Вычислительные и операционные системы

     Между отметками 2 и 4 Gb расположены низкоуровневые системные компоненты Windows NT кольца 0, в том числе ядро, планировщик  потоков и диспетчер виртуальной  памяти. Системные страницы в этой области наделены привилегиями супервизора, которые задаются физическими схемами кольцевой защиты процессора. Это делает низкоуровневый системный код невидимым и недоступным по записи для программ прикладного уровня но приводит к падению производительности во врем переходов между кольцами.

     Для 16-разрядных прикладных Windows-программ Windows NT реализует сеансы Windows on Windows (WOW). Как и OS/2 Warp, Windows NT дает возможность выполнять 16-разрядные программы Windows индивидуально в собственных пространствах памяти или совместно в разделяемом адресном пространстве. Почти во всех случаях 16- и 32-разрядные прикладные программы Windows могут свободно взаимодействовать, используя OLE (при необходимости через особые процедуры thunk) независимо от того, выполняются они в отдельной или общей памяти. Собственные прикладные программы и сеансы WOW выполняются в режиме вытесняющей многозадачности, основанной на управлении отдельными потоками. Множественные 16-разрядные прикладные программы Windows в одном сеансе WOW выполняются в соответствии с кооперативной моделью многозадачности. Windows NT может также выполнять в многозадачном режиме несколько сеансов DOS. Поскольку Windows NT имеет полностью 32-разрядную архитектуру, не существует теоретических ограничений на ресурсы GDI и USER. 

     5. OS/2 Warp

     В апреле 1987 г. компании IBM и Microsoft объявили о совместных планах по созданию новой операционной системы: OS/2. Прошло несколько лет, и мир стал свидетелем "бракоразводного процесса", в результате чего у OS/2 остался один родитель - компания IBM, а фирма Microsoft отдала все симпатии любимому детищу, имя которому Windows. Важно помнить, что OS/2 - это новая операционная система с графическим интерфейсам пользователя (ГИП), в то время как Windows представляет собой ГИП, работающий "поверх" DOS.

     OS/2 является полностью защищенной операционной системой, благодаря чему невозможны конфликты между программами в памяти. Многозадачная система OS/2 способна выполнять одновременно несколько прикладных программ: например, Вы можете начать пересчет электронной таблицы, запустить печать документа в текстовом редакторе, связной пакет для приема/передачи сообщений электронной почты, а затем продолжить поиск записей в базе данных.

     Система OS/2 поддерживает многопроцессные прикладные программы, рассчитанные на одновременное  выполнение нескольких внутренних функций. Примерами могут служить текстовый редактор, в котором печать документа и проверка правописания осуществляются параллельно; электронная таблица с возможностью одновременного выполнения функций пересчета и просмотра или база данных, в которой можно совмещать функции обновления и поиска записей.

     Архитектура OS/2 Warp Connect 3.0 во многом похожа на архитектуру Windows 95, но в ее концепции заложено меньше компромиссов, связанных с  использованием старого 16-разрядного кода. В результате появилась ОС с лучшими, чем у Windows 95, средствами защиты, в которой можно выполнять программы OS/2, Win16 и DOS, однако несовместимая с 16-разрядными драйверами устройств. 32-разрядные прикладные программы Windows не могут выполняться в среде OS/2 Warp.

     Собственным 32-разрядным прикладным программам OS/2 доступно 4 Gb-ное отдельное адресное пространство. Код прикладных программ отображается в диапазон адресов  от 0 до 512 Mb, системный код OS/2 отображается в пространство от 512 Mb до 4 Gb. Эта область системного кода используется совместно всеми процессами. Исполняемые 32-разрядные прикладные программы изолированы друг от друга, хотя они могут общаться между собой с помощью средств вырезания и вставки (cut-and-paste) или механизма DDE OS/2. В системе OS/2 Warp применяется модель вытесняющей многозадачности собственных прикладных программ, основанная на управлении отдельными потоками.

