и управлява основните си функции чрез твърдо окабеляване на добавената платка.
По това време в началния етап на компютърното развитие дори езиците за програмиране все още не са се появили и операционните системи са нечувани.
2. Компютри от второ поколение (1955-1965): транзистори и системи за пакетна обработка
В този период компютрите стават все по-надеждни. Те са излезли от изследователския институт и са влезли в търговски приложения. Въпреки това компютрите в този период извършват главно различни научни изчисления, които изискват специализирани оператори за поддръжка и трябва да бъдат програмирани за всяка изчислителна задача.
Компютърът от второ поколение се използва главно за научни и инженерни изчисления. Използвайте FORTRAN и асемблер за писане на програми. В по-късния период се появява прототипът на операционната система: FMS (система за наблюдение FORTRAN) и IBMSYS (операционната система, оборудвана от IBM за машината 7094).
3. Компютри от трето поколение (1965-1980): чипове с интегрални схеми и мултипрограмиране
В началото на 60-те години производителите на компютри бяха разделени на две компютърни серии според различни приложения. Един за научни изчисления и един за търговски приложения.
Със задълбочаването на компютърните приложения има нужда компютрите да обединят двете приложения. По това време IBM се опита да реши този проблем чрез въвеждане на System/360.
Във връзка с този план IBM организира разработването на операционната система OS/360, а след това сложните изисквания и ниското ниво на софтуерно инженерство по това време направиха разработването на OS/360 най-ужасното в историята." „Блатото за разработка на софтуер", най-известният провален трактат - „Мистериозният човек Луна" се роди. Въпреки че този план за развитие се провали, това желание се превърна в цел на производителите на компютри.
По това време MIT, Bell Lab (Bell Labs) и General Electric Company решиха да разработят „система за обществени компютърни услуги“ - MULTICS, надявайки се да поддържат стотици потребители със споделяне на време едновременно на един вид машина . В резултат на това трудността при разработването на този план надмина очакванията на всички и системата завърши с провал. Въпреки това, идеята за MULTICS има много съвети за по-късни операционни системи.
В края на 60-те години Кен Томпсън, компютърен учен в Bell Labs, който е участвал в разработването на MULTICS, разработи опростен набор от версия за един потребител на MULTICS. По-късно доведе до раждането на операционната система UNIX.
Операционната система UNIX доминира на миникомпютри, работни станции и други пазари. Освен това е една от най-влиятелните операционни системи досега, а Linux също е производна на системата UNIX. В следващата лекция ще представим конкретно историята на развитието на UNIX.
4. Четвъртото поколение компютри (1980-настояще): персонални компютри
С непрекъснатото обновяване и развитие на компютърните технологии компютрите магически навлязоха в живота на хората. Компютър с мощна изчислителна мощност може да се получи на ниска цена.
Когато цената вече не е прагът, който да блокира популяризирането на компютрите, е много важно да се намали лекотата на използване на компютрите! Поради характеристиките на UNIX системата не е подходяща за работа на персонален компютър. В момента е необходима нова операционна система.
В този критичен момент от историята IBM подцени пазара на компютри и не използва най-голямата си сила, за да се конкурира на този пазар. По това време Intel се възползва от възможността да влезе и стана лидер на днешните микропроцесори. . В същото време президентът на Microsoft Corporation Бил Гейтс, който умее да се възползва от възможността, навлезе своевременно в тази сфера. Със закупения CP/M той се превръща в MS-DOS и става доминиращ играч в областта на операционните системи за персонални компютри.
Въпреки че Apple пое водеща роля в GUI, поради несъвместимата и неотворена пазарна стратегия на Apple, тя не успя да разшири своя успех. По това време Microsoft навлезе своевременно в GUI, отново със системата WINDOWS. Правете нощувката.
Състав
Общо казано, операционната система се състои от следните части:
1) Подсистема за планиране на процеси:
Процес Подсистемата за планиране определя кой процес използва процесора и планира и управлява процеса.
2) Подсистема за междупроцесна комуникация:
Отговаря за комуникацията между всеки процес.
3) Подсистема за управление на паметта:
Отговаря за управлението на компютърната памет.
4) Подсистема за управление на устройството:
Отговаря за управлението на различни компютърни периферни устройства, съставени главно от драйвери на устройства.
5) Файлова подсистема:
Отговаря за управлението на различни файлове и директории на диска.
6) Мрежова подсистема:
Отговаря за обработката на различни неща, свързани с мрежата.
Структурен дизайн
Има много методи за внедряване и идеи за дизайн на операционната система. По-долу са избрани само най-представителните три, за да се направи кратко описание.
1. Интегрална система
Интегрален дизайн на системната структура:
Това е най-често използваният метод на организация и често се нарича "местна смес". Може също да се каже, че цялостната структура на системата е "неструктурирана".
В тази структура, за да конструира крайната целева програма на операционната система, разработчикът първо компилира някои независими процедури или файлове, съдържащи процедурите, и след това използва линкера, за да ги свърже в една целева програма.
Операционната система Linux е проектирана с интегрирана системна структура. На тази основа обаче се добавят някои методи като динамично зареждане на модули, за да се подобри общата гъвкавост и да се компенсират недостатъците на цялостния дизайн на системната структура.
