Н. К. Токжигитова а ционные системы

Ю.  В. Улихина 

Н.  К. Токжигитова

А

ЦИОННЫЕ

СИСТЕМЫ

Учебное пособие

Павлодар

Министерство 

образования 

и науки Республики 

Казахстан 

*

Павлодарский государственный университет

им. С.  Торайгырова

Ю.  В.  Улихина

Н. 

К. 

Тоюкигитова

I

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

У 

чебное пособие

І  

П Щ П Э Л Л Р

 

.   г  

- I X

  Т - , . .   г ,   f  

^ .."...r - ~   ,

 

‘   ‘  

'  I

А7ЫНДЛГМ  f  Ы ПЫМ М  ^ІТД ГЛ / -  '• * 

W

 Н

І   ; ' Ш Н К Ж І

| В В Ж

 ФФОДвНЫ*  ~АЯ

НА*ЧЧ\Е  £*ЗБЛ{*0Т«*Л  if* 

с .  БЕЙСЕЭД5  «-Ь.' 

И

Павлодар

Кереку

2015

I

УДК 004.451(075,8) 

ББК 32.973-018.2я73 

У48

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом

 

Павлодарского государственного университета

им. С. Торайгырова

Рецензенты:

М. 

Серік -  доктор педагогических наук,  профессор Евразийского

 

национального университета им. JI. Н. Гумилева;

Г. 

М. 

Абильдинова  -   кандидат  педагогических  наук,  доцент

 

Евразийского национального университета им. Л. Н. Гумилева;

А.  Ж.  Асаинова  -   кандидат  педагогических  наук,  профессор,

 

Павлодарского государственного университета им. С.Торайгырова.

Улихина Ю. В., Токжигитова  Н. К.

У48 Операционные системы  : учебное пособие / Ю. В.  Улихина,

Н.  К.  Токжигитова. -  Павлодар  : Кереку  ,  2015  . — 70 с.

В 

учебном  пособии 

изложены  история  развития, 

виды,

устройство 

и 

функции 

операционных 

систем. 

Материал

проиллюстрирован  большим  числом  примеров  и  контрольных

 

вопросов.

Учебное  пособие  рекомендуется  студентам  специальности

 

5В060200 

-  Информатика 

высших 

учебных заведений

1

 е  и к  с   Е е й с е м б а е і  

'  1

УДК 004.451(075.8)

' 

Н  V  *  j - i; 

’ 

ББК 32.973-018.2*73

©  Улихина Ю. В., Токжигитова Н. К., 2015

О 111  У им. С. Торайгырова, 2015

За достоверность материалов, грамматические и орфографические ошибки

ответственность несут авторы и составители

На  современном  этапе  развития  информационных  технологий

пользователь  персонального  компьютера  не  мыслит  работу  без

привычного  и  понятного  интерфейса  и  управления  компьютером  без

операционной  системы,  которая  включает  в себя  эти  и  многие другие

функции.  Еще  несколько десятков лет  назад  программист задавал  все

операции  для  выполнения  программ  вручную  и  так же отслеживал  их 

выполнение.

История  операционных  систем 

позволяет  глубже  понять

достижения  этой  области,  осознать  существующие  перспективы.  За

период  своего  существования  операционные  системы  претерпели

огромные  изменения.  Большое  влияние  на  развитие  операционных

систем  оказало  совершенствовании  элементной  базы  и  аппаратуры,

поэтому  этапы  развития  операционных  систем  тесно  связаны  с

появлением  новых  аппаратных  платформ.  Грандиозную  эволюцию

операционные  системы  (ОС)  претерпели  в  связи  с  новой  ролью

компьютеров  в  глобальных  и  локальных  сетях.  Одним  из  важнейших

факторов  развития  стал  Интернет.  Компьютерные  сети  становятся

универсальным  средством  массовых  коммуникаций,  и  операционные

системы  становятся  удобными  и  простыми  в  применении,  включают

надежные  механизмами  защиты  и  различные  средства  поддержки 

мультимедийной информации.

Введение

3

1  История  развития операционных систем

1.1  Периоды  развития операционных систем

Первые операционные системы.  Идея  компьютера была заложена 

Чарльзом  Бэбиджем  в  середине  двадцатого  года,  но  технологи  того 

времени 

не 

удовлетворяли 

требованиям, 

необходимым 

для 

изготовления  нужных точных  механических деталей,  поэтому речи  об 

операционной системе в его «аналитической машине» не было.

Рождение  цифровых  вычислительных  машин  произошло  в 

середине  40-х  годов  в  Англии,  почти  в  это  же  время  были  созданы 

первые  ламповые  вычислительные  устройства.  В  1951  году,  была 

создана  первая  электронная  вычислительная  машина  в  СССР. 

Программирование  осуществлялось  только  на  машинном  языке.  Не 

было 

никакого 

системного  программного  обеспечения 

кроме 

служебных  программ  и  библиотек,  которые  программист  мог 

использовать  чтобы  каждый  раз  не  писать  коды,  вычисляющие 

значение  какой-либо  математической  функции  или  стандартным 

устройством  ввода-вывода [1].