     Такая организация обладает во многом теми же достоинствами и недостатками, что свойственны Windows 95. Выделение  системных ресурсов происходит гладко, а вызовы, направляемые в системные API, могут обслуживаться без существенных накладных расходов, так как системные DLL расположены в тех же адресных пространствах, что и вызывающая прикладная программа. Размер рабочего множества тоже удерживается в разумных пределах, так как не нужно создавать множественные экземпляры системных DLL. Но защита не гарантируется, поскольку плохо работающие прикладные программы все же могут испортить важные системные области.

     Однако  в некоторых важных аспектах OS/2 Warp превосходит систему Windows 95. Проблемы ограниченности системных ресурсов не существует, так как в OS/2 Warp не используются 64 К хипы для хранения структур данных системных DLL. Эта ОС также предоставляет несколько служебных средств, отсутствующих в Windows, в том числе модель системных объектов (SOM) и REXX, мощный командный язык, используемый на многих платформах фирмы IBM.

     В дополнение к собственным 32-разрядным  прикладным программам, OS/2 Warp может  выполнять 16-разрядные прикладные программы Windows. В зависимости от того, какую  версию вы приобрели, OS/2 Warp использует для этой цели либо копию Microsoft Windows 3.1, либо собственные библиотеки Win-OS/2. В любом случае вы можете по своему выбору запустить сеанс Windows для каждой Windows-программы или выполнять все Windows-программы в совместно используемом адресном пространстве. Последний подход может обеспечить лучшую совместимость, но грозит обернуться потерей устойчивости, так как в этом случае ОС работает в сущности подобно Windows 3.1x. OS/2 Warp позволяет также запускать прикладные программы DOS на легко конфигурируемых виртуальных машинах DOS, работающих в режиме вытесняющей многозадачности.

     Архитектура OS/2 не предназначена для запуска  в ней драйверов устройств  реального режима, поэтому ваши аппаратные средства должны поставляться с собственными драйверами OS/2. Преимущество такого подхода  в том, что OS/2 может полностью защитить первые 4 Mb памяти прикладной программы, т. е. область, которая по-прежнему остается незащищенной от аварийных сбоев в среде Windows 95.

      Конкурентная борьба современных  операционных систем. 

     Возраст Windows 3.1 берет свое, и три соперничающие операционные системы (Windows 95, OS/2 WARP и WINDOWS NT) готовы занять ее место.

     В Windows 3.x реализована простая кооперативная  модель многозадачности, которая не может гарантировать даже равномерного распределения системных ресурсов между несколькими прикладными программами. И хотя Windows 3.x подвергалась справедливой критике за недостаточность предусмотренных в ней средств защиты памяти и примитивную модель многозадачности, она представляла собой большой шаг вперед по сравнению с DOS и более старыми версиями этой же оболочки. Для пользователей, располагающих медленными машинами с ОЗУ ограниченной емкости, она по-прежнему остается лучшей альтернативой.

     Однако  система Microsoft Windows 3.1 и ее кузен - сетевой  продукт Windows for Workgroups 3.11 - устаревают на глазах. Интерфейс Windows функционально удобен для подготовленных пользователей, но отсутствие истинного "рабочего стола" и раздельные функции модулей Progtam Manager и File Manager неоправданно затрудняют работу рядовых пользователей. Поставляемые вместе с операционной системой прикладные программы маломощны, а ограничение либо отсутствие сетевых средств не соответствует общепринятым на сегодняшний день стандартам.

     Поэтому на смену Windows 3.x пришла Windows 95. Как и  любой продукт с широкими функциональными возможностями, рассчитанный на удовлетворение запросов огромного рынка, Windows 95 не лишена компромиссных решений. Многие ее впечатляющие достижения будут по заслугам оценены пользователями PC, но в некоторых областях Windows 95 пока еще только догоняет своих конкурентов.

     С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 - истинно 32-разрядная, многопотоковая операционная система с вытесняющей  многозадачностью, что ставит ее в  один ряд с такими соперниками, как OS/2, UNIX и Windows NT.

     Наиболее  важные компромиссы в архитектуре Windows 95 были порождены решением корпорации Microsoft сделать ее совместимой с  существующими 16-разрядными прикладными  программами Windows и драйверами устройств  реального режима. Это позволяет Windows 95 работать с гораздо более широким спектром существующих аппаратных и программных средств, чем работают OS/2 или UNIX.