Второ, йерархична система
Дизайн на йерархична структура на системата:
Този подход е стриктно наслояване на системата, което прави цялата система ясна, йерархична! Този вид система има силен академичен привкус! Всъщност няма много операционни системи, проектирани напълно в съответствие с тази структура, нито са широко използвани.
Може да се каже, че настоящият дизайн на операционната система търси баланс между цялостната структура на системата и дизайна на йерархичната структура на системата.
3. Система с микроядро
Дизайн на структурата на микроядрото:
Дизайнът на структурата на микро-ядрото е нова концепция за дизайн, която се появи през последните години. Най-представителните операционни системи са Mach и QNX.
Микроядрената система, както подсказва името, е, че системното ядро е много малко. Например, микроядрото на QNX е отговорно само за: междупроцесна комуникация, мрежова комуникация на ниско ниво, планиране на процеси и обработка на прекъсвания от първо ниво.
Хоризонтално сравнение
В историята на компютъра е имало много операционни системи и след това вълните са били отмити и много от тях са били безмилостно елиминирани, оставяйки само някои, които са изпитали теста на пазар:
1. Операционна система за настолен компютър
1) MSDOS: Най-ранната операционна система на персонални компютри от серия Intelx86, продукти на Microsoft, някога е доминирала в тази област и сега постепенно е възприета от собствената си братска серия WINDOWS. Вместо това сега е рядкост, с изключение на някои машини от нисък клас .
2) Windows: Продуктите на Microsoft, разработени от Windows 1.0, сега са основната операционна система на компютри, базирани на Intel x86, и също така е най-инсталираната операционна система в персонални компютри. За десктоп, за индивидуални потребители.
3) Mac OS: собственост на Apple, с приятелски интерфейс и отлична производителност, но развитието й е ограничено, защото може да работи само на собствения компютър на Apple. Въпреки това, поради уникалното пазарно позициониране на Apple, той все още е жив и здрав.
4) Linux: Linux е името на компютърна операционна система и нейното ядро. Това е и най-известният пример за разработка на безплатен софтуер и отворен код.
Строго погледнато, самата дума Linux се отнася само за ядрото на Linux, но всъщност хората са свикнали да използват Linux, за да опишат цялата операционна система, базирана на ядрото на Linux и използвайки различни инструменти и бази данни на проекта GNU ( Също известен като GNU/Linux). Linux софтуерът, базиран на тези компоненти, се нарича Linux дистрибуция. Най-общо казано, пакетът за разпространение на Linux съдържа много софтуер, като инструменти за разработка на софтуер, бази данни, уеб сървъри (като Apache), X Window, десктоп среди (като GNOME и KDE), офис пакети и т.н.
Второ, сървърна операционна система
1) Серия UNIX: Може да се каже, че UNIX има дълга история, е наистина стабилна, практична и мощна операционна система, но поради това, че много производители на нейна основа разработиха версия на UNIX със свои собствени характеристики, така че засегна цялото. В чужди страни системата UNIX е уникална, широко използвана в ключови области като научни изследвания, училища и финанси. Въпреки това, поради относително изостаналото развитие на компютрите в Китай, нивото на приложение на UNIX системите изостава до известна степен от чуждите страни.
2) Серия Windows NT: продукти на Microsoft, които се възползват от удобния потребителски интерфейс на Windows, за да навлязат на пазара на сървърни операционни системи. Въпреки това, той има известна разлика с UNIX по отношение на цялостната производителност, ефективност и стабилност, така че сега се използва главно на пазара на малки и средни предприятия.
3) Серия Novell Netware: Продуктите на Novell, които са добре известни с това, че са изключително подходящи за малки и средни мрежи, имат много висок пазарен дял в китайската индустрия за ценни книжа и техните продуктови характеристики са ярки и са все още в системния софтуер на сървъра. Вечнозелено дърво.
4) Серия LINUX: Linux е безплатна Unix-подобна операционна система с отворен код. Има много различни видове Linux, но всички те използват ядрото на Linux. Linux може да се инсталира в различни компютърни хардуерни устройства, от мобилни телефони, таблети, рутери и конзоли за видеоигри, до настолни компютри, мейнфрейми и суперкомпютри. Linux е водеща операционна система. 10-те най-бързи суперкомпютри в света работят с операционна система Linux. Строго погледнато, самата дума Linux означава само ядрото на Linux, но всъщност хората са свикнали да използват Linux, за да опишат цялата операционна система, базирана на ядрото на Linux и използвайки различни инструменти и бази данни от проекта GNU. Linux получава името си от Линус Торвалдс, компютърен любител.
Класификация на Флин
Класификацията на Флин се класифицира според потока на инструкциите, потока от данни и неговата полиплоидия. Има четири категории:
SISD——компонентът за инструкции обработва само една инструкция и контролира само работата на един оперативен компонент. Като например общ сериен единичен процесор.
SIMD――Един компонент с инструкции контролира множество многократно задавани процесорни единици едновременно и изпълнява различни
операции с данни съгласно същата инструкция. Като масивен процесор.
MISD――Множество компоненти на инструкции работят на всеки етап на обработка на едни и същи данни. Такива машини са рядкост.
MIMD――Множество независими или относително независими процесори изпълняват свои собствени програми, операции или процеси. Например, множество
процесори.