Первый  период  (1 9 4 5 -  1955).  В  середине  40-х  были  созданы 

первые  ламповые  вычислительные  устройства.  В  то  время  одна  и  та 

же группа людей участвовала и  в проектировании,  и  в эксплуатации, и 

в  программировании  вычислительной  машины.  Это  была  скорее 

научно-исследовательская  работа  в  области  вычислительной  техники, 

а  не  использование  компьютеров  в  качестве  инструмента  решения 

каких-либо  практических  задач  из  других  прикладных  областей. 

Программирование  осуществлялось  исключительно  на  машинном 

языке.  Об  операционных  системах  не  было  и  речи,  все  задачи 

организации  вычислительного  процесса  решались  вручную  каждым 

программистом  с  пульта  управления.  Не  было  никакого  другого 

системного 

программного 

обеспечения, 

кроме 

библиотек 

математических и служебных подпрограмм.

Второй  период  (1 9 5 5 -  1965).  С  середины  50-х  годов  начался 

новый  период  в  развитии  вычислительной  техники,  связанный  с 

появлением 

новой 

технической 

базы 

-  

полупроводниковых 

элементов.  Компьютеры  второго  поколения  стали  более  надежными, 

теперь  они  смогли  непрерывно  работать  настолько  долго,  чтобы  на 

них  можно  было  возложить  выполнение  действительно  практически 

важных задач.  Именно в этот период произошло разделение персонала 

на программистов и операторов,  эксплуатационников  и  разработчиков 

вычислительных машин.

4

В  эти  годы  появились  первые  алгоритмические  языки,  а 

следовательно  и  первые  системные  программы  -   компиляторы. 

Стоимость  процессорного  времени  возросла,  что  потребовало 

уменьшения  непроизводительных  затрат  времени  между  запусками 

программ.  Появились  первые  системы  пакетной  обработки,  которые 

просто  автоматизировали  запуск  одной  программ  за  другой  и  тем

самым  увеличивали  коэффициент  загрузки  процессора.  Системы

пакетной  обработки  явились  прообразом  современных  операционных

систем, 

они 

стали 

первыми 

системными 

программами,

предназначенными  для  управления  вычислительным  процессом.  В

ходе  реализации  систем  пакетной  обработки  был  разработан

формализованный  язык  управления  заданиями,  с  помощью  которого

программист  сообщал  системе  и  оператору,  какую  работу  он  хочет

выполнить  на  вычислительной  машине.  Совокупность  нескольких

заданий,  как  правило,  в  виде  колоды  перфокарт,  получила  название 

пакета заданий.

Третий  период  (1 9 6 5 -  1980).  Следующий  важный  период

развития  вычислительных  машин  относится  к  1965  -   1980  годам.  В

это  время  в  технической  базе  произошел  переход  от  отдельных

полупроводниковых  элементов  типа  транзисторов  к  интегральным

микросхемам,  что  дало  гораздо  большие  возможности  новому, 

третьему поколению компьютеров.

Для  этого  периода  характерно  также  создание  семейств 

программно-совместимых  машин.  Первым  семейством  программно* 

совместимых  машин,  построенных  на  интегральных  микросхемах, 

явилась  серия  машин  ІВМ/360.  Построенное  в  начале  60-х  годов  это 

семейство  значительно  превосходило  машины  второго  поколения  по 

критерию  «цена-производительность».  Вскоре  идея  программно­

совместимых машин стала общепризнанной.

Программная 

совместимость 

требовала 

и 

совместимости 

операционных систем.  Такие операционные системы должны были бы 

работать  и  на  больших,  и  на  малых  вычислительных  системах,  с 

большим  и  с  малым  количеством  разнообразной  периферии,  в 

коммерческой 

области 

и 

в 

области 

научных 

исследований. 

Операционные  системы,  построенные  с  намерением  удовлетворить 

всем  этим  противоречивым  требованиям,  оказались  чрезвычайно 

сложными  и  громоздкими.  Важнейшим  достижением  ОС  данного 

поколения 

явилась 

реализация 

мультипрограммирования. 

Мультипрограммирование — это способ организации вычислительного

процесса, 

при 

котором 

на 

одном 

процессоре 

попеременно 

выполняются  несколько  программ.  Пока  одна  программа  выполняет

5

операцию 

ввода-вывода, 

процессор 

не 

простаивает, 

как  это 

происходило 

при 

последовательном 

выполнении 

программ 

(однопрограммный 

режим), 

а 

выполняет 

другую 

программу 

(многопрограммный режим).  При этом  каждая программа загружается 

в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.

Другое  нововведение  -   спулинг  (spooling).  Спулинг  в  то  время 

определялся  как  способ  организации  вычислительного  процесса,  в 

соответствии  с  которым  задания  считывались  с  перфокарт  на  диск  в 

том  темпе,  в  котором  они  появлялись  в  помещении  вычислительного 

центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с 

диска загружалось в освободившийся раздел.

Наряду  с  мультипрограммной  реализацией  систем  пакетной 

обработки  появился  новый  тип  ОС  -   системы  разделения  времени. 

Вариант 

мультипрограммирования, 

применяемый 

в 

системах