     Новый интерфейс с истинным "рабочим  столом", папками и линейкой заданий  намного упрощает задачу пользователя: вызываемые правым щелчком мыши контекстно-зависимые меню обеспечивают интуитивно понятный способ управления средой. Множество новых объектов интерфейса и стандартные диалоги предоставляют в распоряжение программистов богатый набор готовых блоков для создания прикладных программ.

     Windows 95 внесла значительные улучшения в архитектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собственных 32-разрядных прикладных программ, вытесняющую многозадачность, разделение прикладных программ на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Модель защиты памяти реализована с серьезными компромиссами, целью которых было достигнуть совместимости с существующими 16-разрядными прикладными программами и драйверами устройств. Но на практике устойчивость системы оказывается лучше, чем у Windows 3.1x.

     Предполагалось, что к настоящему времени OS/2 станет доминирующей ОС. Выпуская эту операционную систему в свет в 1987 г., фирмы IBM и Microsoft рассматривали ее как логическую замену DOS. После произошедшего в 1990 г. разрыва между двумя компаниями Microsoft занялась системой Windows, а IBM получила OS/2 в свое полное распоряжение.

     За  прошедшее с тех пор время OS/2 значительно изменилась в лучшую сторону, обретя новые функциональные возможности и устойчивость. С самого начала она была задумана как многопотоковая ОС с вытесняющей многозадачностью. OS/2 также обеспечивает намного более совершенную защиту памяти, поэтому какая-нибудь прикладная программа, содержащая ошибки, редко выводит из строя всю систему.

     Слабое  место OS/2 - относительно небольшое число  собственных прикладных программ OS/2 (тот факт, что OS/2 так хорошо выполняет  программы Windows 3.x, оказался палкой о  двух концах).

     Во  многих областях, таких, как многозадачность и защита, OS/2 опережает Windows 3.x и продолжает опережать Windows 95. Хотя она не обеспечивает устойчивости, свойственной Windows NT, ее системные требования значительно более скромны. К пользовательскому интерфейсу быстро привыкаешь, но то же самое справедливо и по отношению к Windows 95. После того как вы преодолеете барьер инсталляции, OS/2 предоставит вам конкурентоспособную среду для выполнения прикладных программ DOS, Windows 3.x и собственного программного обеспечения OS/2.

     Microsoft Windows NT была разработана как персональная  операционная система высокого  класса, обладающая более совершенными  функциональными возможностями  и высокими системными требованиями, нежели ее конкуренты. Для ее  работы нужно иметь как минимум 16 Mb ОЗУ, а для инсталляции может потребоваться до 100 Mb пространства на жестком диске. Так же как OS/2 Warp и Windows 95, это 32-разрядная многозадачная, многопотоковая операционная система, но, кроме того, она обладает важными средствами обеспечения безопасности, надежной новой файловой системой с регистрационным журналом и может быть перенесена на отличные от Intel аппаратные платформы. Ее базовая архитектура обеспечивает лучшую защиту, чем любая соперничающая с ней система.

     Резюме.

     За  исключением IBM (чьи ПК предлагают двойную загрузку OS/2 и Windows), все ведущие поставщики персональных компьютеров в настоящее время устанавливают на большинстве своих машин Windows 95 или Windows NT. Сфера распространения Windows 3.1 или Windows for Workgroups 3.11. сузилась после того, как корпорация Microsoft выпустила Windows 95. ОС OS/2 Warp не получила еще достаточного распространения.  

     Вычислительные и операционные системы. 

     Вычислительная  система и ее ресурсы.

     Вычислительная  система (ВС) - это взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации.

     Иногда  под ВС понимают совокупность технических  средств ЭВМ, в которую входит не менее двух процессоров, связанных  общностью управления и использования общесистемных ресурсов (память, периферийные устройства, программное обеспечение и т.п.).

     Ресурсы вычислительной системы 

     К ресурсам вычислительной системы относят  такие средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный квант времени. Основными ресурсами ВС являются процессоры, области оперативной памяти, наборы данных, периферийные устройства, программы.

     Виды  вычислительных систем.

     В зависимости от ряда признаков различают  следующие вычислительные системы (ВС):

     однопрограммные и многопрограммные (в зависимости  от количества программ, одновременно находящихся в оперативной памяти);