История развития ОС

 

1^ое поколение ОС появилось тогда, когда появились первые средства взаимодействия машины и пользователя (конец 40-х - начало 50-х годов 20 века). Первые ВМ были на лампах, 4-8 kb ОП, их устройство ввода/вывода состояло из набора лампочек и кнопок, в лучшем случае – перфокарт. Сами ОС состояли из набора полезных программ и служили для выполнения отдельных программ. В конце этапа стали появляться более сложные и более быстрые машины для обработки перфокарт.

 

2^ое поколение ОС появилось вместе с появлением новых, более совершенных ВМ. В ВМ появились накопители на жестких и магнитных дисках, построчные печатающие устройства, ЦП строились на транзисторах (50-60-е годы). Объем ОП – 68 kb, 128 kb. Теперь ОС - не разрозненный набор программ, а постоянно находящаяся в ОП программа. Управляющие программы ВМ стали включать такие средства, как буферизация, блокирование записей, средства работы с таймером, методы управления данными. Преобладающим режимом был пакетный режим, т.е. пользователь приходит со своим набором перфокарт и получает результат.

 

3^е поколение ОС (1965-1973г.г.) появилось вместе с процессором для ввода/вывода и сегментацией ОП. Возрос объем ОП и количество каналов. Синхронизация центрального процессора и ввода/вывода привела к появлению прерываний. Изменились ОС, преобладание мультипрограммных ОС, т.е. параллельно выполняется несколько программ, возможно за счет спец. процессора. Изменился процесс управления задачами: пользователю предоставлена возможность порождать отдельные задачи в рамках программы, задачи выполняются параллельно. С появлением алфавитно-цифровых дисплеев, клавиатур появилась возможность работать в режиме диалога.

 

4^ое поколение ОС – (начало 70-х годов) - ВМ и периферийные устройства стали меньшего размера, для мощных машин ОС стали обеспечивать эффективную изоляцию пользователей друг от друга, для персональных ЭВМ многопользовательский режим стал не характерен, появилась задача о комфортной работе одного пользователя. Intel создает первый процессор 8080, IBM выпускает первый PC.

 

 

Лекция 2.

 

Операционные системы VM.

VM - Virtual Machine (англ. «виртуальная машина») - разработаны компанией IBM.

Это целое семейство ОС:

 

VM/370 CBM

VM/SP

VM/HPO

VM/XA

VM/ESA

 

Самая первая ОС у IBM – OS/VS. Из нее появились VM и MBS.

Разрабатывались новые архитектуры машин: IBM/360 -> IBM/370 (процессор, память, пультовое управление) -> VM/SP, VM/HPO, VM/XA, VM/ESA – архитектура промышленных систем.

В настоящее время лидером в своем классе является VMESA. Она обеспечивает работу нескольких тысяч пользователей.

 

СВМ – русский аналог VM/SP.

 

VM подразумевает наличие нескольких ОС, т.к. есть управляющая программа и ОС виртуальной машины.

 

VM содержит следующие ОС:

F CMS – (ПДО) – специализированна для работы на виртуальной машине

F CP – монитор виртуальных машин

F любая ОС для IBM 360/370

 

В VM можно запустить еще одну VM.

Пользователь мог запустить ту ОС, которая ему требуется на данный момент.

 

Задача VM: предоставить каждому пользователю полноценный аналог реальной ЭВМ таким образом, чтобы пользователь не ощущал того, что реальная ЭВМ занята выполнением не только его работы. Такой аналог назвали виртуальной машиной.

Для обеспечения функционирования виртуальных машин VM содержит управляющую программу или монитор виртуальных машин.

 

Виртуальная машина, являясь полным аналогом реальной ЭВМ, также нуждается в ОС. VM содержит специальную ОС – CMS, предназначенный для функционирования виртуальных машин. На реальной ЭВМ CMS функционировать не может. Это связано с тем, что CMS в своей работе активно использует сервис, предоставляемой активной программой.

 

Помимо CMS на виртуальной машине могут использоваться практически любая ОС, разработанная для IBM/360/370/. Например, на виртуальной машине не может быть загружен сам VM.

 

Управляющая программа работает только с виртуальной машиной, не поддерживает файловую систему, не работает с данными пользователя.

 

Два уровня ОС, на виртуальной машине и управляющая программа, влекут двойные накладные расходы. Во избежание снижения производительности управляющая программа занимается только обслуживанием виртуальных машин, работой с реальными устройствами и обработкой ошибок. Соответственно ОС могут использовать упрощенные способы выполнения операции ввода/вывода.

 

Лекция 3.

Архитектура IBM/370.

System/360:

- I/O процессор

- Таймер

- Многопользовательский многозадачный режим

RAM_max=1 Mb

 

ЦП – центральный процессор

ОП – оперативная память

К – канал

УУ – устройство управления

УВВ – устройство ввода/вывода

 

System/370: добавлены виртуальная память и средства обеспечения работой управляющей программы.

 

Общая логическая схема подразумевает наличие:

F оперативной памяти (ОП)

F процессоров (ЦП)

F каналов ввода/вывода

F устройств ввода/вывода

 

Каналы ввода/вывода – специализированные процессоры, занимающиеся управлением операцией ввода/вывода.

 

Операции ввода/вывода оформлены в виде канальных программ.

 

Канальные программы хранятся в ОП.

 

ЦП сообщает лишь о том, что требуется выполнение (инициирует) операции ввода/вывода, при этом указывается устройство ввода/вывода и адрес канальный программы. Дальнейшую работу выполняют каналы.

 

Синхронизация работы каналов и ЦП осуществляется при помощи прерываний.

 

Основные средства: